La batterie au lithium est une batterie avec du lithium métal ou un alliage de lithium comme matériau de cathode et une solution d'électrolyte non aqueuse. Les batteries au lithium sont différentes des batteries lithium-ion en ce que la première est une batterie primaire et la seconde est une batterie rechargeable. Les batteries lithium-ion fonctionnent en déplaçant les ions lithium entre les bornes positive et négative. Lorsque la batterie est chargée, le potentiel électrique appliqué aux pôles force les composés à l'extrémité positive à libérer des ions lithium, qui traversent la membrane jusqu'au carbone à l'extrémité négative, où les molécules sont disposées en une structure lamellaire. Lorsqu'il se décharge, les ions lithium se détachent du carbone dans les lamelles et se recombinent avec des composés dans l'électrode positive. Le mouvement des ions lithium génère un courant électrique.

L'amont de la chaîne industrielle des batteries au lithium peut être grossièrement divisé en quatre parties : matériau positif, matériau négatif, électrolyte et diaphragme. Le matériau de la cathode est le composant central de la batterie au lithium, ainsi que le composant clé qui détermine les performances et le coût de fabrication de la batterie au lithium. Le secteur intermédiaire est destiné aux fabricants d'équipements et aux fabricants de batteries représentés par Ningde Times, tandis que l'aval est principalement utilisé dans l'électronique grand public, les véhicules à énergies nouvelles et le stockage d'énergie.

Examinons les matières premières minérales en amont des batteries au lithium, notamment le lithium, le cobalt, le nickel et d'autres ressources.

1. Minerai de lithium

Les ressources en lithium existent principalement sous forme de spodumène, de saumure de lac salé et de lithopmica. Le concentré de lithium contient la plus grande quantité de lithium, environ 6,3 % à 7,5 %, suivi du lithopmica, avec une teneur comprise entre 1,2 % et 1,59 %. La teneur en lac salé n'est que de 0,07% à 0,14%.

Les réserves mondiales de ressources en lithium sont riches, et la distribution des réserves et la concentration de l'offre sont élevées. Principalement concentrée dans la zone du triangle Lithium, la Bolivie représente 23,6 % ; 21,3 % pour le Chili ; les 11 % de l'Argentine ; Suivi par les États-Unis, l'Australie, la Chine et d'autres pays.

Cependant, l'offre d'extraction est concentrée en Australie, qui représentait 55 % du marché mondial en 2021, suivie du Chili à 26 % et de la Chine à 14 %.

Nos réserves de ressources en lithium sont riches, à la fois en minerai de lithium et en lithium de lac salé de deux types, mais la dépendance externe de la matière première de lithium reste jusqu'à 65%. Le minerai de lithium de la Chine principalement concentré dans le Sichuan, le Jiangxi, le Qinghai, le Tibet, quatre zones de réserves de ressources en lithium représentaient environ 96% des réserves totales.

Il existe six gisements majeurs au Sichuan, qui sont contrôlés par des sociétés telles que Tianqi Lithium, Rongjie, Shengxin Lithium Energy, Ya Hua Group et Chuaneng Power. Jiangxi est la plus grande zone de mica de lithium en Asie, il existe quatre gisements principaux, détenus par Jiangte Electric Machinery, Yongxing Materials, etc. La PROVINCE de Qinghai possède les plus grandes réserves de lacs salés de Chine, et il existe cinq grands lacs salés, parmi lesquels Qarhan Salt Lake est le plus grand lac salé de Chine, contrôlé respectivement par Salt Lake Stock et Keda Manufacturing. Le Tibet possède trois grands lacs salés, qui appartiennent à Xizang Chengtou, Tianqi Lithium et Xizang Mining.

Du point de vue du modèle de concurrence des ressources de lithium en 2021, Ganfeng Lithium et Tianqi Lithium appartiennent au premier échelon, le deuxième échelon comprend Yanhu Stock et Keda Manufacturing, et d'autres entreprises cotées incluent Zangge Holding, Xizang Chengtou, Tianhua Jingchao, Rongjie Stock , etc.

Les ressources en lithium sont raffinées par divers processus pour produire du carbonate de lithium et de l'hydroxyde de lithium comme matériaux de cathode de batteries au lithium. Le spodumène peut à la fois préparer de l'hydroxyde de lithium et du carbonate de lithium, mais la voie du processus est différente, l'équipement ne peut pas être partagé et le coût n'est pas trop différent ; Cependant, le coût de préparation de l'hydroxyde de lithium à partir de saumure de lac salé est beaucoup plus élevé que celui du carbonate de lithium, de sorte que la plupart des produits des entreprises de lithium de Salt Lake sont du carbonate de lithium. Du point de vue du modèle de concurrence, Ganfeng lithium est actuellement le leader absolu du carbonate de lithium et de l'hydroxyde de lithium dans le monde. Avec une part de marché de 28 %, Abbott a dépassé les États-Unis pour devenir le numéro un mondial. De plus, Tianyi Lithium domestique,

2. Ressources en cobalt

Les ressources en cobalt sont principalement distribuées en République démocratique du Congo (RDC) en Afrique, qui représentait plus de 70 % de la production mondiale de cobalt en 2021. En Chine, 84 % du cobalt est importé et seulement 2 % est produit par lui-même. Dans la structure de consommation de cobalt en Chine, la consommation de batteries représentait une proportion relativement élevée, atteignant 84 % en 2021. En raison du développement rapide du marché mondial des batteries électriques en 2021, la proportion de cobalt utilisé dans les batteries électriques a augmenté rapidement.

En 2016 et 2020, Luoyang Molybdenum a acquis deux sociétés congolaises de port franc au Congo pour se classer au premier rang dans le pays en termes de réserves de métal de cobalt. Cependant, en termes de production de cobalt, l'industrie du cobalt Huayou est toujours le leader absolu, et d'autres acteurs ont l'industrie du cobalt Hanrui.

3. Extraction du nickel

La source d'approvisionnement en nickel peut être divisée en minerai de sulfure de nickel et en minerai de nickel latéritique selon le type de minerai. Le minerai de sulfure de nickel est principalement distribué au Canada, en Russie, en Australie et dans d'autres pays, et le minerai de nickel latéritique est principalement distribué en Indonésie, aux Philippines, à Singapour, au Brésil et dans d'autres pays. L'augmentation actuelle et future de l'offre de nickel proviendra des gisements de nickel latéritique, en raison du vieillissement des gisements de sulfure de nickel et de l'épuisement des ressources accessibles.

Les ressources en nickel sont abondantes dans le monde et inégalement réparties. L'Indonésie, l'Australie et la Russie ont toutes de riches ressources en nickel. Mais la production de nickel est concentrée, l'Asie du Sud-Est représentant 55 % de la production mondiale de nickel en 2021. La production mondiale totale de nickel en 2021 était de 2,7 millions de tonnes, l'Indonésie et les Philippines produisant le plus, représentant 37 % et 14 % du nickel mondial. production, respectivement. En termes de producteurs, les cinq premiers producteurs mondiaux de nickel sont le russe Norilsk, le brésilien Vale, le chinois Jinchuan, Glencore et BHP Billiton, représentant environ 35,4 % de la production mondiale de nickel en 2020.

L'aval du nickel est principalement utilisé dans l'acier inoxydable, les batteries, la galvanoplastie, les alliages et d'autres domaines, parmi lesquels l'acier inoxydable est le plus grand domaine d'application, représentant 70 %. En raison de sa large base de consommation de nickel, il restera un moteur important pour stimuler la croissance de la demande de nickel à l'avenir. Bénéficiant de la croissance explosive de la production et des ventes de véhicules à énergies nouvelles, la demande de nickel utilisé dans les batteries connaît la croissance la plus rapide de la demande en aval de nickel, et sa part dans la demande totale devrait continuer à augmenter.

D'abord, en amont : les matériaux

1. Matériau d'électrode positive

Le matériau de la cathode de la batterie au lithium est le facteur décisif des performances électrochimiques de la batterie au lithium, qui joue un rôle de premier plan dans la densité d'énergie et les performances de sécurité de la batterie, et le coût du matériau de la cathode est également élevé, soit 30%- 40 %. Les batteries au lithium sont divisées en acide lithium-cobalt, acide lithium-manganèse, phosphate de fer-lithium, matériaux ternaires et autres voies techniques selon le système de matériaux cathodiques.

Le cobalate de lithium a un coût élevé et une courte durée de vie, et est principalement utilisé dans les produits 3C. Le manganate de lithium a une faible densité énergétique, une courte durée de vie et un faible coût, et est principalement utilisé dans les véhicules à usage spécial. Le phosphate de fer au lithium a une longue durée de vie, une bonne sécurité et un faible coût, qui est principalement utilisé dans les véhicules utilitaires. Les matériaux ternaires, en particulier le NCM, ont une densité d'énergie élevée, de bonnes performances de cycle et une longue durée de vie, et sont principalement utilisés dans les voitures particulières. À l'heure actuelle, la batterie au lithium ternaire et la batterie au lithium fer phosphate sont la ligne principale de l'industrie. Le phosphate de fer-lithium sera le matériau de cathode à la croissance la plus rapide au cours des cinq prochaines années, tiré par la croissance des véhicules électriques et des marchés du stockage d'énergie.

Du point de vue du modèle de concurrence, ces dernières années, la concentration du marché de l'acide lithium-cobalt a augmenté et la tendance à la concentration de la tête a progressivement émergé. Au premier semestre 2021, Xiazeng New Energy, Shanshan Energy, Mongooley New Materials, Bamo Technology et Grem occupaient les cinq premières parts de marché de l'acide lithium-cobalt, avec des parts de marché de 42 %, 14 %, 10 %, 9 % et 6 %. respectivement, représentant jusqu'à 82% au total. La forte concentration de cobaltate de lithium est étroitement liée à la stratification importante des produits haut de gamme et bas de gamme, à l'augmentation des barrières pour les produits haut de gamme et à la maturité du marché global. À l'avenir, le cobaltate de lithium haute tension et d'autres produits pourraient favoriser l'augmentation supplémentaire des barrières de produits.

Selon les statistiques du CICC, au premier semestre 2021, la concentration du marché des matériaux ternaires en Chine est relativement faible. Rongbai Technology se classe premier avec une part de marché de 11 %, suivi de Bamo Technology, Dunsheng Technology et Changyuan Lithium, avec une part de marché de 10 %. L'écart entre les fabricants est relativement faible et la structure de l'industrie est dispersée.

La concentration de matériaux cathodiques au phosphate de fer et de lithium est élevée, et les matériaux cathodiques Hunan Yueng et Dongfang Nano ont la concentration la plus élevée. La ville de Hunan Yuneng représentait 22% du total, en position de leader. Le second est le Nano allemand, avec 20 %.

2. Matériau anodique

Le matériau d'anode est une partie importante de la batterie lithium-ion. Il affecte principalement la capacité, le premier rendement et les performances de cycle des batteries au lithium. Le matériau d'anode est constitué d'un matériau actif d'anode, d'un liant et d'un additif mélangés en pâte uniformément répartis sur les deux côtés de la feuille de cuivre et formés par séchage et laminage. La proportion de matériau d'anode dans le coût de la batterie d'alimentation est d'environ 5 % à 15 %.

À l'heure actuelle, les matériaux d'anode des batteries au lithium sont principalement du graphite artificiel et du graphite naturel. La tendance de développement est de doper le silicium dans une anode en graphite pour former une anode à base de silicium avec une densité d'énergie plus élevée. À ce stade, le graphite artificiel est la voie principale de l'électrode négative. Les matériaux à base de silicium ont un grand potentiel d'application et un vaste marché à l'avenir.

En 2021, les expéditions du marché des anodes au lithium en Chine ont atteint 720 000 tonnes, en hausse de 97 % d'une année sur l'autre. En raison de la cohérence et des performances de cyclage du graphite artificiel, meilleures que celles du graphite naturel, qui convient mieux aux batteries de stockage de puissance et d'énergie, la part de marché de la production de graphite artificiel continue d'augmenter pour atteindre 84%, tandis que la part de marché du graphite naturel tombe à 14 %.

La concentration du marché des matériaux de cathode négative est élevée et le modèle de concurrence de l'industrie est relativement bon, CR3 atteint 56 %. Parmi eux, les actions Beitri, Putai Lai (Jiangxi Zichen) et Shanshan ont occupé la première place, représentant respectivement 26%, 15%, 15%, la part de marché de Dongguan Kaijin ces dernières années a augmenté, représentant 13%.

3. Électrolyte

L'électrolyte est le vecteur de transmission des ions dans la batterie, qui joue le rôle de conducteur d'ions entre les électrodes positives et négatives de la batterie au lithium, et est la garantie d'une haute tension et d'une énergie spécifique élevée de la batterie lithium-ion.

L'électrolyte de batterie au lithium est généralement composé de solvant organique de haute pureté, de sel d'électrolyte de lithium, d'additifs nécessaires et d'autres matières premières, sous certaines conditions, selon une certaine proportion. Selon leurs différentes structures, les solvants organiques peuvent être divisés en composants principaux comme l'hexafluorophosphate de lithium, le carbonate d'éthylène, le pentafluorure de phosphore, etc.

Les données montrent qu'en 2021, l'électrolyte de batterie au lithium de la Chine a augmenté de 271 000 tonnes contre 110 000 tonnes en 2017. L'expédition d'électrolyte de batterie au lithium devrait atteindre 326 000 tonnes en 2022.

À l'heure actuelle, le degré de concentration de l'industrie des électrolytes pour batteries au lithium dans notre pays est élevé et les trois principales concentrations d'échelle commerciale de l'industrie dépassent 60%. Dans le même temps, ces dernières années, les principales entreprises d'électrolyte de batterie au lithium-ion de notre pays ont constamment investi pour construire l'expansion de l'usine, le modèle de concurrence de l'industrie est stable, la concentration s'améliore encore. Les données pertinentes montrent que les trois principaux électrolytes de batterie lithium-ion domestiques sont Tianci Materials, nouveau Zhou Bang, Guotai Huarong, 2021, la part de marché des trois entreprises ci-dessus est de 67,1 %. Parmi eux, la part de marché des matériaux Tianci est la plus élevée, appartenant au leader absolu de l'industrie, représentant 33,1 %.

4, le diaphragme

Le séparateur de batterie au lithium est l'une des matières premières de la batterie au lithium. Situé entre les électrodes positive et négative à l'intérieur de la batterie, il assure le passage des ions lithium et entrave la transmission des électrons. Il s'agit d'un film mince à structure microporeuse et constitue le composant interne clé avec les barrières les plus techniques de la chaîne de l'industrie des batteries lithium-ion.

Le processus de fabrication du film de lithium est divisé en méthode sèche et méthode humide. En ce qui concerne la structure du produit du diaphragme, les expéditions de notre marché national du diaphragme utilisent encore principalement le diaphragme de la méthode humide. Le séparateur humide a des performances plus élevées et une épaisseur plus fine, ce qui peut améliorer la densité d'énergie des batteries au lithium. Les principaux avantages du diaphragme sec sont un coût moindre, un investissement moindre dans la chaîne de production et une consommation d'énergie réduite par unité, ce qui le rend plus adapté aux applications à forte sensibilité aux coûts et aux exigences de faible densité d'énergie, telles que le marché du stockage d'énergie.

En termes de diaphragme humide, il existe un modèle industriel de"un de plus que beaucoup de fort". Avec la libération à grande échelle de la capacité de production de 2021, la production de membranes d'Enjie a dépassé la barre des 3 milliards de ping, et sa position de leader sur le marché des membranes humides s'est encore stabilisée, la part de marché des membranes humides dépassant 50 %. Matériau source Star et technologie Sinoma au deuxième niveau.

En termes de diaphragme sec, l'ensemble montre un modèle de marché «trois pots». Zte New Materials dans la libération de la capacité et le grand volume de demande des clients en aval, est devenu d'un seul coup une entreprise leader à membrane sèche. Matériel source Star avec 21% de la part de marché de retour à la seconde, d'autres acteurs sont Huiqiang nouveau matériel, technologie matérielle et ainsi de suite.

Le processus de production de diaphragme est un investissement complexe et important, et nécessite une longue période de recherche et développement et d'accumulation d'expérience de production, est le dernier des quatre principaux matériaux de batterie au lithium pour obtenir des matériaux de remplacement nationaux. Au cours des dernières années, le séparateur de lithium dans la croissance de la demande de batteries au lithium entraînée par l'expédition d'une croissance rapide. En 2021, la Chine a expédié 7,8 milliards de mètres carrés de diaphragme au lithium, soit une croissance annuelle de plus de 100 %. Les expéditions de diaphragmes pour batteries au lithium du pays devraient dépasser 15 milliards de mètres carrés en 2022.

5, feuille de cuivre

La feuille de cuivre au lithium sert de collecteur de fluide pour l'électrode négative de la batterie lithium-ion et sert de support au matériau actif de l'électrode négative. Le coût des batteries au lithium n'est pas élevé, environ 5 à 10 %, mais il a un impact important sur les performances globales des batteries. Par conséquent, la feuille de cuivre au lithium est une partie importante de la batterie au lithium. Selon différentes épaisseurs, la feuille de cuivre au lithium peut être divisée en une feuille de cuivre mince (12-18 microns), une feuille de cuivre ultra-mince (6-12 microns) et une feuille de cuivre extrêmement mince (6 microns et moins). En raison des exigences élevées en matière de densité d'énergie des véhicules à énergie nouvelle, les batteries de puissance ont tendance à utiliser des feuilles de cuivre ultra-minces et extrêmement minces avec une épaisseur plus fine.

Bénéficiant du développement rapide de l'industrie chinoise des véhicules à énergie nouvelle et des batteries au lithium, du développement de la feuille de cuivre au lithium en Chine dans la position de leader mondial, les produits couvrent la feuille de cuivre mince, la feuille de cuivre ultra-mince et la feuille de cuivre extrêmement mince. À l'heure actuelle, la Chine est devenue le plus grand producteur mondial de feuilles de cuivre au lithium, avec un taux de croissance moyen de 80 % dans l'industrie chinoise des feuilles de cuivre pour batteries au lithium de 2015 à 2021.

À l'heure actuelle, le marché des feuilles de cuivre pour batteries au lithium de 6 nanomètres est vaste, mais le marché traditionnel des feuilles de cuivre de 7 à 8 nanomètres est concurrentiel.

En 2020, les cinq principales expéditions de feuille de cuivre pour batteries au lithium en Chine étaient Longdian Huaxin, Norod Holdings, Jiayuan Technology, la feuille de cuivre Tongguan et Jiujiang Defu, Longdian Huaxin se classant temporairement au premier rang avec 18,4 % de part de marché.

Deuxièmement, à mi-chemin : les fabricants d'équipements et de batteries.

1, équipement,

Commençons par comprendre le processus de production de la batterie. Les matériaux d'électrode positive et négative sont séparés et mélangés uniformément en suspension. Après agitation, le matériau d'électrode positive est enduit sur une feuille d'aluminium et le matériau d'électrode négative est enduit sur une feuille de cuivre. Les matériaux d'électrode positive et négative sont séparés par un diaphragme, et la feuille d'électrode revêtue est encore compactée pour améliorer la densité d'énergie. Puis selon différents types de tranchage, cuisson, bobinage, coque, injection d'électrolyte, et enfin test d'encapsulation.

L'équipement de batterie au lithium utilisé comprend un mélangeur sous vide, une coucheuse, une presse à rouleaux, une bobineuse, une machine d'injection de liquide, une machine d'essai, etc. L'équipement de batterie au lithium est principalement divisé en section avant, section centrale et section arrière. Le premier segment de la valeur des équipements est le plus élevé, principalement contrôlé par des entreprises japonaises et coréennes. Notre pays dans l'équipement d'électricité au lithium dans la technologie de pointe de l'aspect de fabrication, a déjà atteint le niveau avancé international, l'avantage de l'aspect prix est clair. Du point de vue de l'échelle des revenus, pilot intelligence est le leader absolu dans le domaine des équipements, avec un chiffre d'affaires connexe de 6,956 milliards en 2021. Le second est Yinghe Technology, avec un chiffre d'affaires connexe de 4,907 milliards de yuans, et d'autres entreprises incluent Keheng Stock , Pultailai, Technologie Hangke,

2. Fabricants de batteries

À l'échelle mondiale, la Chine domine actuellement le marché mondial de la fabrication de batteries lithium-ion, représentant environ 77 % de la capacité de production mondiale de batteries lithium-ion, suivie des États-Unis avec seulement 9 %.

Environ 292,13 GW de batteries électriques ont été installées dans le monde en 2021, en hausse de 114 % d'une année sur l'autre. Parmi eux, la capacité totale installée des 15 principales entreprises d'électricité est d'environ 281,58 GW heures, ce qui représente 96 % de la capacité installée mondiale des batteries électriques.

Parmi eux, la capacité installée de la batterie d'alimentation Ningde Times a atteint le maximum de 93,7 gigawattheures, avec une part de marché de 32,1 %. LGES s'est classé deuxième avec 60,3 gigawattheures de batterie installée, avec une part de marché de 20,6 % et 16,0 %, respectivement. En outre, le BYD domestique, Zhongchuang Singapore Airlines, Guoxuan High-tech, Vision Power et ainsi de suite dans le top 10.

Troisièmement, en aval : domaine d'application

Le segment en aval de la batterie au lithium comprend principalement la batterie au lithium de puissance, la batterie au lithium de stockage d'énergie et la batterie au lithium grand public. Parmi eux, le domaine d'application en aval de la batterie de puissance est principalement les véhicules à énergie nouvelle, le domaine d'application en aval de la batterie de stockage d'énergie est principalement le système d'alimentation électrique, et le domaine d'application en aval de la batterie grand public est principalement le téléphone mobile et d'autres appareils électroniques grand public.

Du point de vue de la production mondiale de batteries au lithium, la batterie au lithium de puissance occupe la principale part de production, atteignant 70,8 %, suivie par la batterie au lithium grand public, la part de marché de la production de batteries au lithium est de 22,2 %, la part de marché des batteries de stockage d'énergie est la plus petite, 7 %. Avec la proposition de"pic de carbone"stratégie dans divers pays du monde, des entreprises mondiales ont déployé des lignes de production de batteries de puissance et de batteries de stockage d'énergie. Le développement en plein essor des véhicules à énergies nouvelles et du marché du stockage d'énergie devrait promouvoir davantage la part de marché de la batterie au lithium de puissance et de la batterie au lithium de stockage d'énergie.