2017锂电池盘点1997-2017年锂电负极行业的春秋史记|上海羊羽卓进出口贸易有限公司

盘点1997-2017年锂电负极行业的春秋史记

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我们回顾一下负极行业的发展历史。

首先看锂电池下游行业的情况：1991 年，日本索尼公司开始商业化生产锂离子电池，采用了以钴酸锂为正极、以碳为负极的材料体系，这种体系一直沿用至今。整个90 年代，锂电池的下游应用主要是照相机、摄像机和随身听。 2000年之后，手机和笔记本电脑成为了锂电池两个最大的应用，之后又相继出现了平板电脑、充电宝、电动自行车、电动工具等新的下游。近几年，电动汽车飞速发展，到 2017 年已成为锂电池最大的下游。

最早的索尼口香糖锂电池

在 90 年代，无论是锂电池还是负极材料，都是日本企业独步天下，贝特瑞、杉杉还没有成立，比亚迪、 ATL、力神和比克也尚未进入锂电池领域。起初，索尼的锂电池，负极用的也是石油焦，但和现在的人造石墨负极不一样，是没有经过石墨化等改性处理的石油焦，结构不规整、比容量很低，很快就被一种叫做中间相碳微球（ MCMB）的碳材料所取代。整个九十年代， MCMB 是使用最多的负极材料，它也是以煤焦油沥青为原材料，先经过热缩聚反应形成中间相碳球，而后经溶剂纯化和热处理制成的各向异性的球体，它的球形片状结构可以使锂离子在各个方向嵌入和脱出，所以倍率性能非常好；但也有两个非常致命的弱点，一是要消耗大量有机溶剂，且收率很低，成本非常高；二是: 比容量低， 发展到现在也只有 280 到 340 mAh/g，和普遍达到 340到 360 mAh/g的人造石墨和天然石墨差距还是比较大。

MCMB 的领先企业曾是日本的大阪煤气公司，它在 1993 年成功将 MCMB 产品用到了锂电池中，日本的日立化成公司也有相应的产品，当时 MCMB 的价格在 50 到 70 万元每吨，几乎是现在负极材料价格的 10 倍以上。MCMB 的国产化工作，是鞍山热能研究院首先研发成功并由上海杉杉科技公司完成产业化的。 1997 年，鞍山热能研究院碳素研究所张殿浩等人研发出了中间相碳微球（英文名 CMS， MCMB 的另一种叫法），并成功实现了 18 吨的中试线级别的生产。

全球主要负极企业市场份额变化

1999 年，上市公司杉杉股份与鞍山热能研究院合资成立“上海杉杉科技有限公司”，鞍山热能院以无形资产（中间相碳微球技术）出资，占股 25%。 2001 年，上海杉杉科技有限公司的 200 吨/年的 CMS 工业生产装置成功投入运行，打破了国内 CMS 依靠日本进口的局面， CMS 的价格马上降到了30 万元每吨以下，日本大阪煤气公司很快就败下阵来将产线关停，而上海杉杉科技当年即实现收入超过 5000 万元，第二年收入 1.7 亿元，成为国内该产品排名第一的供应商；经过后续的两次扩产，到 2005 年上海杉杉科技拥有了年产 1100 吨 CMS 负极材料的生产能力。

2000年前后，天津大学王成杨教授也研发成功了中间相碳微球技术，并在2004 年以 225 万元的价格将专利转让给了天津铁中煤化工公司，该公司当年联合另外几名股东成立了天津铁城电池材料公司，第二年也成功实现了 300 吨级别的 CMS 量产。 2008 年，天津铁城被贝特瑞收购，后更名为天津贝特瑞，至此国内另一家负极巨头贝特瑞也掌握了中间相碳微球的生产技术。2000 年之后，锂电池的应用领域转向手机和笔记本电脑，对电池能量密度的要求也随之提升，比容量低、价格昂贵的中间相碳微球逐渐不能满足需要，这时就需要开发新的碳负极材料，人造石墨负极和改性天然石墨负极就应运而生了。和中间相碳微球一样，这两种石墨负极材料也是日本率先发明并实现产业化的，人造石墨负极的领先公司是日本的日立化成公司和 JFE 化学公司，改性天然石墨负极则是三菱化学公司主导。

日本主要负极企业背景简介

我们可以发现，国内的负极企业如贝特瑞、杉杉、紫宸等，都是以负极为主业甚至唯一业务的。而日本的企业，无一例外，负极只是它们的副业，收入和利润占比都微乎其微。之所以它们会发展负极业务，是因为负极和它们的主业有千丝万缕的联系，所以从主业自然而然的派生出来了负极业务。如日立化成和日本碳素原本就有碳素工厂，生产石墨电极、石墨坩埚等各种石墨制品； JFE 是钢厂，同时有煤焦化的工厂（生产焦炭给炼钢高炉做燃料用），煤焦化的副产物煤焦油沥青可以直接用来生产人造石墨；三菱化学既有煤焦化工厂又生产针状焦，同时还制造碳素制品。

首先替代 MCMB 的是改性天然石墨产品。如前所述，天然石墨是鳞片状的，它需要经过球形化才能作为负极来使用。球形化是利用专门的粉碎整形设备，让不规则的石墨微粉通过气流冲击下的相互碰撞，发生卷曲和包覆作用，令颗粒成为球形或者近似球形。

天然石墨球形化之前和之后的变化

那么为什么鳞片石墨要加工成球形石墨呢？是因为球形石墨在堆积时的取向更均匀，锂离子能够更加方便的在层间出入，不受方向的限制，而且比表面积更小、振实密度更大。改性天然石墨的领先企业是日本的三菱化学和日立化成公司。

球形化之前的鳞片石墨和加工之后的球形石墨

改性天然石墨的国产化是由贝特瑞完成的。2000 年 7 月，由中科院成都有机所所长于作龙联合另外两名股东共同成立了贝特瑞。于作龙用于出资的无形资产是锂电子电池电解液生产专有技术，该项技术当时经中科院长春应化所测试：与德国 MERCK 电解液性能基本相当。可见贝特瑞一开始设想的主业并不是负极。贝特瑞头两年的经营很不顺利，转折点出现在 2002 年，那一年贝特瑞发生了两件大事，第一是中国宝安集团出资 600 万元控股了贝特瑞、第二是岳敏进入贝特瑞，担任总工程师、总经理，从这一年开始贝特瑞真正聚焦于负极材料。之后，岳敏团队将天然鳞片石墨开发出球形石墨并成功实现产业化，球形石墨的成功开发为后续改性天然石墨奠定了关键基础，该团队又分别在 2004、 2006、 2010 年先后推出高容量天然石墨复合负极材料 818、 168、 BSG-L 等，使贝特瑞成为了全球天然石墨负极之王。

改性天然石墨是一种优点和缺点都很明显的材料，优点是克容量高、价格便宜，缺点是结构不稳定、和电解液的兼容性差，易造成溶剂分子共插入以及片层脱落，膨胀大、循环寿命短、倍率性能（代表快速充放电的能力）也比较差。高膨胀、较差的快速充放电能力、较短的循环寿命，使其不适用于一些高端的应用场景，如智能手机、电动汽车等。这时，人造石墨负极就产生了。

改性天然石墨优缺点对比

国内人造石墨负极的发源地主要是前面所提到过的鞍山热能研究院，它是国内煤系针状焦领域的领先 1986 年，鞍山热能研究院就完成了煤系针状焦的中间试验，目前，其参股的鞍山开炭热能新材料有限公司，具备年产 4 万吨煤系针状焦的能力。自从鞍山热能研究院和杉杉股份合资成立上海杉杉科技后，鞍山热能研究院以冯苏宁为代表的一批技术人员也加盟了上海杉杉科技，人造石墨负极的技术就从科研单位流转到了产业公司中。继成功开发 CMS 中间相碳微球产品，打败日本大阪煤气之后；上海杉杉科技在 2005 年，成功开发了人造石墨负极材料新品： FSN-1系列（以冯苏宁的姓名简称命名），该产品一举奠定了杉杉在人造石墨负极领域的泰山北斗地位，并在之后十余年一直都是跟随者们模仿、抄袭的对象。自从贝特瑞和杉杉分别完成了天然石墨和人造石墨负极的国产化后，日本企业的份额就开始逐年降低。

到 2017年，除了日立化成还保持着，还保持着领先地位外，日本其他的几家企业， JFE 化学、日本碳素、三菱化学都逐渐落后了，全球负极出货量的前四名中有三家（贝特瑞、杉杉、紫宸）都来自于中国。从 2002 年到 2012 年的十年间，杉杉是人造石墨龙头、贝特瑞是天然石墨龙头的格局从未发生过改变。

但是从 2012 年开始，一家新公司-江西紫宸的成立开始威胁到了杉杉的人造石墨龙头地位，事实上到 2017 年，紫宸的收入规模和杉杉已经不相上下，根据资料显示江西紫宸成立于2012年，璞泰来持有51%的股权，公司法定代表人为陈卫，江西紫宸是璞泰来的起家业务。2015年9月11日，璞泰来收购剩下的49%股权，从而100%控股江西紫宸。最新调研数据显示，目前江西紫宸负极材料市场占比位列中国前三，在人造石墨领域与上海杉杉形成双寡头格局。背后的主要原因是紫宸的经营团队，紫宸总经理就是前面多次提到的 FSN-1 产品的首席发明人、上海杉杉科技总经理冯苏宁，因此技术上是一脉相承的，同时紫宸母公司璞泰来的总经理陈卫在 ATL 任职十余年，职位高至主管研发的副总裁，紫宸通过陈卫可获得 ATL 这种大客户的资源以及 ATL 对负极材料性企业联合研发的经验。

主要负极企业创立时间以及背景

负极的行业格局概括为“三大五小”，第一梯队是天然石墨龙头贝特瑞和人造石墨龙头上海杉杉科技，后起之秀江西紫宸也于去年加入了第一梯队，目前人造石墨市场已呈现出杉杉和紫宸双寡头的格局。这3家企业去年的出货量均在2万吨左右。五小分别是星城石墨、东莞凯金、深圳斯诺、江西正拓和翔丰华，这5家企业去年的出货量均在1万吨左右。（湖州创亚已经被杉杉收购）

从竞争格局来看，深圳贝特瑞、上海杉杉、江西紫宸仍占据前三位置，三者产量占比超过55%，过三者的市场占比差距进一步缩小。贝特瑞、杉杉等龙头企业早已经走向海外，进入了LG、三星、松下等全球锂电池巨头的供应链。经过长时间的贴身肉搏，负极行业的竞争格局也已经非常稳定，行业集中度很高，前五名的市场占有率高达71%，远高于其他三种材料。

主要负极厂家市场占比（2016年数据）

目前，主流的负极企业均已经和各大电芯龙头形成了绑定关系，如比亚迪和翔丰华/星城石墨，江西紫宸/上海杉杉/凯金能源和ATL/CATL，深圳斯诺和沃特玛等。绑定电芯龙头的负极企业，未来无疑将获得更好的发展前景。随着动力电池市场的进一步扩大，虽然目前已经形成比较稳定的格局，但是市场多变，未来谁能独领风骚，我们拭目以待~

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2017年中国锂电池市场前景分析锂电池装机量情况解读

锂电池是一种以锂金属或锂合金为负极材料，使用非水电解质溶液的一次电池，与可充电电池锂离子电池跟锂离子聚合物电池是不一样的。锂电池的发明者是爱迪生。由于锂金属的化学特性非常活泼，使得锂金属的加工、保存、使用，对环境要求非常高。所以，锂电池长期没有得到应用。随着二十世纪末微电子技术的发展，小型化的设备日益增多，对电源提出了很高的要求。锂电池随之进入了大规模的实用阶段。

2017年中国锂电池市场前景分析

中商情报网讯：中国动力电池市场正处于高速发展阶段，企业处于疯狂扩张时期。据中商产业研究院大数据库数据显示，2016年中国动力电池市场规模为645亿元。2017年，国内新能源汽车需求从年初的低迷逐渐转向回暖并持续增长，形成对产业链的良好拉动，锂电池需求逐步恢复正增长。

一、动力电池市场现状

近年来，国家大力发展推广新能源汽车。据中商产业研究院大数据库数据显示，8月国内新能源汽车产销量分别为7.2万辆和6.8万辆，同比分别增长67.3%和76.3%;1-8月新能源汽车产销量分别为34.6万辆和32.0万辆，同比分别增长33.5%和30.2%。新能源汽车产销量双双增长，上下产业链均得到发展。其中，作为新能源汽车重要部分的动力电池也得到快速发展。

据统计数据显示，2017年8月国内新能源汽车锂电池装机量为2924.8Mwh;1-8月累计装机量为8653.7Mwh。

二、锂电池装机量情况

1、锂电池产业链

新能源汽车主要包括上游锂电池及电机原材料、中游电机，电控，电池以及下游整车，充电桩和运营三个环节。其中，中游环节的电池产业链相对较为复杂。锂电池按应用领域可以分为动力类领域和非动力类领域。锂离子电池的动力类领域包括电动汽车、电动公交车、低速电动汽车、电动三轮车和电动自行车等;非动力类锂离子电池应用领域主要包括消费类电子产品和储能领域。

2、锂电池材料装机量情况

锂电池主要由正极、负极、隔膜以及电解液组成，正极材料种类较多，包括磷酸铁锂、钴酸锂、锰酸锂以及三元锂，三元锂主要指镍钴锰酸锂NCM，也包括小部分的镍钴铝酸锂NCA。