With the quantification of energy density guidelines, can the trend of lithium iron phosphate "counterattack" ternary lithium continue?
Con respecto a la potencia de la batería de iones de litio-para vehículos de nueva energía, ha habido un debate sobre la ruta técnica de la batería ternaria de iones de litio-y la batería de fosfato de hierro y litio en el mercado. El primero tiene un alto costo pero una batería de larga duración, mientras que el segundo tiene una duración de la batería ligeramente peor pero un bajo costo y alta seguridad.
En el pasado, debido a los nuevos subsidios de la política energética, de 2017 a 2019, las baterías ternarias de iones de litio-con alta densidad de energía se convirtieron en el líder del mercado. Sin embargo, después de que el subsidio disminuyera gradualmente en 2019, las baterías de fosfato de hierro y litio se ganaron el favor del mercado con ventajas de costos y avances tecnológicos. Se espera que la capacidad instalada de fosfato de hierro y litio en 2021 supere a la del litio ternario.
On November 18, the Ministry of Industry and Information Technology's opinion draft once again raised the requirements for the energy density of lithium-ion batteries. The market expects that the cost advantage will expand the share of lithium iron phosphate cathode materials in the mid-to-low end, and the mid-to-high-end passenger cars are dominated by ternary cathode materials, and the ternary cathode will develop towards the trend of high nickel. Among the ternary material manufacturers such as Rongbai Technology and Long-term Lithium, who can stand out under the trend of high nickelization?
01. Las políticas favorecen que los materiales de litio ternario dominen el mercado
The rapid development and popularization of new energy vehicles is inseparable from the breakthrough of power lithium-ion battery performance and the reduction of cost. As the "heart" of new energy vehicles, the cost of power lithium-ion batteries accounts for about 40 percent of the entire vehicle, and its performance directly determines the safety and cruising range of the entire vehicle.
El desarrollo de nuevas baterías de iones de litio-de energía para vehículos tiene rutas técnicas como las baterías de iones de litio-, las baterías de litio alimentadas con combustible-y las baterías de iones de sodio-. En la actualidad, las baterías de iones de litio-son las más utilizadas. Las baterías de iones de litio-se componen principalmente de materiales de electrodos positivos, materiales de electrodos negativos, separadores, electrolitos y carcasas de batería. El material del electrodo positivo determina principalmente la densidad de energía y la seguridad de la batería, lo que a su vez afecta el rendimiento general de la batería. Además, el material del cátodo representa alrededor del 40 por ciento del costo de las baterías de iones de litio-y su costo también afecta el costo total de la batería, que a su vez afecta el costo de todo el vehículo.
According to the different cathode materials, lithium ion batteries can be divided into lithium manganate batteries, lithium cobalt oxide batteries, lithium iron phosphate batteries, ternary lithium ion batteries and other types. Among them, ternary lithium-ion batteries and lithium iron phosphate batteries are the absolute main force. According to the data of my country's Automobile Power Li-ion Battery Industry Innovation Alliance, in the first 10 months of 2021, the cumulative installed capacity of my country's power lithium-ion batteries is 107.5GWh, of which the loading of ternary batteries and lithium iron phosphate batteries accounts for the proportion of the total installed capacity. 99.8 percent .
Las baterías ternarias de iones de litio-y las baterías de fosfato de hierro y litio tienen sus propias ventajas. Las baterías ternarias de iones de litio- están compuestas de elementos de níquel, cobalto y manganeso (aluminio) en diferentes proporciones, y tienen las características de resistencia a bajas temperaturas y alta densidad de energía, pero alto costo e inflamabilidad. Es fácil de explotar; Las ventajas de las baterías de fosfato de hierro y litio son el bajo costo, el alto ciclo de vida, la buena estabilidad térmica y el alto rendimiento de seguridad, pero las deficiencias son la resistencia a bajas temperaturas, la baja densidad de energía y la poca duración de la batería.
En los últimos años, debido a los subsidios de las políticas, los costos y otros factores, las cuotas de mercado de las baterías ternarias de iones de litio-y las baterías de fosfato de hierro y litio han fluctuado. En la etapa inicial del desarrollo de vehículos de nueva energía, teniendo en cuenta las emisiones y el ahorro de combustible, la política se inclinó hacia los vehículos comerciales. Las ventajas del fosfato de hierro y litio, como la seguridad y el ciclo de vida, lo convirtieron en la primera opción para los cátodos, y su cuota de mercado estaba muy por delante. En 2016, las baterías de fosfato de hierro y litio representaron el 69 % del mercado de baterías de iones de litio de energía doméstica.
Sin embargo, en 2017, cuando el estado ajustó la política de subsidios para los vehículos de nueva energía, después de que la densidad de energía de la batería se incluyera por primera vez en el índice de referencia del subsidio, la posición de mercado de las baterías de fosfato de hierro y litio y las baterías ternarias de iones de litio cambió.
At that time, the energy density of lithium iron phosphate batteries was mainly concentrated in 70-80Wh/Kg, which could not meet the "mass energy density of pure electric passenger vehicle power lithium-ion battery system not less than 90Wh/kg. 1.1 times the "subsidy" standard, which has led to a gradual shift in the market to ternary lithium-ion batteries with higher energy density. In 2018, the market share of lithium iron phosphate batteries was surpassed by ternary lithium ion batteries for the first time. According to data from the Power Li-ion Battery Alliance, in 2018, the cumulative output of domestic power lithium-ion batteries reached 70.6GWh, of which ternary batteries accounted for 55.5 percent , and the proportion of lithium iron phosphate batteries dropped to 39.7 percent .
En el primer trimestre de 2020, la cuota de mercado de las baterías ternarias de iones de litio-aumentó al 76 %. Hay una tendencia dominante. Incluso algunas casas de bolsa creen que los materiales ternarios dominarán el mercado de cátodos. Sin embargo, nadie esperaba que el patrón de competencia de las baterías de iones de litio-volviera a invertirse.
02. Las baterías de fosfato de hierro y litio regresan después de la caída de los subsidios
Los materiales de cátodo ternario comunes están compuestos de níquel cobalto manganeso, la fórmula química es LiNixCoyMn1-x-yO2 y los modelos son NCM333, NCM523, NCM622 y NCM811. Entre ellos, números como 333 y 811 se refieren a la relación del coeficiente molar de Ni/Co/Mn en el material NCM. Comparando NCM333 con NCM811, NCM811 es un material de cátodo ternario con alto contenido de níquel y bajo cobalto.
Dado que el cobalto es un metal relativamente escaso, y el precio de mercado del cobalto es alto, cuanto mayor sea el contenido de cobalto, aumentará el costo de las baterías de iones de litio-energético. Al aumentar el contenido de metal de níquel con un precio más bajo y reducir el contenido de metal de cobalto con un precio más alto, no solo puede mejorar la densidad de energía, sino también reducir el costo del material del cátodo ternario, por lo que el material del cátodo ternario se desarrolla gradualmente a alto contenido de níquel o incluso libre de cobalto-. , NCM622, NCM811 y NCA (níquel-cobalto-aluminio) y otros materiales con alto-níquel se han convertido en la corriente principal.
The rapid development of ternary cathode materials after 2017 cannot be without the help of subsidies. Since 2019, with the gradual decline of subsidies for new energy vehicles, the cost has become something that various vehicle manufacturers have to consider. With the launch of CATL's CTP technology and BYD's blade battery technology, lithium iron phosphate batteries with lower cost and improved performance have been favored by OEMs.
Según el informe de investigación de Huaan Securities a principios de 2021, el costo de uso del fosfato de hierro y litio es de aproximadamente 0,08 yuanes/Wh, lo que puede ahorrar entre 0,15 y 0,21 yuanes/Wh en comparación con el ternario. materiales del cátodo, lo que corresponde a una reducción de costos del 65 al 72 por ciento. Según la política de subsidio actual, por ejemplo, una batería ternaria con una carga de 55kWh y una duración de la batería de 405 kilómetros se reemplaza por una batería de fosfato de hierro y litio, y el costo puede reducirse de 4600 yuanes a 5600 yuanes.
Como resultado, la ventaja del lado del costo hace que la tasa de crecimiento de los materiales de fosfato de hierro y litio sea mucho más alta que la de los materiales ternarios nuevamente. Según datos públicos, la producción de baterías de iones de litio de energía doméstica-en 2020 alcanzará los 83,4 GWh, una disminución-año tras año-del 2,3 por ciento. Sin embargo, la producción de baterías de fosfato de hierro y litio aumentó un 24,7 % año-a-año a 34,6 GWh, y la producción de baterías ternarias disminuyó un 12 % año-a{{16 }}año a 48,5 GWh.
Desde la segunda mitad de 2020, los precios de los productos básicos a granel upstream se han disparado, y la presión sobre los costos de los OEM será más prominente en 2021. Muchos OEM han acelerado el cambio de baterías ternarias a baterías de fosfato de hierro y litio.
En abril de 2021, BYD anunció que todos los modelos de pasajeros eléctricos puros estarán equipados con baterías de hoja de fosfato de hierro y litio. En julio, Musk dijo que, en el futuro, Tesla usará baterías de fosfato de hierro y litio de 2/3 y baterías ternarias de 1/3. En octubre, Tesla anunció que la duración estándar de la batería del Model 3 y Model Y en todo el mundo se cambiará a baterías de fosfato de hierro y litio. Además, Volkswagen, Ford y Mercedes-Benz han dejado claro que utilizarán baterías de fosfato de hierro y litio en los modelos de nivel de entrada-.
En los primeros 10 meses de 2021, la tasa de crecimiento de la carga de fosfato de hierro y litio es del 316,4 % y la tasa de crecimiento de la carga de material ternario es del 100,1 %. Aunque el volumen de carga de litio ternario en los primeros 10 meses fue de 54,1 GWh, que fue ligeramente superior al volumen de carga de baterías de iones de litio-stick-de fosfato en 53,2WH, desde julio de 2021, la carga volumen de fosfato de hierro y litio ha seguido superando los tres meses durante tres meses. De acuerdo con esta tendencia, se espera que la cuota de mercado de los materiales de fosfato de hierro y litio supere la de los materiales ternarios en 2021.
In just 4 or 5 years, the market competition pattern of cathode materials for power lithium-ion batteries has reversed twice. On November 18, the Electronic Information Department of the Ministry of Industry and Information Technology announced the "Lithium-ion Battery Industry Standard Conditions (2021 Edition)" (draft for comments), which further improved the energy density requirements for lithium-ion batteries and the competition between ternary lithium and lithium iron phosphate. will continue.
03. ¿Quién tomará la delantera en los fabricantes de materiales ternarios bajo la tendencia de alta niquelización?
After the release of the Ministry of Industry and Information Technology's consultation draft, the research report of CITIC Securities believes that "in the context of vehicle electrification and intelligence, the pursuit of high-energy-density battery materials for power lithium-ion batteries will not stop. Such advantages will make it continue to be an important choice as a cathode material for passenger vehicle power lithium-ion batteries."
Sin embargo, CITIC Securities también declaró en el informe de investigación que se espera que la introducción de documentos futuros no cause la supresión práctica del desarrollo de la industria del fosfato de hierro y litio, y el fosfato de hierro y litio aún se beneficiará del rápido desarrollo de vehículos de nueva energía. e industrias de almacenamiento de energía.
El 19 de noviembre, Wang Chuanfu, presidente y presidente de BYD, dijo que el problema de la inversión en baterías radica en la ruta técnica. El ternario sigue siendo fosfato de hierro, el cilindro sigue siendo cuadrado, y si va en la dirección incorrecta puede perder 10 mil millones de yuanes, y será un desperdicio de tres años. hora. No solo los fabricantes de baterías tienen que enfrentar los desafíos y las presiones de la selección de ruta, sino que los fabricantes de materiales de cátodo aguas arriba también tienen que enfrentar el problema de elegir litio ternario o fosfato de hierro y litio.
Desde la perspectiva de los materiales del cátodo de la batería de iones de litio-, la proporción de materiales ternarios aumentó del 33,8 % en 2016 al 47,1 % en 2018, y la proporción ha disminuido año tras año desde 2019, del 45,9 % en 2019 a 2021. 39.2 por ciento . La proporción de fosfato de hierro y litio se redujo del 35,8 % en 2016 al 21,9 % en 2018. Desde 2019, la proporción ha aumentado año tras año, del 22,6 % en 2019 al 35,6 % en el primer semestre de 2021.
En comparación con la industria de electrodos negativos, electrolitos, separadores y otras industrias, la estructura de mercado de la industria de electrodos positivos está más fragmentada y la participación de mercado de CR5 ha disminuido levemente del 38 % en 2019 al 37 % en 2020.
At present, important companies producing ternary materials include Rongbai Technology, Dangsheng Technology, Long-term Lithium, Zhenhua New Materials, Xiamen Tungsten Industry, etc. Among them, Dangsheng Technology and Long-term Lithium are mainly based on conventional ternary materials NCM523 and NCM622, and the proportion of high-nickel ternary materials is relatively low. In the first three quarters of 2021, Dangsheng Technology's revenue was 5.171 billion, a year-on-year increase of 155 percent ; Long-term Lithium's revenue was 4.536 billion, a year-on-year increase of 322.95 percent .
Desde la perspectiva de la cuota de mercado, los materiales ternarios todavía están dominados por NCM523. En 2020, NCM523 representó el 53 por ciento de la cuota de mercado de materiales ternarios y NCM811 representó el 22 por ciento. Sin embargo, desde la perspectiva de reducir los costos y mejorar la vida útil de la batería de los vehículos eléctricos, la tendencia general es el desarrollo de materiales de cátodo ternario para baterías de iones de litio- con alto contenido de níquel. En 2020, la proporción de NCM523 ternario convencional disminuyó 9 puntos porcentuales de un año-a-año, y la proporción de NCM811 ternario de alto-níquel aumentó 9 puntos porcentuales de un año{{15 }}el-año. Sin embargo, los materiales ternarios con alto-níquel todavía tienen que superar el cuello de botella del alto costo y la poca seguridad.
At present, the domestic leader in high-nickel ternary materials is Rongbai Technology, and its NCM811 cathode shipments account for more than half of the domestic market. In the first half of 2021, Rongbai Technology's revenue was 6.251 billion, a year-on-year increase of 166.50 percent .
Sin embargo, la elección de litio ternario o fosfato de hierro y litio depende en última instancia de las necesidades del mercado de terminales. Después de la disminución de los subsidios a la energía nueva, algunos consumidores de automóviles son más sensibles al costo de compra del automóvil y recurren a modelos equipados con baterías de fosfato de hierro y litio con precios más bajos, lo que sin duda afectará la elección de los fabricantes de vehículos y luego afectará a los fabricantes de baterías y electrodos positivos. fabricante de materiales
Después de que el Ministerio de Industria y Tecnología de la Información aumente aún más los requisitos de densidad de energía de las baterías de iones de litio-, entre los fabricantes de materiales ternarios, las empresas que toman la iniciativa para superar el costo y la seguridad de los materiales con alto contenido de níquel pueden obtener una ventaja en competencia futura.
