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钠离子电池需要多少锰---重要

 巨空龙成长确定 2022-12-02 发布于四川

按照钠电池能量密度200Wh/kg计算(目前技术达不到,能量密度越低需要的锰材料越多)。

100GW的钠电池重量,100x1000000000/200 = 500000000kg = 50万吨。正极材料重量占比40%,20万吨;中科海纳的技术,锰50%,10万吨;宁德的技术,锰35%,7万吨。

Mn的质量数54.938044,氧的质量数15.9994。据此计算二氧化锰中锰占比大约63.2%,除以这个数字得出:100GW钠电池,中科海纳的技术需要锰10万吨,二氧化锰15.8万吨;宁德的技术,需要锰7万吨,二氧化锰11.08万吨。取平均数,13.44万吨。未来5年按400GW钠离子电池估算:需要二氧化锰13.44x4 = 53.76万吨。

2020年全球二氧化锰产量57万吨,目前供需平衡,且在涨价,有偏紧趋势。但未来5年,在产能不增加的情况下,叠加钠离子电池消耗50多万吨,可能会带来巨大的供给缺口。

说明:本文只是大致估算需求的数量级,钠离子电池可能发展不及预期,也可能远超预期。未计算锰酸锂和三元锂电池对锰的需求

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光大证券发布研究报告称,全球电池用锰占比有望从2020年的2.1%上升至2030年的4.9%。需求方面,新型锰基正极材料及钠电池有望助力电池锰需求的二次成长。供给方面,政策、环保和高能耗使锰行业扩张仍存在一定限制。该行考虑到钠离子电池及磷酸锰铁锂的新需求增长以及锰行业供给侧一定的壁垒,上游锰资源企业仍有望受益。根据市值弹性顺序,建议关注湘潭电化(002125.SZ)、中钢天源(002057.SZ)、红星发展(600367.SH)。

  光大证券主要观点如下:

  全球电池用锰占比有望从2020年的2.1%上升至2030年的4.9%。

  2020年全球锰矿石用量97%(锰合金88%,金属锰8.3%,高纯度锰合金0.2%)均用于钢铁行业,电池占比仅为2.1%(电解二氧化锰1.7%,高纯硫酸锰0.3%)。根据杨玉芳等《全球锰矿产业现状及发展趋势分析》的文献,假设其他需求不变,电池用锰占比有望从2020年的2.1%上升至2030年的4.9%,钢铁生产所需的锰仍占据主导地位。

  2021年中国锰资源产量和储量仅占全球第四,对外依存度高达78.4%。

  根据USGS数据,全球锰资源主要集中在南非、澳大利亚和加蓬,对应的产量和储量占比合计71.5%和64.7%,中国产量和储量仅占全球的6.5%和3.6%。同时国内锰矿资源禀赋不佳,开发利用难度大,仍需对外进口,根据我们的测算,2021年我国锰资源对外依存度高达78.4%。

  需求:新型锰基正极材料及钠电池有望助力电池锰需求的二次成长。

  除了现有锰酸锂和镍钴锰酸锂体系之外,新型电池正极材料也将助力电池锰需求的二次成长:磷酸锰铁锂具有更高的电压平台,较现有磷酸铁锂体系能量密度提高15-20%;钠离子电池具有显著的材料成本优势,层状氧化物或普鲁士体系均有望拉动锰的需求。根据我们的测算,国内2025年电池用锰需求达到89.08万吨(二氧化锰当量),较2021提升3.8倍,其中磷酸锰铁锂和钠电池的需求分别占8.7%和7.0%。

  供给:政策、环保和高能耗使锰行业扩张仍存在一定限制。

  以二氧化锰为例,根据国家发展改革委发布的《产业结构调整指导目录(2019年本)》,新建电解二氧化锰属于限制类,对限制类项目,禁止新建,现有生产能力允许在一定期限内改造升级;从环评报告中可以发现对陆生生态、地表水环境都作了严格的要求。因此我们预计电池用锰仍将处于供应偏紧状态,截至2022年9月30日,二氧化锰价格为17000元/吨,较年初上涨28.8%。

  锰源存在多种路线选择,四氧化三锰有望成为未来发展方向之一。

  根据各类专利公开信息,钠电池或磷酸锰铁锂的锰源包含二氧化锰、硫酸锰、四氧化三锰、碳酸锰等多种选择。其中四氧化三锰与锰酸锂结构相同,同为尖晶石结构,以其为锰源制备锰酸锂过程中结构上变化相对较小,引起的内应力变化更小,材料结构更加稳定。根据相关文献,使用电池级四氧化三锰替代二氧化锰,电池产品安全性好,低温放电功能优异,放电容量高,循环次数大,性能较为理想。

  锰基电池的发展使得上游锰源生产企业充分受益。

  国内锰源代表企业包括中钢天源、湘潭电化以及红星发展等。2021年中钢天源拥有55,000吨四氧化三锰产能(其中:电子级四氧化三锰50,000吨,电池级四氧化三锰5000吨),产能市占率约50%。2021年湘潭电化拥有电解二氧化锰年产能12.2万吨,产能市占率达到25-30%。2021年红星发展电解二氧化锰产能3万吨/年。

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截止2021年,红星发展电解二氧化锰产能可达3万吨/年;中钢天源拥有5.5万吨四氧化三锰产能(其中电子级四氧化三锰5万吨,电池级四氧化三锰0.5万吨);湘潭电化拥有电解二氧化锰年产能12.2万吨。

从产能来看,以上企业并不能满足潜在的缺口需求。但可以确定的是,以上企业已经有所动作,目前均在落地新项目,加大产能。

22年.10月28日,湘潭电化公开表示,子公司广西立劲的四氧化三锰生产线已完工投产。

11月1日,红星发展发布公告,拟定增募资5.8亿元,2亿元将用于建设年产5万吨动力电池专用高纯硫酸锰项目,此前红星发展已经拥有年产3万吨的高纯硫酸锰生产线,叠加后,其高纯硫酸锰产能将提升至8万吨。

11月2日,中钢天源公开表示,将进一步加大电池级四氧化三锰的投入,预计明年年初将新增10000吨电池级四氧化三锰产能。

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今年早些时候,马斯克曾宣称,锰具有潜力,特斯拉看到了锰基阴极在电池化学方面的潜力。

钠离子电池层状氧化物路线以及普鲁士蓝类路线都将用到锰元素,都将拉动锰的需求,钠电池锰源包含硫酸锰、二氧化锰、乙酸锰、草酸锰、氯化锰等多种形式。

光大证券测算,同技术路线1KWh钠离子电池消耗二氧化锰0.11Kg-1.46Kg不等。

锰在电池产业运用逐渐广泛

除钠电池之外,光大证券最新研报指出,锰未来在锂电池中的运用会越来越广泛,预计随着储能电池以及动力电池的进一步发展,电池行业对锰的需求将会有较大幅度的增长。

其表示,目前磷酸锰铁锂、三元材料、锰酸锂等都在积极推进产业化,也将拉动对锰的需求。

磷酸锰铁锂被视为磷酸铁锂的升级版,当前磷酸铁锂电池能量密度已达理论极限约160Wh/kg,而锰元素的加入,其高电压特性将使得磷酸锰铁锂具有更高的电压平台,从而使得在同一水平下磷酸锰铁锂能量密度相较磷酸铁锂高出10%-20%。据GGII预计,2025年磷酸锰铁锂正极材料出货量将超35万吨。

三元正极材料以及锰酸锂正极材料随着锂电池市场体量的扩大也将会迎来相应一定幅度的增长,根据SMM测算,2025年中国三元材料产能193.8万吨,2025年锰酸锂需求可能达到40万吨左右。

综合来看,新能源电池正带来锰行业全新增长点,据光大证券测算,2025年国内电池行业用锰需求为89.08万吨(假设按照二氧化锰当量),较2021年提升3.8倍。

锰供需偏紧

数据显示,2020年全球锰矿石用量97%均用于钢铁行业,电池占比仅为2.1%(电解二氧化锰1.7%,高纯硫酸锰0.3%)。根据《全球锰矿产业现状及发展趋势分析》,假设其他需求不变,电池用锰占比有望从2020年的2.1%上升至2030年的4.9%。

据USGS数据,全球锰资源主要集中在南非、澳大利亚和加蓬,我国产量和储量仅占全球的6.5%和3.6%,同时国内锰矿资源禀赋不佳,开发利用难度大,仍需对外进口,据测算,2021年我国锰资源对外依存度高达78.4%。

供需方面,新能源电池多方拉动下,锰需求高增,而供给方面,政策、环保和高能耗使锰行业扩张仍存在一定限制。

以二氧化锰为例,根据国家发展改革委发布的《产业结构调整指导目录(2019年本)》,新建电解二氧化锰属于限制类,对限制类项目,禁止新建,现有生产能力允许在一定期限内改造升级;从环评报告中可以发现对陆生生态、地表水环境都作了严格的要求。

光大证券预计电池用锰仍将处于供应偏紧状态,截至9月30日,二氧化锰价格为17000元/吨,较年初上涨28.8%。

产业链及公司

锰产业链涵盖从上游资源端到最终的回收端。矿源包括碳酸锰矿石、氧化锰矿石、混合型矿石和其他类型矿石,经过冶炼加工生产出硅锰合金、二氧化锰等产品,最终应用于钢铁、电池等多个领域。

最终的回收端主要以锰渣为主,包括资源端产生的矿渣和冶炼端产生的冶炼渣。

光大证券认为,锰基电池的发展将使得上游锰源生产企业充分受益,国内锰源代表企业包括中钢天源湘潭电化以及红星发展等。

2021年中钢天源拥有5.5万吨四氧化三锰产能(其中电子级四氧化三锰5万吨,电池级四氧化三锰0.5万吨),产能市占率约50%;湘潭电化拥有电解二氧化锰年产能12.2万吨,产能市占率达到25-30%;红星发展电解二氧化锰产能3万吨/年。

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EMD供给端刚性,公司行业领先地位稳固

  根据国家发改委发布的产业结构调整指导目录,新建电解二氧化锰产能属于限制类,电解二氧化锰(EMD)供给端刚性。

  公司拥有湖南湘潭和广西靖西两大生产基地,电解二氧化锰年产能12.2万吨,是电解二氧化锰行业发展历史最悠久的企业,产品的主要技术指标处于行业领先地位,具有规格齐全、性能优异的优势,在国内外电池行业享有较高声誉,与全球各大电池厂商一直保持良好交流并建立了长期稳定的合作关系。公司目前在湖南有一个锰矿采矿权(锰矿资源储量约19.41万吨);在广西有一个锰矿探矿权(锰矿推断资源量约62.77万吨)。通过产业一体化,公司EMD业务行业领先地位稳固。

  锰酸锂是优良正极材料,短期承压

  锰酸锂作为锰酸锂电池的正极材料,具有电压平台高、倍率性能好、安全性能好等优点,主要应用于电动自行车及低速电动车、小动力型(电动工具等)、数码电子产品、储能等领域,也可掺混到三元材料或磷酸锰铁锂中,近年在两轮电动车、小动力型(电动工具等)、数码产品市场发展迅速。

  2022年上半年,上游锂资源供给紧张,碳酸锂价格居高不下,锰酸锂行业生产企业面临成本上升、锂源紧缺的压力,行业开工率不足。主要原材料价格上涨导致锰酸锂销售价格同比大幅增长,下游消费市场需求减弱。

  控股子公司广西立劲锰酸锂产品一期产能规模为2万吨/年,第一条年产1万吨的生产线已于2021年投产。受锂盐市场价格持续高位影响,目前公司重心在前驱体的研发创新方面,加强与下游的联合开发,通过技术创新提高产品附加值,开发性能更优的产品,同时积极稳健供应链,致力于构建从锰矿资源到锰系新能源正极材料的产业链,进一步提高竞争力。

  四氧化三锰业务,成长可期

  公司正在进行前驱体四氧化三锰的研发创新,通过技术创新提高产品附加值,开发高倍率、高温存储与循环性能更优的产品,致力于构建从锰矿资源到锰系新能源正极材料的产业链,进一步提高竞争力。公司四氧化三锰产品规划产能为1万吨/年,目前产品处于大试阶段,后续产能规划将根据市场及下游客户需求确定。

  盈利预测

  预测公司2022-2024年收入分别为22.79、29.97、37.53亿元

 2021年初,公司投资设立控股子公司靖西立劲布局锰酸锂产业,公司出资11,020万元,出资比例73.47%。2021年6月中旬,靖西立劲年产2万吨尖晶石型锰酸锂电池材料项目主体工程基本完工,第一条年产1万吨自动化生产线投入运行,产品已在报告期内形成批量销售,并通过知名客户的第一轮认证,市场信息反馈良好。鉴于原材料碳酸锂价格大幅上涨,公司适当放缓了锰酸锂产销速度,并与下游客户协同,进行前驱体的研发创新,以不断提高产品循环性能。另外一条年产1万吨生产线暂未进行设备安装,将视市场需求,原材料价格等而适时推进。

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