2022年锂电池行业发展现状及未来趋势分析.docx

2022年锂电池行业发展现状及未来趋势分析1 总论正极材料是锂电池的核心，成本占比约 40%，其性能对电池的影响较大。在新 能源汽车的强劲需求支撑下，国内正极材料市场规模不断攀升，2015-2021 年产量 从 11.3 万吨快速提升至 111.2 万吨，复合增长率达 46.38%。复盘整个正极材料的发展发现，在补贴政策影响减弱后，市场竞争造成了车厂 电池厂的合理选择，不同材料特性对应了不同的应用领域，而应用领域发展决定了 材料的占比变化。磷酸铁锂凭借着其高安全性、低成本优势及高循环寿命，在国内 补贴退潮的背景下，在储能、低续航车等领域持续焕发活力。高镍三元以较高的能 量密度、逐步优化的成本及安全性在高端动力市场占据竞争优势，两者并行发展。 2021 年国内高镍材料总产量达到 15.23 万吨，同比增长 222.4%，市场份额从 2019 年的 12.5%快速提升至 38.3%。未来随着材料性能及成本方面的潜力不断释放，高 镍三元核心地位将继续提升。同时，高镍三元技术门槛高，在制备工艺及生产设备 方面都有严格的要求，这给后续进入者增加了难度。考量高镍三元正极材料的盈利能力与成本优势，我们从四个维度入手：1. 低钴利于成本管控，高镍利于能量密度三元材料中，钴的作用在于可以稳定材料的层状结构,而且可以提高材料的循环 和倍率性能，但钴价高企且波动大，降低三元材料中钴的含量对正极厂商的整体成 本控制至关重要。镍的作用在于提高增加材料的体积能量密度，但镍含量高也会导 致锂镍混排，从而造成析锂，循环性能会变差。所以在稳定材料性能、保持安全性循 环特性的前提下，减少钴用量，不断增大镍用量，一方面降低钴带来的成本波动，另 一方面利于提高能量密度。2. 吨成本高位趋降，性能优势技术门槛制备难度塑造了高毛利横向对比 5 系 6 系材料，由于更高的原材料价格、人工及制造费用，叠加低良 品率，高镍三元正极的单吨营业成本相对较高。高镍三元在纯氧环境下长时间煅烧， 需要消耗更多的水电及氧气；复杂严苛的生产工艺对设备提出更高的要求，资本开 支大，故人工及制造费用高于中低镍三元；高镍良品率偏低意味着更多的原材料损 耗，也会增加相应成本。纵向来看，近两年随着上游原材料价格普涨，各系三元正极的单吨营业成本均有 明显增加。单吨高镍三元消耗的锂盐更多，因而在锂盐价格上涨时营业成本承压更 大，但较高的加工费带动高镍三元毛利率均维持在较高水平，体现了较强的定价能力和盈利水平。而随着高镍三元产能扩张释放资本开支下降、技术工艺优化改进良 品率提升，单位产品的营业成本有望摊薄，同时高镍带来能量密度提升与整体车辆 减重与降本的优势，因此三元正极企业纷纷加大高镍布局，市场加速向高镍化倾斜。3. 高镍与中低镍相比，瓦时成本差异逐步收敛，且形成成本优势为了更加客观地反映各系三元正极的成本差异，我们选取历史四个时间段换算 为瓦时成本测算，可发现同一效用平台下高镍三元与中低镍的营业成本差异正逐步 收敛，且在现阶段已经形成了对中低镍三元的明显优势。主要因素在于原材料成本， 上述四个时间段内高镍的原材料单吨成本涨幅小于中低镍，故原材料差距逐步缩小； 叠加资本开支下降、技术工艺优化改进良品率提升，瓦时成本逐步降至中低镍以下。我们通过锂盐及前驱体的价格变动分别测算 NCM811 及 NCM523 在同等电量 下的营业成本，可得 NCM811 瓦时营业成本在绝大部分情况下均具有优势。考虑到 锂盐价格高位，前驱体价格短期变化不大仍将保持现有水平，同时高镍正极仍有单 位资本开支下降、良品率改进空间，故 NCM811 瓦时成本预计仍将占优。4. 整车综合考量成本、带电量、重量，高镍长续航轻量化优势明显我们以车企视角选取同等带电量与同等重量分别分析磷酸铁锂、各系三元电池 Pack 的成本差异，以及对单车带电量及电池重量的边际影响。同等带电量 50KWh， 磷酸铁锂电池成本较高镍三元电池下降 11%，而重量却增加 20%，折合每降本 1 万 元增加重量 96.62kg，显著增加的重量将提高整车能耗从而使车企在其他的部分付 出更多的成本以换取轻量化；同等电池重量 277.78kg，磷酸铁锂电池成本较高镍三 元电池下降 25.9%，而带电量也减少 16.7%，折合每降本 1 万元相应电量减少 6.21KWh，考虑到铁锂耐低温性能较差，乘用车的续航能力或将进一步降低。需求端看，受全球新能源汽车带动，正极材料市场空间广阔。经测算，22/23 年 全球三元正极的需求达 88/105 万吨，25 年预计高达 196 万吨；其中 22/23 年高镍 三元的需求达 49/69 万吨，25 年预计高达 156 万吨，5 年复合增长率 46%。 供给端看，正极材料行业快速发展期，技术更迭快，产品多产能扩张谨慎、成本 加成定价模式造就了格局较分散。但竞争格局正逐步优化，2018 年 CR3/CR5 分别 为 31%/48%，2021 年已经分别提升至 38%/56%。随着行业技术的稳定，生产工艺 的成熟，投建产能的释放，下游客户格局带动，正极材料集中度提升将是大势所趋， 具备技术、资源、产能、客户优势的企业将在行业中脱颖而出。结构上看，三元正极行业特性以及较分散的格局决定了一线厂商基本满产满销 供不应求，前期低端产能逐步淘汰，行业整体产能利用率逐步提升。2021 年国内三 元正极产能利用率提升至 58.73%，国内前五大企业产量占行业总供应量的 50.83%， 平均产能利用率达 91.02%，一线厂商有望凭借高镍、高电压中镍等高端产能最大程 度实现满产满销，且不断进行产能扩张抢占市场份额，行业产能利用率与集中度有 望同步提升。2 三元高镍化大势所趋2.1 三元与磷酸铁锂并行发展，高镍占比不断攀升锂电池是通过锂离子在正极和负极材料之间来回嵌入和脱嵌，实现化学能和电 能相互转化的装置。当锂电池充电时，正极发生氧化反应，电子沿着外电路到达负 极，与此同时 Li+从正极脱嵌，经过电解质并穿过隔膜嵌入负极，负极处于富锂状态。 当对电池进行放电时（即我们使用电池的过程），嵌在负极碳层中的 Li+脱出，又运动 回正极。锂电池主要由正极材料、负极材料、隔膜、电解液四大材料构成。其中正极材 料是锂电池的核心，成本占比约 40%（在三元动力电池中占比 50%-60%，磷酸铁 锂动力电池中占比 20%-30%），其性能对电池的影响较大，因此锂电池的命名主要 以正极材料属性进行认定。目前研制成功并得到大规模商业化应用的正极材料主要 有钴酸锂（LCO）、磷酸铁锂（LFP）、锰酸锂（LMO）、三元材料镍钴锰酸锂（NCM） 和镍钴铝酸锂（NCA）等。 正极材料属于产业链中游环节，上游包括各类金属原材料及冶炼，下游应用涵 盖动力电池、3C 电池和储能等领域。钴酸锂工作电压高、振实密度大、电化学性能良好，凭借较为简单的工艺流程最 先实现商品化生产，主要用于消费电子；但缺点在于核心原材料钴的全球储量非常 有限，且集中在非洲地区，当地政局动荡极大影响钴的稳定供应，导致钴的价格高 企且波动较大，不利于正极厂商控制成本。锰酸锂在原材料方面储备丰富且价格低 廉，但能量密度较低且高温性能差，不适合在能量密度要求较高的领域使用，下游 一般应用于专用车及小型 3C 电池。磷酸铁锂安全性能良好、循环寿命长，在储能、 商用车及中低续航乘用车领域得到大规模使用。三元正极充分结合镍钴锰（铝）三 种元素的特性，在能量密度、安全性能方面有了较大的提升，主要匹配乘用车。近年来主要由新能源车动力电池需求拉动正极材料规模不断攀升。2015-2021 年国内正极材料年产量从 11.3万吨快速提升至 111.2 万吨，复合增长率达 46.38%。1）过去几年国内消费电子市场低迷，3C 产品增速放缓导致钴酸锂的产量处于 较低水平，产量占比从 2015 年的 28.31%快速下滑至 2021 年的 9.09%。2）锰酸锂产量总体保持平稳，2020 年电动两轮车及电动工具行情向好，相应 需求增加对锰酸锂市场形成支撑，当年国内锰酸锂产量达到 9.29 万吨，占 比提升至 17.91%的历史最高水平。3）近几年国内正极材料市场规模的快速增长主要是由新能源汽车的强劲需求 带动，动力电池出货量由 2015 年 16.9GWh 快速增长至 2021 年 226GWh， 复合增长率 54.06%，占比由 35.86%提升至 69.11%。由此带来磷酸铁锂及 三元正极产量由 2015年的 3.26/4.09万吨提升至 2021 年的 45.91/44.05 万 吨，合计占比从 65.05%提升至 80.92%，成为正极材料市场的发展引擎。新能源汽车动力市场已经成为锂电池最大的应用领域。2015-2021 年，国内锂电 池出货量从 47.1GWh 快速增长至 327GWh，复合增长率 38.12%。其中 3C 消费类 电池颓势明显，出货占比从 50.27%一路下滑至 12.84%；万亿蓝海储能市场发展迎 来提速，2021 年电池出货占比提升至历史最高点 14.68%；动力电池受益于新能源 汽车行业高景气实现跨越式发展，2016 年以 30.8GWh 的出货量首次超过消费类电 池，随后一直保持主导地位，2021 年出货占比高达 69.11%。“双碳战略+市场驱动” 下新能源汽车是确定性极强的赛道，未来仍将是拉动锂电池行业增长的核心力量。新能源汽车发展初期，磷酸铁锂电池一直占据主流位置，装机占比最高时达到 70%。2016 年 12 月四部委调整细化新能源车补贴，规定能量密度越高、续航里程 越长，相应补贴越高。高能量密度的三元电池渗透率由此迅速提升，一定程度上压 制了磷酸铁锂在乘用车中的应用。2018 年三元动力电池装机量一举超过磷酸铁锂， 占比最高时达到 61.82%。2019 年 3 月补贴政策提高了续航里程和能量密度门槛， 额度大幅退坡。2020 年 4 月四部委继续出台政策，2020-2022 年补贴分别在上一年 基础上退坡 10%、20%、30%，补贴效应逐步弱化。同时 CTP、刀片技术量产装车 提升了磷酸铁锂电池体积能量密度，具备价格优势的磷酸铁锂开始回暖。2021 年 7 月，磷酸铁锂装机再度超过三元电池，当月装机量为 5.8GWh，占总装机量的 51.3%， 比三元电池高出 2.6 个百分点。2021 年，国内动力电池装机 139.98GWh，其中磷 酸铁锂装机 65.37GWh，占比提升至 46.7%，基本上占据半壁江山。复盘整个正极材料的发展发现，在补贴政策影响减弱后，市场竞争造成了车厂 电池厂的合理选择，不同材料特性对应了不同的应用领域，而应用领域发展决定了 材料的占比变化。磷酸铁锂凭借着其高安全性、低成本优势及高循环寿命，在国内 补贴退潮的背景下，在储能、低续航车等领域持续焕发活力。而随着 CTP、刀片电 池的技术突破，铁锂电池的能量密度得到提高，使其在中高续航乘用车占有一定市 场份额，众多厂商相继推出铁锂版本车型。高镍三元向上趋势不减，未来可期。从技术迭代和规模优势的角度考虑，高镍 三元依然是未来动力电池的主要技术路线。一方面，动力电池需解决续航里程的痛 点，解决方式则是提高电池能量密度，相对于 CTP 和刀片电池从物理层面进行技术 迭代，电化学材料体系的升级则是未来技术进步的关键，目前三元电池这一技术指 标的提升空间优于磷酸铁锂电池，通过增加电池正极材料镍的占比可使得正极材料 活性与放电比容量增强，从而有效提高电池能量密度，满足乘用车紧凑空间内更低 重量的高续航需求；安全性，三元正极通过包覆、掺杂等技术不断优化，同时相比铁 锂电池具有更广泛的温度适应性，在低温地区更有优势。另一方面，技术更迭是不 可逆的，尽管在技术迭代的初期，新技术面临着成本较高、产品性能不够稳定、消费 者惯性和信任成本等诸多问题，但随着技术工艺逐步成熟，产能不断释放，上述问 题将逐步完善。目前，在电池厂商逐步量产成熟的进步过程中，车企针对车型定位 选择高镍的布局下，高镍电池占比也稳步提升。2021 年国内高镍材料（NCM811 及 NCA）总产量达到 15.23 万吨，同比增长 222.4%，市场份额从 2019 年的 12.5%快 速提升至 38.3%，增长迅速。未来随着材料性能及成本方面的潜力不断释放，高镍 三元核心地位将继续提升。2.2 高镍三元性能优越，制备技术门槛高在新能源汽车里程焦虑、充电焦虑背景下，电池能量密度的提升主要从电化学 性能升级以及系统结构创新两方面着手。系统创新最具代表性的是比亚迪的刀片电 池及宁德时代的 CTP、CTC 技术，基本原理是通过充分利用电池包体积以提高成组 效率。宁德时代即将推出的第三代 CTP 技术（也称为麒麟电池），在相同的化学体 系和同等电池包尺寸下，电量相比 4680 系统可以提升 13%。通过物理层面的结构创新，磷酸铁锂电池的发展取得长足进步，但是继续提升的空间有限，且此类技术 后续或将兼容三元电池。宁德时代第三代 CTP 技术应用于三元电池的情况下，NCM 电池系统重量能量密度可以提升至 250Wh/kg 以上，体积能量密度则突破 450Wh/L， 对应车型的续航性能更加优越。因此电池能量密度提升的关键在于锂电材料电化学 性能升级。富锂锰基材料、半固态电池材料目前还处于研发阶段，大规模商业化仍在摸索 过程中，现阶段三元材料高镍化是提升电池能量密度的重要路线。三元正极一般指 NCM（镍钴锰三种金属元素）和 NCA（镍钴铝三种金属元素）。NCM 按照各金属含 量不同可分为 333 型、523 型、622 型以及 811 型等。Ni2+属于活性物质，有助于提 高材料的比容量，故高镍三元的能量密度相对其它材料更高；但是，过多的 Ni2+会 加剧阳离子混排，使材料的循环性能恶化。Co3+保持正极层状结构稳定性，提高材 料的倍率性能；但是过多的 Co3+会使可逆嵌锂容量下降，成本增加。Mn4+是非电化 学活性物质，主要起骨架支撑作用，能够使锂离子嵌入和脱嵌时保持晶体结构不变； 但是过量容易出现尖晶石形态而破坏材料的层状结构。NCM811 晶体属于六方晶系， 是 -NaFeO2 的层状结构化合物，在比容量和振实密度指标上优于中低镍三元，拥 有更高的能量密度上限，材料特性支撑高端乘用车长续航需求。高镍三元材料技术门槛高，在制备工艺及生产设备方面都有严格的要求，这给 后续进入者增加了难度。加工流程包括投料混合、煅烧、粉碎、包覆、二次煅烧、筛 分、除铁、包装等。与普通的三元正极相比，高镍三元正极的区别主要在于：1）用料不同：高镍三元使用熔点更低的氢氧化锂作为原材料。如用碳酸锂作为 锂源，温度过低会导致其分解不完全影响产品基本性能；若温度过高则又会 加剧锂镍混排，破坏正极材料的循环性能。2）工艺条件苛刻：煅烧是三元正极制备的核心工序。煅烧环境方面，通常需要 在纯氧环境下经过多次烧结。由于高镍材料吸水性强，很容易与水发生反应， 生成氢氧化锂，造成表面残余锂增加，进而导致材料变质。因而高镍三元正 极生产全程必须严格控制湿度（10%以下）。考虑到残碱会导致材料表面阻 抗增加，电池鼓包、电化学性能下降，多次烧结前需要水洗加以清除。煅烧 温度方面，通常镍含量越高，烧结温度越低，一般在 700 度左右。高镍三元 煅烧温度不能过高，否则会造成二次结晶，不利于锂离子的脱嵌，进而影响 正极材料的循环性能及倍率性能。为了尽可能减少残余锂，高镍三元的煅烧 时间一般长于普通三元。3）设备要求高：氢氧化锂容易挥发且碱性很强，因此从前道工序（原料混合、 装钵）、中间工序（高温煅烧、水洗）到后道工序（破碎、筛分）都有极为严 苛的技术要求，耐腐蚀性和密封性标准高。因此高镍三元制备的设备价值一 般比较高，导致企业资本开支较大。高镍三元在充分提升性能的同时，安全性问题也备受关注。为了确保材料的安 全可靠性，高镍三元的制备需要利用包覆和掺杂进行改性。1）包覆改性：一方面可以在材料表面沉积一层惰性物质, 隔离正极材料与电解 液之间的接触, 减少副反应的发生; 另一方面也可以沉积一层活性材料, 减少残碱 的同时还可以降低表面电阻。2）掺杂改性：一方面可以通过改变材料的晶格常数或部分元素的价态来提高材 料结构的稳定性, 另一方面也可以通过降低阳离子混排来提高材料的电子电导率和 离子电导率。3.高镍正极盈利能力强，成本优势显现3.1 低钴利于成本管控，高镍利于能量密度三元材料中，钴的作用在于可以稳定材料的层状结构,而且可以提高材料的循环 和倍率性能，但钴价高企且波动大，降低三元材料中钴的含量对正极厂商的整体成 本控制至关重要。在镍、钴、锰（铝）等金属原材料中，钴资源较为稀缺且分布不 均，2020 年全球探明钴矿储量 710 万吨，其中刚果(金)储量 360 万吨，占比 50.70%； 目前中国已探明钴储量约 8 万吨，仅占全球总储量约 1%，高度依赖进口。此外，受 地缘政治及战争影响，钴供应不稳定，进一步助推钴价高位大幅波动，增大三元正 极厂商的价格风险。镍的作用在于提高增加材料的体积能量密度，但镍含量高也会导致锂镍混排， 从而造成析锂，循环性能会变差。所以在稳定材料性能、保持安全性循环特性的前 提下，减少钴用量，不断增大镍用量，一方面降低钴带来的成本波动，另一方面利 于提高能量密度。近几年镍价总体上保持平稳态势，市场均价是钴价的 35%左右， 有利于成本管理。随着三元正极高镍低钴化深入发展，NCM523 钴含量由 12.21%降 至 NCM811 的 6.06%，每 Wh 电量的消耗量由 0.23g 下降到 0.1g；镍含量相应地从 30.39%增加至 48.27%，每 Wh 电量的消耗量由 0.58g 增加到 0.8g。随着高镍低钴 化深入发展，高镍三元正极的材料成本优势愈发明显。3.2 高镍正极吨成本高位趋降，高性能高工艺构筑盈利护城河三元正极的原材料主要有前驱体和锂盐，在营业成本中的占比约 90%。我们分 别选取四个时间段内的前驱体及锂盐市场均价作为计算依据，分析高镍三元正极材 料的成本及盈利能力。 2020 年 7-12 月，原材料价格总体平稳，碳酸锂及氢氧化锂市场均价分别为 4.2/4.94 万元/吨，5/6/8 系三元前驱体均价分别为 8/8.7/9.19 万元/吨。 2021 年 1-7 月，原材料价格启动上涨。碳酸锂及氢氧化锂市场均价分别为7.82/6.94 万元/吨，5/6/8 系三元前驱体均价分别为 10.42/11.36/12.01 万元/吨。2021 年 8-11 月，锂盐价格进入快速上行通道，碳酸锂价格分别于 8/11 月突破 10/20 万元/吨。 2021 年 12 月至 2022 年 4 月，锂盐价格涨势迅猛，碳酸锂价格分别于 1/2/3 月 快速突破 30/40/50 万元/吨，氢氧化锂尾随其后并于 4 月实现反超。2021 年 8 月以 来，前驱体价格依旧温和上涨，5/6/8 系三元前驱体均价分别为 13.65/14.36/14.86 万元/吨。横向来看，由于更高的原材料价格、人工及制造费用，叠加低良品率，高镍三 元正极的单吨营业成本相对较高。近两年锂盐价格复合增长率高达 250%以上，在三 元正极的原材料成本占比提升至 50%左右，成为影响其成本的核心要素。高镍三元 在纯氧环境下长时间煅烧，需要消耗更多的水电及氧气；复杂严苛的生产工艺对设 备提出更高的要求，资本开支大，故人工及制造费用（含设备折旧）高于中低镍三 元。同时，高镍三元的良品率偏低意味着更多的原材料损耗，也会增加相应成本。纵向来看，近两年随着上游原材料价格普涨，各系三元正极的单吨营业成本均 有明显增加。随着高镍三元产能扩张释放、技术工艺优化改进，单位产品的营业成 本有望摊薄，与中低镍的成本差异或将收窄。新能源汽车高景气度延续，下游需求旺盛，叠加锂资源开发高难度及长周期下 的低供给弹性，锂价中枢预计仍将高位运行。我们在 20/30/40/50 万元/吨四个锂价 场景下展望各系三元正极毛利率水平。前驱体价格、人工制造费用、良率等要素短 期较为稳定。单吨高镍三元消耗的锂盐更多，因而在锂盐价格上涨时营业成本承压更大，但 较高的加工费带动高镍三元毛利率均维持在较高水平，体现了较强的定价能力和盈 利水平。而随着高镍三元产能扩张释放资本开支下降、技术工艺优化改进良品率提 升，单位产品的营业成本有望摊薄，同时高镍带来能量密度提升与整体车辆减重与 降本的优势，因此三元正极企业纷纷加大高镍布局，市场加速向高镍化倾斜。3.3 高镍能量密度高，瓦时成本经济性凸显三元正极镍含量的不同导致能量密度有所差异，同等电量下高镍三元的使用量 明显更少（单位Wh电量分别消耗 8系三元 1.65g、6系三元 1.85g、5系三元 1.91g）。 同一效用平台下高镍三元与中低镍的营业成本差异正逐步收敛，且在现阶段已经形 成了对中低镍三元的明显优势。原材料价格是影响三元正极瓦时成本的核心因素。上述四个时间段内高镍三元 的原材料单吨成本较高，但涨幅小于中低镍三元，故原材料差距逐步缩小；叠加资 本开支下降、技术工艺优化改进良品率提升，逐步形成了对中低镍的瓦时成本优势。我们通过锂盐及前驱体的价格变动分别测算 NCM811 及 NCM523 在同等电量 下的营业成本，并以两者差值来评价高镍三元是否具备成本优势。 同等电量下 NCM811 营业成本在绝大部分情况下均具有优势： 1）当 8 系前驱体价格为 8 万元/吨且锂盐价格为 19.3 万元/吨时，NCM811 与 NCM523 瓦时成本持平； 2）当前驱体价格在 8 万元/吨以上时 NCM811 瓦时成本较低，锂盐价格高于 19.3 万元/吨时 NCM811 瓦时成本较低，且随原材料价格上升 NCM811 较 NCM523 成本优势差值不断扩大； 考虑到锂盐价格高位，前驱体价格短期变化不大仍将保持现有水平，同时高镍 正极仍有单位资本开支下降、良品率改进空间，故NCM811瓦时成本预计仍将占优。3.4 统筹整车综合成本，高镍长续航、轻量化优势明显电池容量的增加可以提升汽车的续航能力，而同时可能会导致重量增加，反而 增大整车能耗，因此电动车需要追求电池成本、带电量、重量三者之间的平衡。磷 酸铁锂材料的比容量偏低，同等带电量下用量更多。而三元材料拥有更高的克容量 和压实密度，有效降低体积及重量，满足汽车轻量化需求。我们以车企视角分析磷酸铁锂、各系三元电池 Pack 的成本差异，以及对单车带 电量及电池重量的边际影响。1）我们选取同等单车带电量 50KWh 作为基准（2021 年全球动力电池装机 296GWh，新能源汽车销量 677 万辆，折合单车带电量约 43.7 度），高镍三元电池 成本较高，但重量相对较轻。磷酸铁锂电池成本较高镍三元电池下降 11%，而重量 却增加 20%，折合每降本 1 万元增加重量 96.62kg。显著增加的重量将提高整车能 耗从而使车企在其他的部分付出更多的成本以换取轻量化。2）同等电池重量下（50KWh 高镍三元电池重量 277.78kg 为基准），高镍三元电池成本明显更高，但带电量更多。磷酸铁锂电池成本较高镍三元电池下降 25.9%， 而带电量也减少 16.7%，折合每降本 1 万元相应电量减少 6.21KWh，考虑到铁锂耐 低温性能较差，乘用车的续航能力或将进一步降低。综合来看，铁锂及中低镍三元电池成本有所降低，但是较低的电池能量密度会 导致整车重量的增加或者带电量的下降，间接增加车企其它方面付出的成本。中高 端汽车消费者对价格敏感度相对较低，更加看重汽车高性能带来的体验感，高镍三 元电池可以提升汽车续航能力及轻量化，满足消费者需求以强化在中高端动力市场 的优势。4 三元正极空间广阔，格局优化，高镍加速4.1 动力电池带动高镍正极增量空间广阔，5 年 CAGR45%政策端：补贴逐步退坡影响消退，新能源车产业链持续提速发展，渗透率持续 上行。在国务院 2030 年实现“碳达峰”、2060 年实现“碳中和”的大背景下，2025 年 新能源车渗透率目标 20%，2030 年前碳达峰行动方案指出 2030 年新能源车比 例目标 40%，新能源汽车补贴政策延续至 2022 年，相较于 2021 年下降了 30%， 补贴逐步退坡，对于市场影响逐步消退，车企不断推出市场针对性竞争性车型，新 能源车市场由政策驱动逐步进入供给拉动需求、乃至内生需求增长阶段。2021 年中 国新能源汽车渗透率已经达到 13.4%，长期电动化趋势向好。市场端：“优质市场供给+终端消费需求”成为新能源车新驱动能量。市场供给方 面，新能源车领跑者比亚迪秦/汉、特斯拉 Model3/Y、宏光 MINI EV 爆款效应明显， 小鹏、蔚来、理想等造车新势力入场搅局，传统整车厂上汽、长城、广汽加速发展电 动车业务，车企有极强动力开发优质明星车型，率先抢占新能源车市场份额。终端 消费方面，充电桩等配套设施逐渐完善，新能源车产业链规模化平摊成本使终端整车价格平民化，智能化出行体验升级等便利、经济、体验化优势带动终端消费。海外新能源汽车市场继续保持高速增长。2021 年全欧洲新能源汽车销量达到 241 万辆，同比增长 90%。2022 年德国、英国维持新能源汽车补贴，法国、意大 利等补贴退坡，但新能源汽车市场核心驱动已从补贴逐渐转向市场化，新能源车 全面平价化趋势下，补贴退坡对销量影响有限。我们预计，2022 年欧洲新能源汽 车销量将达到 350 万辆，同比增速 45.2%，渗透率突破 20%。美国市场“政策+供给”双轮驱动，厚积薄发，新能源汽车市场有望迎来历史最 强爆发式增长，2021 年，美国市场新能源汽车销量达到 65.2 万辆，对应渗透率 4.34%。我们预计，2022 年美国新能源汽车销量将达到 120 万辆，同比增长 84%， 渗透率突破 7%。 需求端：2021 年，中国新能源车销量 352.1 万辆，全球销量超过 670 万辆。我 们预计 2022 年中国新能源汽车销量有望超过 500 万辆，全球新能源车销量或将突 破 1000 万辆。到 2025 年，全球新能源车销量预计突破 2000 万辆。电动车市场景 气度高涨直接带动上游锂电材料需求。在全球新能源汽车需求爆发的背景下，正极材料市场空间广阔。经测算，22/23 年全球三元正极的需求达 88/105 万吨，25 年预计高达 196 万吨；其中 22/23 年 高镍三元的需求达 49/69 万吨，25 年预计高达 156 万吨，5 年复合增长率 46%。4.2 三元正极竞争格局持续优化，国内企业参与全球竞争整体看国内三元正极市场格局较为分散，2021 年 CR3 市场份额约 38%，CR5 约 56%，与负极、隔膜、电解液相比集中度处于最低水平。行业竞争较为激烈，第 一梯队企业之间市占率相差不大，暂时没有绝对龙头出现。国内三元正极行业集中度不高主要有以下原因：1）成本加成定价模式：三元正极原材料成本占比高（90%左右），各家企业采 购成本相差不是特别大，定价是基于原材料成本叠加加工费的方式，而较低的人工 成本及制造费用占比导致很难通过压缩开支及规模效应获得远高于市场的成本优势。2）产品种类多：针对下游应用正极材料种类多样，既有针对下游电动工具和消 费锂电的钴酸锂，也有主要应用于客车和一部分乘用车的磷酸铁锂和锰酸锂，还有 主要应用于乘用车的三元材料；正极材料又是制约动力电池能量密度、稳定性、循 环性能和成本最关键的电池材料，其技术的更新迭代也导致了产品的多样性。三元 材料根据镍含量的不同又分为 5 系、6 系、8 系和 NCA，为了提升现有正极材料的 性能，正极厂商又针对 5、6 系产品开发出高电压和高功率等不同类型的产品。无钴 材料、四元材料、镍钴锰酸锂等新型正极材料还在开发问世的过程中。3）单位资本投入大，产能扩张谨慎：正极迭代速度快，资本开支强度高，企业 产能扩张相对谨慎。各厂商产能较为平均，单一厂商无法满足头部电池厂的全部需 求。头部客户为满足需求和保障供应链安全会将正极材料分给几家供应商一起供货。正极材料行业格局分散的状态归根结底还是在于行业处于快速发展期，技术更 新迭代较快，多种技术路径共同推动行业进步。 同时需要看到，虽然三元正极行业整体集中度较低，但是竞争格局正逐步优化。 2018 年 CR3/CR5 分别为 31%/48%，2021 年已经分别提升至 38%/56%。以容百 科技、当升科技、天津巴莫及长远锂科为代表的第一梯队阵营优势逐步扩大。随着 行业技术的稳定，生产工艺的成熟，投建产能的释放，下游客户格局带动，正极材料 集中度提升将是大势所趋，具备技术、资源、产能、客户优势的企业将在行业中脱颖 而出。而在国内新能源产业链发展的过程中，中游材料厂商逐步具备实力与产能参与 全球新能源产业的竞争中。海外三元材料为主，材料厂商涉足新能源业务较早，主 要以日韩材料厂商跟随电池厂发展，如日本住友、日亚，韩国优美科、L&F 等。海 外材料厂商产品研发较早、高端材料技术与生产工艺相对领先，但在电池应用方面 迭代较平缓，逐步过渡到高镍三元正极材料大范围应用中。国内厂商如当升科技很 早就进入海外主流供应链，能够享受到较高的价格和较优的商业条款，长远锂科也 与丰田、村田、三星 SDI 和 LG 化学等进行了密切的交流和认证导入工作，目前已经有几款产品定型并进行小批量供货，未来有望拓展海外客户，抢占海外市场份额。 2021 年全球三元正极出货约 74 万吨，国内产量 44.05 万吨，占比约 59.5%，中国 企业已成为全球三元正极主力军。容百科技、当升科技及长远锂科市场份额位列前 十，将凭借强大实力参与全球价值链分配。4.3 低端产能逐步出清，龙头企业加码高镍三元三元正极行业特性以及较分散的格局决定了一线厂商基本满产满销供不应求， 前期低端产能逐步淘汰，行业整体产能利用率逐步提升。新能源汽车产业发展初期， 与之配套的动力电池以磷酸铁锂为主。后来在政策催化下，三元正极红利快速释放， 大量新进入者涌现，盲目扩张三元产能，但随补贴政策退坡带来需求几无增长，行 业产能利用率从 2017 年的 41.47%下滑至 2020 年的 34.54%。补贴退坡影响消退， 市场竞争导致磷酸铁锂与三元并行发展，而随着国内外高端长续航车型需求放量， 三元正极高镍化趋势明朗，2021 年国内高镍三元市场份额已经快速提升至 38.3%。 材料体系的迭代加速造成前期大量投入的低端产能过剩淘汰，行业产能利用率处于 较低水平。现阶段我国三元正极低端产能过剩而高端产能不足的情况在需求不断攀升下得 到一定缓解，2021 年国内三元正极产能利用率提升至 58.73%。2021 年国内前五大 企业产量合计 22.4 万吨，占行业总供应量的 50.83%，平均产能利用率达 91.02%， 一线厂商有望凭借高镍、高电压中镍等高端产能最大程度实现满产满销，且不断进 行产能扩张抢占市场份额，行业产能利用率与集中度有望同步提升。 2021 年中国三元材料产能达到 75 万吨，较 2020 年新增 14.2 万吨，同比增速 达 18.93%，增量部分主要来自于容百、当升、巴莫、长远锂科、振华新材等企业。 在新能源汽车强劲需求支撑下，三元正极头部厂商纷纷加码扩产，且聚焦高镍。高镍三元制备工艺复杂苛刻，资本开支大，非常考验企业的综合能力。容百科技 与天津巴莫基于对行业的前瞻性判断率先实现研发量产，2020 年高镍领域市占率分 别为 46%/35%，占据绝对领导地位，而其他竞争对手由于技术、资金等原因进展缓 慢。2021 年下游强劲需求带动高镍三元应用提速，长远锂科、振华新材等企业依托 前期的技术储备，通过资本市场融资加快产能建设，快速抢占高镍市场份额，市场 集中度出现一定下滑。高镍化趋势日趋明朗，产能的落地释放将持续巩固企业的竞 争优势。5 重点公司分析5.1 容百科技：国内高镍正极龙头，产能扩张一体化布局坚定深耕高镍三元，铸就行业龙头地位。公司坚定看好高镍三元路线，2021 年 三元正极出货 5.23 万吨，其中高镍占比超过 90%，位居国内第一、全球第二，行 业领军地位持续巩固。公司注重技术超前布局，在固态电池适用的改性高镍/超高镍 三元正极材料、氧化物固态电解质及钠离子电池正极材料、富锂锰基正极材料等领 域不断取得突破，目前 9 系超高镍产品开始批量出货。公司主要客户包括 CATL、 孚能科技、蜂巢能源、SK、亿纬锂能等国内外知名电池厂商，22-25 年将成为 CATL 三元正极粉料第一供应商，凸显强大综合实力。大规模产能扩张，奠定未来竞争优势。湖北基地/贵州遵义基地和韩国三地同时 扩建，湖北鄂州 10 万吨产能已全部建成，成为国内产能最大的高镍生产基地。截 至 21 年年底公司建成三元正极产能 12 万吨，预计 22 年底建成产能可超 25 万吨， 到 25 年，公司将扩大高镍正极产能至 60 万吨以上规模，竞争优势进一步扩大。前驱体一体化布局，加强产业链协同。公司积极布局前驱体一体化，目前自供 率约 30%。1-1 期年产 3 万吨高镍三元前驱体项目去年实现部分投产，募投项目临 山（一期）年产 6 万吨三元前驱体预计 22 年部分投产，后续自供率有望继续提升， 助力原材料稳定供给与成本管控。公司加强产业链协同，与赣峰锂业、雅保、格林 美、天齐锂业、华友钴业等国内外知名原材料供应商建立长期合作关系，拓宽原材 料渠道，提升产业链话语权。5.2 当升科技：深耕海外高端市场，产能扩张巩固行业地位全球化布局保持领先，深耕海外高端动力市场。公司多年来积极开拓国际市场， 业务范围涵盖日韩、欧洲和美国，目前海外营收占比超过 37%。公司通过与 SK、 LG 等头部电池厂紧密合作成功进入一线车企供应链，在手订单充沛。凭借深厚的 技术积累，公司加快高端动力产品迭代，预计2022年高镍三元出货占比提升至 30%， 目前 Ni95 等超高镍产品已陆续通过海外客户认证，性能指标获高度认可，产品优 势显著，持续领跑全球高端市场。锂电材料产能持续扩张，巩固三元正极行业地位。公司常州二期 5 万吨高镍三元项目预计年内投产，2022 年三元正极有效产能预计达到 9 万吨，2023 年预计达到 13 万吨。江苏海门四期 2 万吨 3C 正极材料项目今年启动建设，预 计明年下半年投产。公司海外产能扩张提速，欧洲 10 万吨锂电材料项目正式启 动，同时与 SK 商定在韩国或美国合资设立锂电正极材料工厂，目前已进入立 项阶段。此外，公司携手中伟股份布局磷酸铁锂及配套产能 30 万吨，目前已开 发出高性能磷酸铁锂、磷酸锰铁锂产品，产业链优势得到加强。公司产能陆续 释放形成多元化供给，有效满足客户需求，竞争优势进一步巩固。5.3 华友钴业：产业链深度整合，产能释放增厚业绩并表天津巴莫，锂电材料业务布局更加完善。2021 年公司收购天津巴莫 38.6%股权且完成并表，成功跻身三元正极第一梯队，形成从上游镍钴资源及 冶炼、前驱体、正极材料到回收利用的产业链闭环。产品方面，2021 年公司前 驱体出货 5.91 万吨，各类正极材料出货合计 5.67 万吨，同比实现大幅增长。 客户方面，与容百、当升、孚能等头部企业开展战略合作，保障公司订单质量， 进一步强化产业链优势。公司加快产能扩张，目前成都巴莫正极材料三期 5 万 吨 1 阶段全线贯通；广西 5 万吨高镍三元正极、10 万吨三元前驱体一体化项 目等实现全面开工。随着新增产能释放，公司今年产能有望超 9 万吨，业绩有 望持续兑现。冶炼项目加快推进，向上一体化布局有望降低成本。华越 6 万吨氢氧化镍 钴湿法冶炼项目预计