1、 电力设备电力设备|证券研究报告证券研究报告行业深度行业深度 2022 年年 6 月月 8 日日 强于大市强于大市 公司名称公司名称 股票代码股票代码 股价股价(人民币人民币) 评级评级 宁德时代 300750.SZ 459.00 买入 亿纬锂能 300014.SZ 89.85 买入 国轩高科 002074.SZ 43.36 增持 当升科技 300073.SZ 79.38 增持 容百科技 688005.SH 104.70 增持 德方纳米 300769.SZ 324.98 增持 华友钴业 603799.SH 106.38 增持 天赐材料 002709.SZ 44.68 增持 厦钨新能 68877
2、8.SH 98.68 未有评级 长远锂科 688779.SH 19.43 未有评级 振华新材 688707.SH 61.99 未有评级 芳源股份 688148.SH 34.60 未有评级 中伟股份 300919.SZ 118.56 未有评级 格林美 002340.SZ 8.05 未有评级 富临精工 300432.SZ 16.10 未有评级 湘潭电化 002125.SZ 13.23 未有评级 资料来源：万得，中银证券 以2022年06月07日当地货币收市价为标准 相关研究报告相关研究报告 正极材料系列报告之一：技术工艺逐步成正极材料系列报告之一：技术工艺逐步成熟，锰系正极材料有望放量熟，锰系正极
3、材料有望放量2022.04.11 中银国际证券股份有限公司中银国际证券股份有限公司 具备证券投资咨询业务资格具备证券投资咨询业务资格 电力设备电力设备 证券分析师：证券分析师：李可伦李可伦 (8621)20328524 证券投资咨询业务证书编号：S1300518070001 联系人：武佳雄联系人：武佳雄 一般证券业务证书编号：S1300121070028 正极材料系列报告之二正极材料系列报告之二 市场规模快速增长，新技术有望规模化应用 正极材料正极材料市场规模市场规模快速增长快速增长，行业格局仍然具有不确定性；行业格局仍然具有不确定性；新型正极材料技新型正极材料技术逐步成熟，有望迎来大规模应用
4、术逐步成熟，有望迎来大规模应用；维持行业维持行业强于大市强于大市评级。评级。 支撑评级的要点支撑评级的要点 正极材料是锂离子电池中最关键正极材料是锂离子电池中最关键的原材料的原材料：在动力电池的四大主要材料中，正极材料处于最关键的位臵。从动力电池原理来讲，正极材料提供电池电化学反应所需的活性锂离子；从动力电池成本来看，正极材料是占比最高的原材料，达到 30%以上。因此正极材料的变化对动力电池的性能和成本影响较大。 出货量呈现出货量呈现快速快速增长增长，产能扩张加速，产能扩张加速：从需求端来看，正极材料的需求量近几年呈现较大增长，出货量从 2016 年的 16.1 万吨增长到 2021 年的10
5、9.4 万吨，年化复合增速为 46.7%。我们预测，动力电池的需求量将从2022年的 450GWh增长到 2025年的 1020GWh，对于正极的需求量有望达到 225 万吨，行业规模将进一步扩大。从供给端来看，目前磷酸铁锂扩产规模已达到 800 万吨，三元材料扩产规模达到 180 万吨，正极材料合计扩产规模约 980万吨，远超行业总需求。 价格逐步走高，价格逐步走高，出货结构出现较大变化出货结构出现较大变化：正极材料的价格近两年跟随碳酸锂价格呈现大幅上涨，磷酸铁锂和三元材料的价格上涨幅度均在 30%以上。在价格上涨的大背景下，铁锂和三元的出货结构出现较大变化，根据电池联盟统计的数据，磷酸铁锂
6、的装机占比从 2021年初的 37.5%逐步增长到 2022年的 67.1%，而三元材料则从 62.4%降低到 32.9%。 产能或将出现分化，技术壁垒将成未来竞争关键：产能或将出现分化，技术壁垒将成未来竞争关键：正极材料的产能规模呈现大幅度增长，一些新进入者凭借资源优势纷纷布局正极材料产能。据统计， 现有的规划产能存在一定的过剩风险， 可能出现高端产能不足，低端产能过剩的情况，对于行业格局可能会有较大影响。我们认为，在这种情况下，与头部电池企业保持良好的技术合作关系，以及在产品技术方面具备更新迭代能力的企业才能够在未来竞争中占得先机。 新技术有望迎来应用：新技术有望迎来应用：目前广泛应用的正
7、极材料主要包括磷酸铁锂和三元等材料。随着正极材料技术和制备工艺的不断发展，一些新的材料技术逐步导入到电池中，未来有望实现大规模应用。经过改性后的磷酸锰铁锂材料具备较高的能量密度，较低的原材料成本和较高的安全性，有望成为未来重要的技术发展方向。高电压单晶三元材料在循环性能方面具备优势，性价比逐步凸显。此外，Ni90及以上超高镍材料具备高容量，能够显著提升电池能量密度，受到产业的广泛关注。 投资建议投资建议 新能源汽车持续高景气发展，动力电池正极材料出货量快速上涨，出货量结构出现显著变化，产能扩张持续加速。未来随着磷酸锰铁锂、单晶材料等新型正极材料技术工艺逐步成熟，市场规模有望进一步扩大。长期来看
8、，与头部电池企业保持良好合作关系，具有一定技术壁垒且不断进行技术开发迭代的企业有望在未来竞争中持续保持领先。推荐宁德时代、亿纬锂能、国轩高科、当升科技、容百科技、德方纳米、华友钴业、天赐材料，建议关注厦钨新能、长远锂科、振华新材、芳源股份、中伟股份、格林美、富临精工、湘潭电化等。 评级面临的主要风险评级面临的主要风险 原材料价格波动超预期；产业链价格竞争超预期；产业政策不达预期；技术迭代风险；国际贸易摩擦超预期；疫情影响超预期。 更多投研资料 公众号：mtachn 2022年 6月 8日 正极材料系列报告之二 2 目录目录 动力电池中最关键的原材料动力电池中最关键的原材料 . 6 从电池技术来
9、看，正极材料决定电池性能 . 6 从电池成本来看，正极材料占比较高 . 7 从制备技术来看，正极材料制备存在较高技术壁垒 . 8 市场格局或仍有变数，技术壁垒将成未来竞争关键市场格局或仍有变数，技术壁垒将成未来竞争关键 . 10 出货量保持增长，结构出现变化 . 10 市场格局尚未稳定，新进入者增加 . 12 产能或将出现分化，技术壁垒将成未来竞争关键 . 17 高容量高安全低成本仍是未来技术发展方向高容量高安全低成本仍是未来技术发展方向 . 19 磷酸锰铁锂逐步具备优势 . 19 高镍和高电压或成三元材料两大技术发展趋势 . 20 重点公司情况介绍重点公司情况介绍 . 22 当升科技：高镍产
10、品推陈出新，客户结构逐步改善 . 22 容百科技：高镍技术行业领先，布局上游降低成本 . 26 德方纳米：液相法技术构筑壁垒，盈利水平稳步提升 . 31 投资建议投资建议 . 35 风险提示风险提示 . 36 更多投研资料 公众号：mtachn 2022年 6月 8日 正极材料系列报告之二 3 图表图表目录目录 图表图表 1. 锂离子电池工作原理示意图锂离子电池工作原理示意图 . 6 图表图表 2. 正极材料晶体结构分类正极材料晶体结构分类 . 6 图表图表 3. 主要正极材料性能对比主要正极材料性能对比 . 7 图表图表 4. 不同正极材料体系动力电池不同正极材料体系动力电池 . 7 图表图
11、表 5. 磷酸铁锂电池成本构成磷酸铁锂电池成本构成 . 7 图表图表 6. 三元电池成本构成三元电池成本构成 . 7 图表图表 7. 2022年锂电池材料与锂电池价格变化年锂电池材料与锂电池价格变化 . 8 图表图表 8. 三元材料前驱体制备示意图三元材料前驱体制备示意图 . 9 图表图表 9. 三元材料制备示意图三元材料制备示意图 . 9 图表图表 10. 中国正极材料出货量变化中国正极材料出货量变化 . 10 图表图表 11. 中国正极材料价格变化中国正极材料价格变化 . 10 图表图表 12. 中国磷酸铁锂材料出货量变化中国磷酸铁锂材料出货量变化 . 11 图表图表 13. 中国三元材料
12、出货量变化中国三元材料出货量变化 . 11 图表图表 14. 中国正极材料出货结构中国正极材料出货结构 . 11 图表图表 15. 2020-2022年新能源乘用车补贴政策变化年新能源乘用车补贴政策变化 . 12 图表图表 16. 2021年中国正极材料市场格局年中国正极材料市场格局 . 12 图表图表 17. 2016-2021年中国正极材料市场集中度年中国正极材料市场集中度 . 12 图表图表 18. 2021年中国磷酸铁锂材料市场格局年中国磷酸铁锂材料市场格局 . 13 图表图表 19. 2017-2021年中国磷酸铁锂材料市场集中度年中国磷酸铁锂材料市场集中度 . 13 图表图表 20
13、. 2021年中国三元材料市场格局年中国三元材料市场格局 . 13 图表图表 21. 2016-2021年中国三元材料市场集中度年中国三元材料市场集中度 . 13 图表图表 22. 磷酸铁锂磷酸铁锂市场市场新进入厂商新进入厂商 . 14 图表图表 23. 2021-2025年全球动力电池与正极材料需求量测算年全球动力电池与正极材料需求量测算 . 14 图表图表 24. 磷酸铁锂磷酸铁锂设计设计产能产能与扩产规划与扩产规划（不完全统计）（不完全统计） . 15 续图表续图表 24. 磷酸铁锂磷酸铁锂设计设计产能产能与扩产规划与扩产规划（不完全统计）（不完全统计） . 16 图表图表 25. 三元
14、材料三元材料设计设计产能产能与扩产规划与扩产规划（不完全统计）（不完全统计） . 17 图表图表 26. 几种正极材料性能比较几种正极材料性能比较 . 19 图表图表 27. Mg掺杂对于磷酸锰铁锂材料性能的影响掺杂对于磷酸锰铁锂材料性能的影响 . 19 图表图表 28. 三元材料组成和容量三元材料组成和容量 . 20 图表图表 29. 单晶和多晶三元单晶和多晶三元 622材料循环示意图材料循环示意图 . 21 图表图表 30. 当升科技正极材料产品研发进展当升科技正极材料产品研发进展 . 22 图表图表 31. 当升科技主要锂电产品性能指标当升科技主要锂电产品性能指标 . 22 图表图表 3
15、2. 2017-2021年当升年当升科技研发费用情况科技研发费用情况 . 23 更多投研资料 公众号：mtachn 2022年 6月 8日 正极材料系列报告之二 4 图表图表 33. 2017-2021年当升科技研发人员情况年当升科技研发人员情况 . 23 图表图表 34. 当升科技三元材料工艺流程当升科技三元材料工艺流程 . 23 图表图表 35. 当升科技与客户合作协议当升科技与客户合作协议 . 23 图表图表 36. 当升科技前五名客户销售额及占比当升科技前五名客户销售额及占比 . 24 图表图表 37. 当升科技锂电材料销售结构当升科技锂电材料销售结构 . 24 图表图表 38. 当升
16、科技与供应商合作协议当升科技与供应商合作协议 . 24 图表图表 39. 当升科技营业收入构成当升科技营业收入构成 . 25 图表图表 40. 2017-2021年当升科技营业收入情况年当升科技营业收入情况 . 25 图表图表 41. 2017-2021年当升科技归母净利润情况年当升科技归母净利润情况 . 25 图表图表 42. 2017-2021年当升科技正极材料产销情况年当升科技正极材料产销情况 . 26 图表图表 43. 2017-2021年当升科技费用率情况年当升科技费用率情况 . 26 图表图表 44. 2017-2021年当升科技毛利率情况年当升科技毛利率情况 . 26 图表图表
17、45. 2017-2021年当升科技净利率和年当升科技净利率和 ROE情况情况 . 26 图表图表 46. 容百科技在研项目容百科技在研项目 . 27 图表图表 47. 2017-2021年容百科技研发费用情况年容百科技研发费用情况 . 28 图表图表 48. 2017-2021年容百科技研发人员情况年容百科技研发人员情况 . 28 图表图表 49. 容百科技三元容百科技三元材料工艺流程材料工艺流程 . 28 图表图表 50. 2017-2021年容百科技前五大客户及销售占比年容百科技前五大客户及销售占比 . 29 图表图表 51. 容百科技与供应商合作协议容百科技与供应商合作协议 . 29
18、图表图表 52. 2017-2021年容百科技营业收入情况年容百科技营业收入情况 . 30 图表图表 53. 2017-2021年容百科技归母净利润情况年容百科技归母净利润情况 . 30 图表图表 54. 2017-2021年容百科技正极材料产销情况年容百科技正极材料产销情况 . 30 图表图表 55. 2017-2021年容百科技费用率情况年容百科技费用率情况 . 30 图表图表 56. 2017-2021年容百科技毛利率情况年容百科技毛利率情况 . 31 图表图表 57. 2017-2021年容百科技净利率和年容百科技净利率和 ROE情况情况 . 31 图表图表 58. 德方纳米主要研发项
19、目德方纳米主要研发项目 . 31 图表图表 59. 2017-2021年德方纳米研发费用情况年德方纳米研发费用情况 . 32 图表图表 60. 2017-2021年德方纳米年德方纳米研发人员情况研发人员情况 . 32 图表图表 61. 2017-2021年德方纳米前五大客户及销售占比年德方纳米前五大客户及销售占比 . 32 图表图表 62. 2017-2022Q1德方纳米营业收入情况德方纳米营业收入情况 . 33 图表图表 63. 2017-2022Q1德方纳米归母净利润情况德方纳米归母净利润情况 . 33 图表图表 64. 德方纳米其他产品扩产规划德方纳米其他产品扩产规划 . 33 图表图表
20、 65. 2017-2021年德方纳米正极材料产销情况年德方纳米正极材料产销情况 . 34 图表图表 66. 2017-2021年德方纳米费用率情况年德方纳米费用率情况 . 34 图表图表 67. 2017-2021年德方纳米毛利率情况年德方纳米毛利率情况 . 34 更多投研资料 公众号：mtachn 2022年 6月 8日 正极材料系列报告之二 5 图表图表 68. 2017-2021年德方纳米净利率和年德方纳米净利率和 ROE情况情况 . 34 附录图表附录图表 69. 报告中提及上市公司估值表报告中提及上市公司估值表 . 37 更多投研资料 公众号：mtachn 2022年 6月 8日
21、正极材料系列报告之二 6 动力电池中动力电池中最最关键关键的原材料的原材料 从电池从电池技术技术来看，正极材料来看，正极材料决定电池性能决定电池性能 正极材料为动力电池电化学体系提供锂离子正极材料为动力电池电化学体系提供锂离子。动力电池作为锂离子电池的一种产品形式，广泛应用于新能源汽车和电化学储能领域。锂离子电池依靠锂离子在正极和负极之间的移动来实现充放电，因此也被称为“摇椅电池”。在充电过程中锂离子从正极中脱出，嵌入到负极中；在放电过程锂离子从负极中脱出，回到正极中，完成一次充放电过程。在组成锂离子电池的原材料中，正极材料是锂的化合物，为电池体系提供锂离子。因此，从锂离子电池的工作原理来看，
22、正极材料是最关键的原材料。 图表图表 1. 锂离子电池工作原理锂离子电池工作原理示意图示意图 资料来源：www.tf.uni-kiel.de，中银证券 正极材料按照晶体结构大致可以分为三类。正极材料按照晶体结构大致可以分为三类。正极材料根据材料晶体结构可以分为橄榄石结构、层状结构和尖晶石结构。LiFePO4是一种典型的橄榄石结构，其晶体没有连续的 FeO6共边八面体网络，故不能形成电子导电，其导电性比较差。一般通过掺杂或包覆等手段来提升材料的电子导电性能。钴酸锂和三元材料是典型的层状结构的电极材料，LiCoO2在高电压下有很好的循环性能，但是钴具有毒性、成本比较高。因此在其基础上采用镍和锰替代
23、钴的方式发展出了三元材料，既能够提升材料克容量，又能够降低材料成本。LiMn2O4是典型的尖晶石结构电极材料，具有成本低、环境友好等优点，但是该材料在高温下的循环性能较差。 图表图表 2. 正极材料晶体结构分类正极材料晶体结构分类 晶体结构晶体结构 示意图示意图 典型材料典型材料 优点优点 缺点缺点 橄榄石结构 磷酸铁锂 磷酸锰铁锂 安全性好 电子导电性差 层状结构 钴酸锂 镍钴锰酸锂 容量高 钴具有毒性、成本高 尖晶石结构 锰酸锂 成本低，环境友好 循环寿命差 资料来源：高工锂电，中银证券 更多投研资料 公众号：mtachn 2022年 6月 8日 正极材料系列报告之二 7 图表图表 3.
24、主要正极材料性能对比主要正极材料性能对比 材料材料 晶体结构晶体结构 克容量克容量 mAh/g 电压平台电压平台 V 循环循环 压实密度压实密度 g/cm3 安全性安全性 磷酸铁锂 橄榄石 140-150 3.2 2000 2.2-2.3 优秀 三元 NCM 层状 150-220 3.65 1000 3.7-3.9 较好 NCA 层状 180-220 3.7 500 3.7-3.9 差 锰酸锂 尖晶石 100-120 3.8 500 2.9-3.2 良好 钴酸锂 层状 130-140 3.7 500 4.1-4.3 差 资料来源：电池中国网，高工锂电，中银证券 正极材料性能对于电池性能影响较大
25、。正极材料性能对于电池性能影响较大。正极材料的克容量对于动力电池的能量密度影响较大。根据目前广泛使用的几种动力电池材料体系来看，在负极材料不变的情况下，磷酸铁锂做正极的电池能量密度较低；当正极材料换做克容量较高的 5系、6系三元材料后，电池的能量密度也随之提升，达到 200Wh/kg以上；当正极材料采用克容量更高的 NCM811材料后，电池能量密度能够达到 260Wh/kg。此外，正极材料还包括容量更高的高镍材料，富锂锰基等，搭配硅基负极后，其能量密度能够进一步提升到 300Wh/kg以上。因此不同的正极材料选择对于组成动力电池的性能影响较大。 图表图表 4. 不同正极材料体系不同正极材料体系
26、动力电池动力电池 正极材料正极材料 负极材料负极材料 隔膜材料隔膜材料 电解质电解质 单体能量密度单体能量密度Wh/kg 进度进度 磷酸铁锂 石墨 PP/PE 碳酸酯类溶剂 功能添加剂 LiPF6盐 140-190 规模化生产 NCM523,622 石墨 PP/PE 160-240 规模化生产 NCM811 石墨 PE 240-260 规模化生产 NCM811/NCA 硅碳/硅氧 PE 300 开发过程中 富锂锰基 硅碳 PE 400 开发过程中 资料来源：电池中国网，高工锂电，中银证券 从电池成本来看，正极材料占比较高从电池成本来看，正极材料占比较高 正极材料正极材料在动在动力电池原材料成本
27、中占比最高力电池原材料成本中占比最高。动力电池的组成主要有四大关键材料：正极、负极、隔膜、电解液。根据我们测算，在磷酸铁锂电池的成本组成中，正极、负极、隔膜、电解液的占比分别为 40%、10%、8%、20%，在 811三元电池中，占比分别为 57%、7%、4%、13%。可以看出，无论在磷酸铁锂电池还是三元电池，正极材料成本占比均最高。因此，正极材料的选择对于动力电池价格的影响较大。 图表图表 5. 磷酸铁锂磷酸铁锂电池成本构成电池成本构成 图表图表 6. 三元电池成本构成三元电池成本构成 正极40%负极10%隔膜8%电解液20%铜箔7%PVDF4%铝箔1%其他10% 正极57%负极7%隔膜4%
28、电解液13%铜箔2%PVDF1%铝箔5%其他11% 资料来源：GGII，中银证券 资料来源：GGII，中银证券 更多投研资料 公众号：mtachn 2022年 6月 8日 正极材料系列报告之二 8 正极材料的价格变动对于动力电池成本影响较大。正极材料的价格变动对于动力电池成本影响较大。正极材料在电池中的成本占比最高，因此其价格变动也对电池价格起到较大影响。根据鑫椤锂电公布的数据，磷酸铁锂材料平均价格从 2022年初的10.3万元/吨上涨至目前的 15.5万元/吨，上涨幅度为 50.5%；三元材料 523的价格从 25.65万元/吨上涨至目前的 34.3万元/吨，上涨幅度为 33.7%。磷酸铁锂
29、单体电芯的单价从 0.64元/Wh上涨到 0.8元/Wh，上涨幅度为 26%，三元单体电芯的单价从 0.79元/Wh上涨到 0.88元/Wh，上涨幅度为 10.8%。在其他主要材料上涨幅度低甚至价格降低的背景下，正极材料对电池价格的上涨起到直接推动作用。 图表图表 7. 2022年年锂电池锂电池材料与材料与锂锂电池价格变化电池价格变化 主材主材 材料材料 单位单位 2022.01价格价格 2022.05价格价格 变化幅度变化幅度 正极材料 磷酸铁锂 万元/吨 10.30 15.50 50.49% 三元 523 25.65 34.30 33.72% 三元 622 26.00 37.00 42.3
30、1% 三元 811 28.25 39.75 40.71% 负极材料 人造石墨-中端 万元/吨 5.15 5.30 2.91% 隔膜（基膜） 7m+2m陶瓷涂覆 元/平方米 2.60 2.60 0.00% 电解液 铁锂 万元/吨 11.03 8.75 -20.63% 三元 13.25 11.00 -16.98% 电池 磷酸铁锂电芯 元/Wh 0.64 0.80 25.98% 三元电芯 0.79 0.88 10.76% 资料来源：鑫椤锂电，百川盈孚，高工锂电，中银证券 从制备技术来看，从制备技术来看，正极材料制备正极材料制备存在存在较高较高技术壁垒技术壁垒 磷酸铁锂制备主要采用固相法和液相法两种。
31、磷酸铁锂制备主要采用固相法和液相法两种。固相合成法是目前应用最多、研究最为成熟的合成磷酸铁锂的方法，其中，碳热还原法又是应用较为广泛的。固相合成法使用的铁源一般为草酸亚铁、氧化铁、磷酸铁等，锂源一般为碳酸锂、氢氧化锂、乙酸锂等，磷源一般为磷酸-二氢铵、磷酸氢二铵等。将上述原材料按化学计量比混合均匀后，在保护气(N2、Ar等)下，首先在较低温度下处理 1-5h，使原材料预分解，然后再在高温下(550-750)处理 5-20h，由于原材料种类较多，因此该反应方法的关键是原材料混合时必须均匀。液相法主要有水热/溶剂热法、溶胶凝胶法、共沉淀法等，在使初始原料在分子水平上的混合和获得的前驱体更均匀，比起
32、固相合成法有无可争议的优势，但由于对生产条件控制的要求较高，其产业化相比固相合成法难度要大。其中，水热/溶剂热法是较为普及的液相合成法，其相对较为快捷且易操作，以化学计量比 1:1:3 的 FeSO4、H3PO4和 LiOH 为原料，首先将FeSO4溶液和 H3PO4溶液混合，然后将 LiOH溶液加入混合物中，在 120条件下进行水热反应 5h。此种方法在制备过程中，由于锂/铁的原子排布混乱，会使大概 7%的铁原子占据锂的位臵，使得制备出的产品中磷酸铁锂容量不够高。 两种方法各有优劣。两种方法各有优劣。固相合成法最大的优点是设备和工艺简单，制备条件容易控制，较为适合工业化生产。其缺点是原材料固
33、相不均匀，化学反应产物颗粒较大，粒度分布范围宽，产品批次一致性较差，对产品导电性、安全性等产生不利影响。液相合成法的优点是容易控制晶型和粒径，物相均一，粉体粒径小，过程简单。但其缺点也很明显：需要高温高压设备，设备造价高，工艺复杂。 液相法存在较高技术壁垒。液相法存在较高技术壁垒。制备高性能的磷酸铁锂还是需采用液相合成法，只是在实际生产过程中要想办法优化工艺，降低成本。磷酸铁锂龙头企业德方纳米就是采用的液相合成法“自热蒸发液相合成纳米磷酸铁锂技术”。该技术综合了自热蒸发液相合成法、非连续石墨烯包覆等技术，在常温常压下，通过将原料锂源、铁源、磷源和辅料混合后即可自发反应，反应放热后快速蒸发水分而
34、自动停止反应，得到纳米磷酸铁锂的前驱体，而后在烧结过程中加入碳源，进行两次的高温分解，得到非连续的石墨烯包覆磷酸铁锂颗粒。 更多投研资料 公众号：mtachn 2022年 6月 8日 正极材料系列报告之二 9 三元材料制备三元材料制备主要采用共沉淀法主要采用共沉淀法+高温烧结高温烧结。三元材料的合成包括前驱体制备和三元材料制备。前驱体制备采用共沉淀法，也称为液相法，以沉淀反应为基础。一般以一种或多种金属离子的盐溶液为原料，以硫酸镍、硫酸钴和硫酸锰为原料按镍钴锰元素化学计量比配成盐溶液。配制 NaOH 溶液和适当浓度浓度的 NH3H2O，分别用作沉淀剂和络合剂。反应在水浴下进行，使用蠕动泵控制进
35、料速度。在一定速率下向三口瓶中同时泵入混合盐溶液与 NaOH 和 NH3H2O 的混合溶液，整个沉淀过程都在一定搅拌速率和氮气保护下进行，分别控制 pH 在 1012 之间。加料结束继续通入氮气进行保护并且采用适当的速率搅拌，然后静臵。静臵结束后，进行多次抽滤，然后洗涤、干燥，最后经过研钵研磨得到三元前驱体。三元材料的制备采用高温固相法，将干燥后的三元前驱体与一定量的锂源混合，混合均匀后，进行高温煅烧，最后形成三元材料成品。 图表图表 8. 三元材料前驱体制备三元材料前驱体制备示意图示意图 资料来源：锂电前沿，中银证券 图表图表 9. 三元材料制备示意图三元材料制备示意图 资料来源：锂电前沿，
36、中银证券 更多投研资料 公众号：mtachn 2022年 6月 8日 正极材料系列报告之二 10 市场市场格局格局或仍有变数或仍有变数，技术壁垒技术壁垒将成未来竞争将成未来竞争关键关键 出货量保持增长，出货量保持增长，结构出现变化结构出现变化 正极材料整体出货量增速较快。正极材料整体出货量增速较快。正极材料近几年的出货量增长较快，2016 年出货量为 16.1 万吨，到2021年增长至 109.4万吨，年均复合增速为 46.70%。2021年正极材料出货量同比大幅增长 98.5%，增速创历史新高。其中磷酸铁锂出货量从 2016年的 5.56万吨增长到 2021年的 45.5万吨，年均复合增速为
37、 52.26%；三元材料出货量则从 5.4万吨增长到 42.2万吨，年均复合增速为 50.86%。可以看出，近 6年磷酸铁锂的增长速度较快。 磷酸铁锂材料出货量同比增幅超磷酸铁锂材料出货量同比增幅超 200%。2016-2020年，国内磷酸铁锂出货量基本保持缓慢增长趋势，由 5.56万吨增长到 14.5万吨，年均复合增速为 27.08%。2021年，受动力及储能电池出货量高速增长、磷酸铁锂电池低温性能得到改善、 上游原材料价格大幅提升等多种因素驱动。 根据 GGII公布的数据，2021年全球磷酸铁锂正极材料出货量达到 48.5万吨，同比大幅增长 239.16%；国内磷酸铁锂出货量达到 45.5
38、万吨，同比大幅增长 213.79%。根据 GGII预测，2022年全球磷酸铁锂材料出货量有望接近 100万吨。 图表图表 10. 中国正极材料出货量变化中国正极材料出货量变化 图表图表 11. 中国正极材料价格变化中国正极材料价格变化 资料来源：GGII，EV Tank，中银证券 资料来源：万得，中银证券 三元材料出货量增速稳定，高镍趋势明确。三元材料出货量增速稳定，高镍趋势明确。2016-2020年，国内三元材料出货量由 5.4万吨增长至 23.5万吨， 年均复合增速为 44.43%。 其中， 高镍三元正极材料出货量占三元材料的比重从 1%提高到 24%，三元材料高镍趋势显著。 2021年，
39、 受益于国内外新能源汽车市场蓬勃发展， 根据 EV Tank统计的数据，全球三元材料出货量达到 71.8万吨，同比增长 70.9%；国内三元材料出货量达到 42.2万吨，同比增长79.6%。根据 EV Tank数据，2021年高镍三元占三元材料出货比重超过 36%，高镍趋势进一步明确。 更多投研资料 公众号：mtachn 2022年 6月 8日 正极材料系列报告之二 11 图表图表 12. 中国磷酸铁锂材料出货量变化中国磷酸铁锂材料出货量变化 图表图表 13. 中国三元材料出货量变化中国三元材料出货量变化 资料来源：GGII，EV Tank，中银证券 资料来源：GGII，EV Tank，中银证
40、券 材料价格呈现大幅增长。材料价格呈现大幅增长。正极材料价格受上游原材料影响较大，近几年上行趋势较为显著。2021年，电池级碳酸锂价格由 5.15万元/吨上升至 27.75万元/吨，涨幅超过 400%。2022年 3月以来，碳酸锂价格已突破 50万元/吨。 作为正极材料成本的重要组成部分， 碳酸锂价格高涨给下游企业造成较大压力，磷酸铁锂材料价格在一年内由 4.85 万元/吨上涨至 16.8 万元/吨，涨幅达到 246%。对于三元材料，其成本还受到镍、钴、锰材料的影响，价格呈现大幅增长趋势。 铁锂材料市场份额逐步走高。铁锂材料市场份额逐步走高。2017-2021年，磷酸铁锂出货占比从 21.72
41、%提升至 41.59%，市场份额多年来首次超过三元材料，主要得益于原材料价格高涨背景下，磷酸铁锂成本优势进一步显现。同时伴随补贴政策退坡，市场对高能量密度的三元材料需求增速放缓。刀片电池、CTP 等技术的逐步成熟也将带动磷酸铁锂电池成组效率提高，能量密度有所改善。未来随着磷酸铁锂产能持续扩张，其市场份额有望进一步提升。 三元材料占比逐步降低。三元材料占比逐步降低。2017-2021年，三元材料出货占比从 43.44%下降至 38.57%，市场份额逐渐降低 。 其中 ， 中低镍产品出货占比持续下降 ， 高镍系列产品份额快速提高 。 2017-2021年， NCM333、 NCM523、NCM62
42、2合计出货占比下降 18.13个百分点。5系产品降幅最大，从 2017年的 32.15%降低至 2021年的16.59%，下降 15.56 个百分点。2017-2021 年，随着国内外乘用车市场对高性能产品需求不断增长，NCM811和 NCA产品合计出货占比从 2.17%提升至 15.43%，高镍化发展趋势显著。 图表图表 14. 中国正极材料出货结构中国正极材料出货结构 0%20%40%60%80%100%20172018201920202021磷酸铁锂3系三元5系三元6系三元高镍三元锰酸锂钴酸锂 资料来源：GGII，EV Tank，中银证券 注：高镍三元包括8系三元及NCA 更多投研资料
43、公众号：mtachn 2022年 6月 8日 正极材料系列报告之二 12 正极材料正极材料市场市场受受新能源汽车补贴影响较大。新能源汽车补贴影响较大。2013 年以来，我国逐步调整补贴标准，对续航里程、能量密度等指标提出更高要求，带动能量密度更高的三元材料相关产业链快速发展。随着补贴政策逐步退坡，成本更低、安全性更高的磷酸铁锂技术路线回归市场，带动市场格局进一步转变。为促进新能源汽车市场发展，我国补贴政策实行平缓退坡，2020-2022 年补贴标准分别在上一年基础上退坡10%、20%、30%。2021年 12月 31日，四部委印发关于 2022年新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知 ，明确 2
44、022年底终止补贴政策。由于正极材料在动力电池成本中占比最高，受到影响较大，下游补贴红利的逐步消退将对正极材料价格带来下行压力。 图表图表 15. 2020-2022年新能源乘用车补贴政策变化年新能源乘用车补贴政策变化 车型车型 续航里程（续航里程（km） 2022年年 YOY（%） 2021 年年 YOY（%） 2020年年 纯电动乘用车 300-400 0.91 (30) 1.3 (20) 1.62 400 1.26 (30) 1.8 (20) 2.25 插电混动乘用车（含增程式） 50（NEDC工况） 43（WLTC工况） 0.48 (30) 0.68 (20) 0.85 资料来源：工信
45、部，财政部，中银证券 市场格局尚未市场格局尚未稳定，新进入者增加稳定，新进入者增加 正极材料市场集中度处于较低水平。正极材料市场集中度处于较低水平。正极材料为动力电池产业链的关键环节，新进入者众多。一方面下游动力电池厂商出于产品质量、供应链保障等考虑，会自产部分正极材料；另一方面，上游原材料厂商和回收企业具有资源优势，也会向下布局，一定程度上挤占正极材料厂商的市场空间。目前磷酸铁锂成本优势显现、三元材料向高镍低钴趋势发展、新型材料逐渐受到市场关注，不同技术路线均有其应用领域，正极材料市场格局有待重塑。2016年以来，中国正极材料市场竞争较为激烈，行业集中度处于较低水平，CR3基本维持在 22%
46、左右，CR5未超过 35%。根据 EV Tank数据，2021年正极材料整体市场集中度仍然较低，前十名企业市场份额低于 50%，市场格局尚未形成。 图表图表 16. 2021年中国正极材料市场格局年中国正极材料市场格局 图表图表 17. 2016-2021年中国正极材料市场集中度年中国正极材料市场集中度 厦门钨业10%天津巴莫6%德方纳米6%容百科技6%长远锂科6%其他66% 0%10%20%30%40%201620172018201920202021CR3CR5 资料来源：GGII，中银证券 资料来源：GGII，中银证券 磷酸铁锂市场格局磷酸铁锂市场格局相对相对比较集中。比较集中。受我国补贴
47、政策影响，早期市场重心偏向能量密度更高的三元材料，磷酸铁锂材料需求下降，企业数量也相应缩减。2020 年以来，随着新能源汽车补贴退坡形势进一步明确，同时磷酸铁锂性能获得持续改善，其性价比优势逐步显现，推动磷酸铁锂材料迅速抢占市场。头部厂商由于技术积累，短期内将保持较为稳固的行业龙头地位。2021 年，湖南裕能、德方纳米、常州锂源分别以 22%、20%、9%的市场份额居行业前三名，磷酸铁锂材料市场 CR3达到 51%，CR5达到 67%，市场集中度处于较高水平。 更多投研资料 公众号：mtachn 2022年 6月 8日 正极材料系列报告之二 13 图表图表 18. 2021年中国磷酸铁锂材料市
48、场格局年中国磷酸铁锂材料市场格局 图表图表 19. 2017-2021年中国磷酸铁锂材料市场集中度年中国磷酸铁锂材料市场集中度 资料来源：鑫椤锂电，中银证券 资料来源：GGII，鑫椤锂电，中银证券 三元材料市场格局相对分散。三元材料市场格局相对分散。三元材料近年来市场格局变化不大，CR3基本保持在 30%-35%，CR5基本保持在 50%左右。随着三元材料高镍化趋势进一步明确，以 8系、9系产品为主的三元材料厂商市场份额逐步提高。其中容百科技为高镍龙头，出货量连续 3 年位于行业首位。此外，行业前十名厂商排序存在较明显波动，且每年都有新企业进入市场，竞争较为激烈。 图表图表 20. 2021年
49、中国三元材料市场格局年中国三元材料市场格局 图表图表 21. 2016-2021年中国三元材料市场集中度年中国三元材料市场集中度 资料来源：鑫椤锂电，中银证券 资料来源：GGII，鑫椤锂电，中银证券 陆续有企业进入磷酸铁锂行业。陆续有企业进入磷酸铁锂行业。2020 年下半年以来，新能源汽车行业持续升温，磷酸铁锂市场需求回暖，叠加磷酸铁锂行业壁垒不高等因素，各行业厂商加入扩产热潮。传统厂商德方纳米、湖南裕能加速扩产进程，设计产能合计近百万吨；湖北万润、富临精工等企业规模逐渐扩大，规划产能均超 20万吨。当升科技携手中伟股份，与厦钨新能、振华新材等三元材料重要厂商迈入磷酸铁锂市场，前驱体龙头格林美也公告开始规划年产 5 万吨磷酸铁锂项目。同时，部分磷化工、钛白粉企业凭借原材料优势，进一步向下延伸产业链。新洋丰、云天化等磷化工厂商具有较丰富的磷矿资源，龙佰集团、中核钛白等钛白粉厂商可利用副产品硫酸亚铁作为铁源，拥有更加突出的成本优势，有助于企业实现产能落地后的效益最大化。此外，海螺创业、云翔聚能等其他行业厂商也纷纷入局，最高规划年产 50万吨磷酸铁锂项目。 更多投研资料 公众号：mtachn 2022年 6月 8日 正极材料系列报告之二 14 图表图表 22. 磷酸铁锂磷酸铁锂市场市场新进入厂商新进入厂商 资料来源：各公司公告，中银证券 现有正极材料产能现有正极材料产能预计预计能够满
