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1、2022年锂电池正极材料行业格局及发展趋势分析1. 电动化浪潮下需求高涨，正极材料乘势而起全球新能车销量高速增长，动力电池产业链需求共振向上新能源车产业链较长，笼统而言包括上游原材料、电池环节、电机电控、汽车芯片、车载电 子等，动力电池作为产业链的中间环节，对新能源车的发展至关重要，而新能源车的快速发 展也带动了动力电池的发展。作为电动汽车的动力来源，电池性能的优劣不但关系到整车续 驶里程的长短，而且关系到产品的安全性和可靠性，因而动力电池的发展决定着纯电动汽车 的未来。动力电池主要由正极材料、负极材料、隔膜、电解质和电池外壳几个部分组成。其 中，正极材料是其电化学性能的决定性因素，对电池的能
2、量密度及安全性能起主导作用。全球新能车销量高速增长，预计 2025 年全球新能源汽车需求达 2000 万辆，中国销量占比 超 40%。国内外电动车浪潮已至，国内市场在补贴推动下，2015-2018 年起量很快，年销 量快速破百，但第一阶段以低端导向为主；2021 年随着比亚迪汉、蔚来、小鹏等优质供给 出现，电动车增长由政策驱动转换为内生驱动，华为、小米等大厂开始布局电动化，亦将改善车型质量。海外市场从高端车型逐渐向下拓展（Model S Model 3），在中端产品的推动下 2020 年开始逐步起量。同时欧美政策刺激不断，海外市场景气度高增。双碳背景下机会显现，多国渗透率升至高位碳中和承诺以及
3、碳排放政策奠定欧洲电动化基础，碳排放标准持续趋严推动电动化趋势加速。在低碳行动带动下，海外国家对碳达峰和碳中和等内容做出承诺，交通领域电动化是降低各国碳排放的重要抓手。2021 年 7 月，欧盟的监管机构欧盟委员会计划要求新车和货车的排放量从 2030 年起比 2021 年的水平下降 65%，并从 2035 年起降至零，更严格的污染排放标准将辅以规定各国政府加强车辆充电基础设施的规定。此外，欧洲气候法明确了欧盟的承诺，即到 2050 年实现气候中和，到 2030 年在 1990 年的水平上减少至少 55%的温室气体净排放。新能车大势所驱，正极材料持续受益。低碳环保已成全球趋势，全球主要国家均制
4、定了支持新能源汽车产业发展的规划。禁售燃油车规划方面，全球多个国家和地区的基本目标是在 2025-2040 年实现燃油车禁售。挪威通过国家计划的方式提出在 2025 年禁售燃油车，德国、荷兰、印度等国家和地区提出在 2030 年禁售燃油车。电动车渗透率不断提升，市场维持高景气趋势。2021 年年初至今，各级别新能源汽车销量上涨明显，其中 A00、A 和 B 级销量一直处于领先位置，A、B 级销量实现大幅度增长。A 级和 A00 级车身较小，对续航能力的要求较低，其热销促进了铁锂电池渗透率的提升，但未来 B 级、C 级车销量有望大幅提升，高镍三元仍有较广阔的市场空间。A00 渗透率处于领先位置，
5、其他级别仍有较大提升空间。2021 年 A00 市场渗透率达到了 80%以上，截止 2021 年 12 月底，A0/A/B/C 级新能源车渗透率分 别为 23%/12%/23%/43%，A00 级别新能源车渗透率已经达到 80%以上，逐步接近天花板，A0-C 级车辆渗透率整体呈现提升态势，渗透率最低的 A 级别车辆渗透率也已经超过 10%关口，我们预计，2022 年大型车销量占比有望增加，其市场渗透率有望持续提升。未来随着各级别新能车渗透率的提升，对动力电池的需求也将越来越高。动力电池需求高增，未来 4 年装机量 CAGR 超 30%中国新能源汽车市场从政策驱动向供给驱动转型，我们预计 202
6、2-2025 年销量 CAGR 可超 32%。国内市场在政策与供给的双轮驱动下，表现屡超预期。2021 年新能源汽车累计销量达 352.1 万辆，同比增长 157.5%。 2021 年 12 月 31 日，财政部等四部委声明 2022 年放开补贴规模 200 万台的上限，政策端超预期的支持使得行业从政策驱动向供给驱动的切换过程更加流畅。同时，2022年优质供给仍然在持续增加，带动下游需求表现强劲。我们预测2022/2025 年国内新能源汽车销量可达 510/1075 万辆，2022-2025 年 CAGR 可达 32.2%。海外市场主要受政策驱动，我们预计 2022-2025 年销量 CAGR
7、 可达 38%。全球来看，中 美欧三个地区占据了新能源汽车九成以上的市场份额。欧洲市场方面，碳减排政策不断加 码，新能源汽车渗透率连创新高。欧盟于 2021 年 7 月发布了 Fit for 55 减排方案，进一步 提高了碳减排要求，明确 2035 年要实现汽车净零排放。美国市场方面，拜登先后出台了一系列超预期的产业政策来支持新能源行业的发展。拜登此前提出 2026 年美国新能源汽车渗透率达到 25%的目标，之后又在 2021 年 8 月提出 2030 年渗透率达到 50%的目标；同时拜登政府在购置补贴和基建上同步跟进，给予资金支持，美国新能源汽车市场爆发在即。我们预计 2022-2025 年
8、海外/全球新能源汽车销量 CAGR 可达 37.9%/34.8%。新能源汽车市场的蓬勃发展拉动动力电池装机量需求高增。2021 年中国/全球新能源汽车动 力电池装机量为 168.7/305.2 GWh，考虑到全球新能源汽车市场的高景气度以及未来单车 带电量的提升趋势，我们预计 2025 年将达到 651.7/1347.4 GWh，2022-2025 年 CAGR 可 达 40.2%/44.9%。2. 前驱体：在产业链中游处于关键环节，呈典型来料加工特点前驱体行业竞争壁垒主要来自原料自给率及技术迭代能力三元前驱体是制备三元正极的关键材料，是链接上游有色金属（硫酸镍、硫酸钴、硫酸锰及前端冶炼环节等
9、）和下游锂电材料的关键环节。三元前驱体材料通常由三种金属元素构成，分别是镍、钴、锰，三元前驱体材料通过与锂源混合烧结，生产三元材料。三元前驱体材料是镍钴锰氢氧化物 NixCoyMn1-x-y(OH)2，其中镍钴锰的比例(x:y:1-x-y)可以根据下游材料、电池客户的需求进行设计，其性能受原材料和制备工艺的影响大，不同的制备过程和条件将直接影响最终的性能，因此企业竞争壁垒来自原材料掌控能力及技术迭代速度，成本控制能力为核心竞争要素。前驱体是典型采取成本加成模式的材料前驱体行业呈现来料加工的特点，客户类型（国外/国内）和产品类型（镍含量越高，加工费越高）共同决定产品售价。以三元前驱体加工商芳源股
10、份（主要客户为松下-特斯拉体系）为例，2017-2020 年其产品售价波动较大，但其加工费则基本恒定。其中 2019 年 NCA91 的海外客户加工费高出国内 66%，其国内 NCA91 的加工费也高出 NCA87 接近 23%。与三元材料关系：前驱体是决定三元材料性能的核心镍锰钴元素的配比对前驱体性能起决定性作用。在三元材料中，镍是主要的电化学活性元 素，锰对材料的结构稳定和热稳定提供保证，钴在降低材料电化学极化和提高倍率特性方面具有不可替代的作用。前驱体性能影响三元正极材料的核心电化学性能。控制结晶方法制备三元材料前驱体，可以在晶胞结构、一次颗粒组成与形貌、二次颗粒粒度与形貌，以及颗粒表面
11、化学四个层面对材料的性能进行调控与优化：1）前驱体粒径大小、粒径分布直接决定三元正极粒径大小、粒径分布；2）前驱体比表面积、形貌决定单元正极比表面积、形貌；3）前驱体元素配比决定三元正极元素配比；4）前驱体杂质（如残留碱）带入正极，影响正极杂质含量。因此前驱体的性能直接决定了三元正极材料的粒径、元素配比、杂质含量等主要理化性能，从而影响锂电池的一致性、能量密度、循环寿命等核心电化学性能。前驱体主流制备方法为共沉淀法，产品迭代趋势是高镍化前驱体和三元材料主流合成方法分别为共沉淀法和高温固相法前驱体为镍钴锰氧化物，与碳酸锂烧结后可得三元材料（镍钴锰酸锂）。氢氧化物共沉淀法 是目前大规模制备三元前驱
12、体的主流方法。共沉淀法优点在于让多种金属离子在沉淀剂的作用下同步沉淀，得到各组分均一的沉淀物，很大程度上提升了前驱体材料的振实密度，其颗粒表面光滑、粒径分布均一、振实密度高，而且原料在晶格中分布均匀，材料杂相较少。共沉淀法又分为氢氧化物共沉淀法、碳酸盐共沉淀法、草酸盐共沉淀法，其中大规模应用的是氢氧化物共沉淀法，主要制备工艺条件有：氨水浓度、pH 值、反应温度、固含量、反应时间、成分含量、杂质、流量、反应气氛、搅拌强度等。pH 值：最主要工艺参数，直接影响晶体颗粒的生成、长大，控制 pH 值可有效调控颗粒形 貌。pH 值升高，一次粒子逐渐细化，颗粒球形度变好，前驱体振实密度逐步升高；氨浓度：沉
13、淀过程中，氨的加入主要是络合金属离子，达到控制游离金属离子目的，降低体系过饱和系数，实现控制颗粒长大速度和形貌；温度：沉淀温度在控制结晶过程中，影响化学反应釜速率，从而影响颗粒生长速度及表面结构；固含量：沉淀过程中的固含量会影响前驱体形貌，适当提高料浆固含量可优化产品形貌、提高产品的振实密度；搅拌速度：搅拌强度直接影响料液的混合效果，搅拌强度与搅拌速度和搅拌形式有关，搅拌速度对结晶过程影响较大。前驱体进一步加工成三元材料最常用的方法是高温固相法。为了使合成材料有理想的电化学性能，满足 Li+脱嵌体结构的稳定性，必须保证其有良好的结晶度。高温固相法即反应物仅进行固相反应，该法制备的粉体颗粒无团聚
14、、结晶度高、填充性好、成本低、产量大，主要制备工艺条件则包括反应温度、传送塑料、气流流量等，核心是配方、温度曲线、气氛控制，电费成本高，因此生产趋势向西北、云贵川等电费低的地区集中。技术：高镍、单晶是两大发展方向前驱体对于动力电池的能量密度等指标有着至关重要的决定性作用，而影响前驱体性能的关键便是镍钴锰的比例。前驱体中镍钴锰元素比例按照镍元素含量从低到高可以分为 NCM111、NCM442、NCM523、NCM622、NCM811 等。NCM523 前驱体比容量较高、热稳定性较强且价格较低，是现阶段三元材料的主力，其趋势是单晶化，而高镍三元材料（镍的摩尔分数在 6 以上），如 NCM811，由
15、于其具有理论高能量密度，从而成为现阶段三元材料开发的重点；另外，高容量富锰材料（也称为富锂锰基固溶体）、高压尖晶石材料（高电压）也是下一代正极材料开发的重点方向。3. 正极材料：细分赛道景气度上行，锂电池正极材料行业进入成长快车道产业链地位：作为锂电池的核心材料，成本占比居于首位正极材料在产业链中处于关键位置。正极材料处于产业链中游，中游制造处于微笑曲线中 间，本质上为加工属性，因此成本控制能力为核心竞争要素，企业竞争壁垒来自原材料掌控能力及技术迭代速度。正极材料是锂电池的核心材料，是决定锂电池能量密度、电压、使用寿命等的关键因素。龙头公司的资金优势有助于其快速完成一体化，这也是未来正极环节比
16、拼的重要方向。不少正极企业纷纷实现前驱体正极一体化的产业链前端融合，并且开始向资源端发展，以确保供应链的安全性。在动力电池的成本构成中，正极材料占比最高。正极材料作为电池四大材料之一，成本占比约为 38%居于首位，负极材料/电解液/隔膜成本占比分别为 6%/5%/4%，正极材料作为锂 电池最为核心的关键材料，其性能直接决定了锂电池容量、安全性等各项性能指标。在下游新能源汽车市场快速增长的带动下，锂电池正极材料市场需求迅速攀升，近年来正极材料的产量和产值都实现了迅速的增长。商业模式：定价模式传导原料涨价，销售认证构建行业壁垒定价模式：材料成本占 90%左右，主要采取成本加成定价模式正极企业主要采
17、用“材料成本+加工利润”的成本加成定价原则。从成本构成来看，正极材料原材料成本占比较大，占比为 85-90%左右，是在所有电池材料中占比最高，具有很强的资源属性；从价格来看，正极企业与下游客户普遍实行成本加成的产品定价机制。企业与客户在确定采购订单时，就具体规格型号、采购数量的产品提供报价。报价公式由各类金属盐原材料的计价基础及单位产品耗用比率、加工费所构成。21 年以来正极材料价格受到原料价格影响大幅攀升。正极材料原材料成本占比较高，其价格受原材料价格影响较大。21 年以来原料价格高涨，截至 2022 年 4 月 27 日，相比 2021 年 1 月 1 日（下同），金属镍价格涨幅达到 84
18、%，金属钴达到 99%，电解锰达到 20%，电池及碳酸锂价格涨幅 798%，氢氧化锂涨幅 818%。受原料价格带动，正极材料价格同样大幅拉升，三元 523 材料涨幅达到 195%，三元 622 材料涨幅达到 177%，三元 811 材料涨幅达到 149%，磷酸铁锂材料涨幅达到 341%。由于正极材料采用“材料成本+加工利润” 的成本加成定价原则，产品价格高涨下，毛利率会相应下滑。原材料中镍、钴和锂的价值量较高且涨幅较大，预计 23 年有回调趋势。当前钴资源较为稀 缺且高度依赖进口，全球超 45%的资源都集中在局势不稳定的刚果（金），供应难以保证且 钴价波动十分剧烈，给下游电池及整车企业的盈利带
19、来较大不确定性。随着新技术在采矿环节的应用和新矿源的开发，矿端开采成本有望降低。中国企业在印尼布局的红土镍矿项目的开采成本低于传统的硫化镍矿，同时会有伴生钴产出，预计 2022-2023 年会集中释放产能，能够在原材料端带来深度降本。碳酸锂与氢氧化锂预计 22 年内供应仍较为紧张，23 年起随着产能释放，价格有望逐步下降。同时，电池循环回收技术的发展应用也能给原料端成本带来较大下降空间，但是短期内受限于回收渠道不完善、供应不稳定等因素，回收仍无法带来显著降本效果。在行业产能大幅扩张的背景下，预计加工费将逐步下降，维持各环节合理利润水平。当前行业整体来看，加工费相对较为稳定。加工费主要与产品制造
20、难度和客户构成的相关性较强，一般而言，海外客户国内客户、高镍产品中低镍产品。当前行业内公司产能大幅扩张，同时随着高镍技术逐渐普及，预计加工费将逐步下降，维持各环节合理利润水平。销售模式：上下游互动协同开发，多层次同步推动的销售策略正极企业采取“正极材料电池车企”上下游技术互动协同开发、多层次同步推进的主 动销售策略。正极材料的销售主要是销售人员和研发人员组成联合开发小组，形成联动机 制，以研发人员为主导进行新品推广，正极配方关乎最终电池所需属性，电池会主导前驱 体，正极的发展方向，因此销售前会有较长的客户认证期。正极材料的客户认证周期一般 为 1-2 年，对于一些高镍材料的认证周期相对更长，因
21、此下游电池企业或者车企一旦锁定 供应商，将会在很长一段时间内不会更换，对正极企业来说锁定龙头客户显得至关重要。 相较于常规三元材料，生产 NCM811、NCA 等高镍三元正极材料的技术壁垒更高，车企和 动力电池企业对于 NCM811、NCA 产品和厂商综合评估的整体认证周期时间会达到 2 年以 上。我们认为随着高镍的技术要求提升，认证时间及前期配方拓展难度增加，需要前驱体 和电池厂深度参与配方研发。盈利能力：正极企业盈利能力取决于：加工费+原材料价格+库存收益原材料价格对正极企业盈利能力影响较大。三元正极材料的售价采取原 材料成本+加工费的模式，原材料成本，取决于镍、钴、锰和碳酸锂、氢氧化锂的
22、价格走势。 在成本加成定价模式下，原材料价格对正极企业盈利能力影响较大。在 三元正极上，金属钴的价格对原材料成本影响最大，三元材料正极价格也与钴价高度相关， 在铁锂路线上，碳酸锂的价格对原材料成本影响最大，磷酸铁锂正极价格也与碳酸锂价格高 度相关。此外。从加工费来看，一般国外客户国内客户，高镍产品中高镍产品低镍产品。行业格局：市场集中度相对较低，龙头企业市占率有待提升正极环节行业集中度较低，行业格局尚未稳固，暂未形成绝对的龙头企业。从产业链各环节来看正极和前驱体业务龙头市占率和行业集中度（CR3）相对较低，分别在 20%和 50%左右。根据鑫椤锂电 2021 年 12 月产量数据，三元正极龙头
23、市占率和行业集中度（CR3）分别为 19.92%和 45.32%，行业集中度仍偏低，龙头公司初具规模效应。磷酸铁锂正极龙头市占率和行业集中度（CR3）分别为 28.88%和 60.76%，相对于三元正极有所提升，但仍低于其他环节。正极集中度较低，技术路线的发展或将带动集中度提升。从产量口径来看，磷酸铁锂路线 2021 年行业产量 CR3 约 51.63%，湖南裕能、德方纳米和常州锂源位列前三，行业竞争厂商较多，当前技术改进集中在提高成组效率方面；三元路线 2021 年竞争格局更为分散，2021 年行业产量 CR3 为 35.20%，容百科技、天津巴莫和当升科技位列前三，由于 5 系等产品 整体
24、技术壁垒不高，当前竞争格局较为分散，随着高技术壁垒的高镍产品占比提升，行业将进入快速集中阶段。4. 路线趋势：高循环+低成本同时发力，三元和铁锂路线比翼齐飞正极材料路线多样，各路线应用于不同的场景正极技术路线多样，以三元和铁锂路线为主。锂电池按照正极材料的不同可以划分为磷酸铁锂、三元材料、钴酸锂、锰酸锂等多种技术路线。根据材料本身不同的特性，钴酸锂主要应用在包括手机、电脑、小型可穿戴电子设备等 3C 领域；锰酸锂主要应用在物流车以及注重成本的微型乘用车领域；磷酸铁锂是国内最早大规模商业化的动力型正极材料，主要应用在新能源汽车及储能领域；三元正极材料同样是目前主流的动力电池正极材料之一，通过调整
25、三种元素的配比使得材料产生不同的性能，满足多样化的应用需求，广泛应用于各种类型的新能源汽车。高镍三元和磷酸铁锂将实现分级消费。磷酸铁锂作为正极材料的电池充放电循环寿命长，但其缺点是能量密度、高低温性能、充放电倍率特性均存在较大差距，磷酸铁锂将凭借其性价比和安全优势在储能和低续航乘用车中焕发活力，适合空间大，有条件装大体积电池，要求安全性能高，需要长时间不间断运营的场景，比如商用车和储能设施；三元锂电池适合需要高能量密度，空间有限，客户体验感要求高的场景，比如中高端乘用车，三元将凭借其高能量密度优势在高续航乘用车中扩大份额。新能源汽车电池正极材料主要有磷酸铁锂与三元材料两种主流方案。随着技术迭代
26、、政策变化以及行业不断发展，各大车企及电池厂商在两大线路的选择上也在持续发生变化，三元与磷酸铁锂之争可以主要分为三个阶段：1）2015 年开始，电动公交汽车发展迅速，铁锂受到青睐 2015 年开始，新能源车在公共交通领域的渗透率快速提升，磷酸铁锂由于成本低受到市场青 睐。同时，2016 年国家考虑到安全问题暂停在客车中推广应用三元锂电池，国内磷酸铁锂电 池需求大增，出货量从 2014 年的 1.2 万吨提升至 2016 年的 5.6 万吨，市场份额在 70%左右。2）2017-2019 年，能量密度纳入补贴考核，三元高歌猛进 2017 年工信部将电池能量密度纳入新能源汽车补贴考核，三元锂电池因
27、系统续航里程远、 能量密度高，能够享受高额补贴而在政策出台后受到追捧；而磷酸铁锂车型在 2017 年续航 里程约为 150-300km，磷酸铁锂电池在 2017 年系统能量密度约为 100Wh/kg，低于补贴的 最低标准 105 Wh/kg，在此阶段需求迅速下降。这一时期三元路线占领上风，期间磷酸铁 锂的份额逐年萎缩，2019 年装车量占比仅为 32.5%。3）2020-2021 年开始，补贴逐渐退出，原材料涨价明显，铁锂优势再次凸显 2018 年补贴力度开始退坡，到 2020 年补贴额度已经较小，影响相对弱化。随着磷酸铁锂电池技术持续迭代，“刀片电池”、“CTP”、“CTC”等技术的出现在结
28、构上改善了磷酸铁锂能量密度低的缺陷，磷酸铁锂电池的性价比优势再次凸显。2021 年磷酸铁锂在技术加持与市场选择的推动下重回 C 位，国内动力电池结构从三元为主转向三元、磷酸铁锂并重。在新出台的补贴政策淡化能量密度和续航指标，低成本导向周期的来临使得不少车型由三元体系向磷酸铁锂体系切换，中低镍三元材料在动力电池市场面临的冲击最为直接。新能源车在从政策驱动向市场化驱动的转型中，我国动力电池装机量稳步增长，三元和铁锂 占比也持续变化，LFP 电池无疑在 2021 年唱主角，2021 年磷酸铁锂动力电池装机量 65.37GWh，同比增长 204%，增速显著高于三元动力电池的 87%。铁锂复苏的主要驱动
29、因素 包括以下几类：（1）政策方面，据 2020 年 12 月国家财政部新公开的政策， 2021 年新能源 汽车补贴标准在 2020 年基础上退坡 20%，且要求新能源车补贴前售价需低于 30 万元，磷酸 铁锂经济性优势明显。（2）技术方面，2020 年发布的比亚迪刀片电池较好地改善了磷酸铁锂 能量密度低的技术问题，并降低电池成本，铁锂性能得到提升。（3）配套车企方面，2020 年 大卖的车型，比如比亚迪汉、五菱宏光 mini EV、铁锂版 Model 3 和 Model Y 均有配套磷酸 铁锂电池，此外戴姆勒集团 CEO 康林松（Ola Kallenius）表示，其豪华汽车部门梅赛德斯奔驰将
30、转向使用更便宜但功率较低的磷酸铁锂电池，以遏制其入门级车型中某些金属价格的 飙升。（4）储能方面，储能市场对电池能量密度要求低，但是对成本、安全性和循环性能要 求高，储能和小动力市场增长超预期，带动铁锂电池需求增长。（5）车型方面，随着新能源 车下乡活动开启，带动 A00 级与 A0 级入门级新能源汽车销量大增，推动铁锂装机需求增加。成本优势带动铁锂复苏，原材料涨价带动 cell 成本提升。受益于新能源补贴退坡，磷酸铁锂路线重获重视。由于下游材料涨价，cell 成本同比均有所提升。根据鑫椤锂电提供的价格数据，我们测算 2021 年 LFP cell 平均成本为 600.5 元/kwh,同比+3
31、0%，811 cell 平均成本 为 728.3 元/kwh，同比+21%。磷酸铁锂有望凭借其性价比和安全优势在储能和低续航乘用 车中焕发活力，而高镍三元将凭借其高能量密度优势在高续航乘用车中扩大份额。高带电量情况下的成本降低效应会相对减弱。此外，里程焦虑是困扰新能源汽车发展最主要的问题，使用高能量密度的高镍三元电池能够很好的解决这一问题。三元路线：汽车智能化加速，高能量密度是解决之道高镍三元和常规三元再生产工艺方面存在明显的不同，高镍三元的要求更为苛刻。在生产 原料方面，高镍三元材料需要更高的能量密度、更好的充放电性能，普遍采用氢氧化锂作 为锂源材料，对于常规三元正极材料，由于碳酸锂成本普遍
32、低于氢氧化锂，大部分厂商均 采用碳酸锂作为锂源材料。在生产设备方面，高镍三元材料尤其容易产生金属离子混排问 题，因而需要在纯氧环境中生产，所以高镍产品的烧结需要氧气炉，而常规三元只需使用 空气炉。在生产环境方面，高镍三元材料对于湿度要求更高，一般需要专用除湿、通风设 备。在磁性物控制方面，高镍三元材料也有更高要求，往往需要对厂房进行特定改造。由 于生产工艺及生产环境的要求显著提升，窑炉的多温区温度控制精度、氧氛烧结对设备的 密闭性要求均显著高于 NCM523 等常规产品，高品质、高一致性的高镍正极材料量产难 度较大，产品整体合格率较低。在未来动力电池的发展进程中，在保证安全性的基础上不断提升能
33、量密度是必然的发展趋 势，三元高镍化就是其中最主要的技术路线。三元材料中三种元素的不同配置将带来不同的性能，常见配比有镍钴锰 NCM111、523、622、811 等。镍含量上升能够提高材料容量但会降低循环性能和稳定性，钴含量上升可以抑制相变并提高倍率性能，锰含量上升有利于提高结构稳定性，但会降低容量。另有镍钴铝 NCA，常见配比为 8:1.5:0.5, 以铝代替锰，是将镍钴锰酸锂通过离子掺杂和表面包覆进行改性，离子掺杂可以增强材料的稳定性，提高材料的循环性能。镍含量越高，材料的克容量越高，对应的电池模组能量密度也越高，但相应的工艺难度也越大，安全性挑战也越高。因此找到三种材料的比例关系以达到
34、综合性能最优化，是三元材料研发的重点。高镍材料受益于终端市场的低重合度以及海外市场的需求提振，“高镍低钴”是三元正极发展的确定趋势。高镍材料市场份额提升较为迅速，2019 年 8 系材料占比为 10.8%， 2021 年这一数值已经提升到 37.7%。但是由于生产工艺较为复杂，当前高镍三元的加工成本仍然较高。未来一方面随着高镍三元生产工艺更加成熟，产品良率提升，加工成本或将呈现下行趋势；另一方面，高镍三元市场集中度较高，随着市场空间的打开，头部企业的规模效应不断增强，加工成本仍有较大下探空间。相对于一体化厂商，专业化厂商更具产品优势。良好的产业布局有利于企业保持较高的毛利率，因此正极企业和前驱
35、体企业都有向上游资源端扩展的可能性，比如华友钴业和格林美通过打造“钴镍矿开采三元前驱体三元正极”的产业链来实现一体化，同时通过电池回收形成产业闭环，有助于企业保持竞争优势，稳固行业地位。而容百科技、当升科技、厦钨新能以及长远锂科等企业倾向于专业化生产正极材料，并向前端前驱体行业有所倾斜。目前从市占率的情况来看，专业化厂商所生产的产品更具市场优势。民营企业产能扩张更为明显，主要参与者争相绑定头部客户。头部三元正极材料企业的国企背景较多（长远锂科、当升科技、振华新材、厦钨新能），民企背景（容百科技）较少。从产能扩张节奏来看，民营企业在产能扩张方面更为激进，而国营企业则相对保守。从绑定客户的情况来看
36、，头部的正极厂商基本上都打入了全球 TOP5 电池产业链，其中正极企业以对宁德时代的供应为主，容百科技（50%以上）、长远锂科（40%左右）和振华新材（50%左右）。从客户的角度来看，容百科技是宁德时代高镍正极的主要供应商，约占宁德高镍供给的 30%-40%，且 2021 年公司与孚能科技签订长单，2021H2、2022 年孚能将向公司分 别采购 5,505 吨、30,953 吨高镍三元正极。铁锂路线：新能源补贴退坡，成本优势带动铁锂复苏生产技术路线是决定磷酸铁锂制造商成本控制能力和产品性能的关键。不同生产技术路线所采用的原料、设备有差异，产品性质在关键维度上也有区别。目前量产的工艺分为固相法
37、和液相法两大类，固相法根据前驱体的不同分为磷酸铁法、草酸亚铁法、铁红法，磷酸铁法又根据调节 pH 所用试剂不同分为氨法（氨水）和钠法（氢氧化钠）。磷酸铁锂的规模化的生产工艺可以分为固相法与液相法两类，固相法与液相法各有优劣。固 相法的主要优势在于工艺步骤简单，且产品压实密度较高，但烧结温度较高，能耗较高，且 由于原材料是固态研磨混合，产品的均匀性和一致性相对较差。而液相法在溶液中进行原材 料分子级别的混合，产品均匀一致性好，批次稳定性好；但工艺过程较复杂，较难控制。国 内磷酸铁锂生产厂商中，固相法的代表为龙蟠科技、湖南裕能等；液相法的代表为德方纳米。成本端上，液相法由于对原材料纯度要求较低、能
38、耗低、排放成本低所以原材料成本和尾料处理成本较低；固相法中磷酸铁法建设成本和原料成本较低，其中氨法相较于钠法尾料更具经济性，成本稍低。产品性能方面，液相法由于生产的反应过程较均匀，生成粒径较为均一，并且更容易控制粒径大小，因此针对产品的电化学性能调优更容易；固相法产品的性质主要由前驱体的纯度、粒径等因素决定，并一定程度上受混料烧结过程的影响，磷酸铁法由于其压实密度的优势、前驱体工艺和烧结工艺的成熟、产能建设成本低周期短而被广泛应用，草酸亚铁法和铁红法分别由于产品电化学性能差和能领密度低而应用较少。磷酸铁工艺主要原料是正磷酸铁、碳酸锂和碳源，该工艺生产出来的产品主要优势是克容和压实可以做到比较高
39、的水平，因此一般会用到乘用车领域。硝酸铁工艺主要原料是硝酸、铁块、净化一铵、工业级碳酸锂，该工艺生产出来的产品主要优势是一致性与循环性能优异，但克容和压实略低，因此一般会用到商用车和储能领域。三类玩家入局，专一化产能绑定下游电池厂优势最大。目前市场现有玩家主要分为三类，分别是目前业务聚焦于磷酸铁锂的专一化产能、下游电池厂后向整合的产能、锂电中游企业横向布局的产能、以及磷化工和钛白粉化工等前向整合产能。1）专一化产能：目前主要有德方纳米、湖南裕能、江西升华、重庆特瑞、湖北万润、斯特 兰，以及一些小产能。企业数量最多且占现有产能绝大部分，且对生产 know-how 最足，产品稳定性最有保证。由于这
40、部分产能较大且下游认证周期长，下游电池厂开始寻求与专一化龙头形成强绑定，通过入股或合资等方式。目前宁德时代同时与德方纳米、湖南裕能、江西升华形成合资或入股，比亚迪参股湖南裕能，亿纬锂能与德方纳米合资建设产能。2）电池企业后向整合产能：典型产能有北大先行设立子公司湖南雅城从事正极材料业务，比亚迪、国轩高科自建磷酸铁锂材料产能。主要定位是满足自身部分定制化需求、保证供应链安全，产能较小，一般外采磷酸铁，且由于竞争缘故未来扩产进行外供可能性不大，规模有限。3）磷、钛白粉化工发展协同业务：如磷化工起家的安达科技切换主业到磷酸铁锂，主营钛白粉的龙佰集团、中核钛白布局磷酸铁锂产能发挥协同优势。磷源和铁源在
41、磷酸铁锂原材料中价值量占比分别约为 22%、3%，降本需求驱动相关企业进入该行业。磷化工企业由于有原有业务的毛利支撑和资源优势，在成本上有更大空间，因此在生产磷酸铁锂重要原材料磷酸铁方面具有优势，部分企业直接进入磷酸铁锂生产。钛白粉企业废水为含硫酸铁的酸性废水，可以为磷化工提供酸性环境、为铁锂提供二价铁。但是可能将面对较长的产能建设和产品认证周期，投资回报率或不及预期，产能建设进度待跟踪。发展预测：成本优势带动铁锂复苏，长期高镍三元仍具强竞争力新能车领域：动力电池结构从三元为主转变为三元与铁锂并重短期内看好磷酸铁锂占据上风，长期看三元仍具备强竞争力。短期来看，一方面，随着刀片电池、CTC 等技
42、术的出现，在结构层面改善了磷酸铁锂电池的能量密度缺陷；另一方面，三元锂电池原料端价格高企，同时补贴退步，两方面作用下磷酸铁锂电池的性价比优势再次凸显，预计 2022 年将迎来装载磷酸铁锂电池车型的快速增长。长期来看，随着高镍技术日益成熟，三元锂电池原料端成本下降，未来三元锂电池与磷酸铁锂电池的成本差异有望逐步收窄。叠加三元渗透率更高的中高端车型未来销量占比将逐步提升，三元材料以其高能量密度的本质特征仍然具备强竞争力，预计市场占比在 2023 年后有望逐步回升。储能领域：磷酸铁锂固有优势将迎广阔空间储能市场开启高景气周期，预计会为磷酸铁锂带来广阔市场空间。能源革命时代下，全球能源结构从火力发电向
43、可再生能源转型。为了保证供应的稳定性并提高资源利用率，进行储能配置就显得格外重要。随着主要国家纷纷出台激励政策，许多储能项目逐渐具备较好的经济性，储能市场开始进入政策与市场共振的发展阶段。在锂电储能技术中，磷酸铁锂技术路线以其高安全、高循环与低成本的优点在储能领域具有显著优势，我们认为未来市场份额将会持续提升。预计 2025 年中国/全球储能市场磷酸铁锂装机量将达到 64.5/131.7GWh，未来 4 年 CAGR 为 36.1%/44.9%。预计 22-25 年三元需求量 CAGR 可达 39%，铁锂可达 48%预计三元正极材料 22-25 年需求量 CAGR 可达 39%，其空间 1）主
44、要来源于新能源汽车高 景气度所带来的动力电池装机量需求高增； 2）预计消费电子将保持较为稳定的态势，市场容量展望稳定，将为三元锂电池提供稳定的市场需求；3）随着低速车、电动自行车逐渐放量；电动工具向小型化、轻量化、无绳化方向发展，锂电池的优势日益凸显，渗透率逐渐攀升，也能为三元正极材料带来一定的需求增量。预计磷酸铁锂需求量未来 4 年 CAGR 可达 48%，其空间 1）主要受到新能源汽车市场的拉 动，特别指出磷酸铁锂在海外市场的渗透率有望大幅提升；2）储能市场开启高景气周期，预计会为磷酸铁锂带来广阔市场空间；3）电动船舶运营成本更低，随着市场应用逐渐成熟，电动船舶的市场空间有望逐步打开，带动
45、磷酸铁锂电池需求增长。5. 重点企业分析厦钨新能公司是全球钴酸锂龙头，同时迈向三元铁锂，产能迅速扩张。我们预计公司 22-24 年 EPS 分别为 3.63/5.74/9.08 元，截至 22 年 4 月 28 日，可比公司 22 年 Wind 一致预期平均 PE 为 23.76x，考虑公司在钴酸锂与三元业务均有领先技术与优质客户，新增产线放量有望贡 献新增量。振华新材振华新材专注于正极材料的研产销，位列三元行业第一梯队。公司与宁德时代深入绑定，大单晶技术行业领先，产品结构持续优化，21 年高镍 8 系营收占比达到 38.08%。随着公司在建产能快速放量，预计公司 22-24 年 EPS 分别
46、为 1.65/2.28/3.44 元，截至 2022 年 4 月 28 日，可比公司 22 年 Wind 一致性预期平均 PE 为 21.62x，考虑公司在技术与客户上 的优势，同时新增产线持续放量。芳源股份公司是 NCA 前驱体龙头企业，18-20 年 NCA 前驱体出口量均排名国内第一。公司“萃杂不 萃镍”湿法冶炼技术行业领先，产品性能稳定。同时深度绑定松下-特斯拉动力电池供应链。 公司产能快速扩建中，预计 22 年可新增 5 万吨前驱体产能与 1 万吨电池氢氧化锂产能。我们 预计公司 22-24 年 EPS 分别为 0.76/1.29/1.49 元，截止 4 月 28 日 22 年 Wi
47、nd 一致预期可比 公司平均 PE 20.49x，考虑到公司一体化优势明显，海外客户及铁锂正极放量有望贡献新的增量。富临精工公司是传统精密零部件龙头，同时切入新能源正极材料与智能电控赛道，带来新增长极。我们预计公司 22-24 年 EPS 分别为 0.99/1.37/2.02 元，基于分部估值法，预计磷酸铁锂、 汽车零部件及智控业务 22 年净利润分别可达 3.31/4.71 亿元。截至 2022 年 4 月 28 日，两部分业务可比公司 22 年 Wind 一致性预期 PE 均值分别为 20.72x/26.58x，考虑到公司磷酸铁锂正极材料采取差异化竞争路线，有望获取更高的毛利水平，主要客户及新增产线放量有望贡献新增量；同时公司是发动机零部件领域隐形冠军，智能电控绑定一线客户。