正极材料行业深度市场现状商业模式产业链相关公司深度梳理

　　随着绿色低碳产业在我国得到迅猛发展，新能源汽车渗透率日益提升，储能电池增长迅速。未来锂离子电池行业有望维持高景气。正极材料作为锂离子电池中主要的锂离子来源，决定着锂电池的性能、安全和成本，是整个电池的核心。随着下游对锂电性能要求不断提升，正极材料将迎来一轮新的技术迭代和升级。
　　下面我们将主要介绍锂电池正极材料行业的概念、市场现状与商业模式等内容，并针对正极材料行业的产业链及相关公司进行详细梳理，探讨未来正极材料的发展升级方向，希望对大家了解三元材料行业有所启发。
　　01
　　行业概述
　　1、概念
　　锂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。正极材料是锂离子电池中主要的锂离子来源，在锂电池充电过程中，锂离子从正极脱嵌通过电解液进入负极，放电时则相反。正极材料是电池材料中产值最高的环节，占比材料成本约40%，正极材料是锂电池电化学性能的决定性因素，直接决定电池的能量密度及安全性，进而影响电池的综合性能。
　　2、正极材料分类
　　锂电池按照正极材料体系来划分，一般可分为钴酸锂（LCO）、锰酸锂（LMO）、磷酸铁锂（LFP）以及以镍钴锰酸锂（NCM）和镍钴铝酸锂（NCA）为代表的三元材料等。钴酸锂工作电压高、振实密度大、电化学性能良好，主要应用于3C领域。但原材料钴的全球储量非常有限，且钴的价格较高，导致电池成本居高不下；锰酸锂能量密度低，循环寿命短，主要应用于小动力及新能源专用车领域。磷酸铁锂和三元材料是目前动力电池使用的主流正极材料，其中三元电池比容量比磷酸铁锂电池更高，但安全性和稳定性不如磷酸铁锂电池。
　　02
　　市场现状
　　1、正极材料市场空间大
　　由于正极原材料中锂、钴、镍等金属价格的大幅上涨，正极材料的价格也随之出现较大幅度上涨，整个正极材料行业在2021年呈现＂价量齐升＂的繁荣景象并一直延续至今。2021年中国正极材料的产值达到1419.1亿元，同比增长123.1%，超过2017年产值的增幅。
　　根据EVTank数据显示，2021年，中国锂离子电池正极材料出货量为109.4万吨，同比大幅增长98.5%，市场增长空间大。
　　2、三元材料和磷酸铁锂共同主导正极材料产业
　　锂电池正极材料行业在2014年前以钴酸锂为主导。随着新能源车行业起步增长，磷酸铁锂因技术成熟、成本更低，率先应用于新能源车上，随之放量。此后受国家补贴政策引导，叠加长续航里程的需求推动，三元材料居上。目前，三元材料和磷酸铁锂已经成为新能源车的两大主要技术路线，随着新能源车下游需求不断抬升，国内销量呈持续增长的态势。2021年中国三元材料出货量达42万吨，占比约39%，磷酸铁锂出货量大45万吨，占比约41%。鉴于三元材料和磷酸铁锂细分市场定位的差异以及各自优劣势的互补性，预计未来两者将共同主导锂电池正极材料产业发展。 公众号《 投研锋向 》
　　03
　　产业链分析
　　正极材料是锂离子电池最为关键的原材料，锂电池正极材料上游为锂、钴、镍等矿物原材料，结合导电剂、粘结剂等制成前驱体。前驱体经过一定工艺合成后制得中游正极材料，应用于不同的领域。锂电池正极材料是锂电池电化学性能的决定性因素，对电池的能量密度及安全性能起主导作用，且正极材料的成本占比也较高。下游锂电池制造领域主要分为动力锂电池、消费锂电池与储能锂电池，最终应用于新能源汽车、手机、便捷式电脑与储电站等领域。
　　1、原材料及设备
　　正极材料的主要原材料包括硫酸镍、硫酸锰、硫酸钴、金属镍、电池级碳酸锂、电池级氢氧化锂，主要辅料包括烧碱、氨水、硫酸等，该等原辅材料主要为锂、钴、镍、锰、铁等金属资源。上游金属资源主要的生产企业包括西藏矿业、天齐锂业等。原材料供应商包括格林美、必和必拓、丸红、天齐锂业等，其中格林美主要销售硫酸钴、硫酸镍等硫酸盐，必和必拓主要销售金属镍粉，天齐锂业主要销售锂盐如碳酸锂和氢氧化锂。上游涉及多种设备的供应厂商数量较多，代表企业有赢合科技、先导智能等。另外，导电剂、粘合剂等辅材也是锂电正极材料的主要原材料，代表企业有上海汇普工业与三爱富等。
　　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年以来正极材料价格受到原料价格影响大幅攀升。近来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。
　　2、三元材料：高镍三元为最明确的产业发展方向
　　三元材料是镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂等为代表的多元金属复合氧化物。三元材料由于具备较高的重量能量密度、较好的循环稳定性、较好的安全性能以及较高的性价比，广泛应用于各种类型新能源汽车。
　　根据镍含量的差异，当前行业主流的三元正极材料可以分为低镍（以NCM333等3系为主）、中镍（以NCM523等5系为主）、中高镍（以NCM613、NCM622等6系为主）和高镍（以NCM811等8系为主），其主要是通过提高镍含量、充电电压上限和压实密度使其能量密度不断提升，而随着电池端结构优化的完善，如CTP技术的应用，使用三元正极材料生产的电池PACK能量密度有望进一步提升。
　　（1）三元前驱体是三元正极材料制备的关键材料
　　三元前驱体为镍钴锰氢氧化物，按照元素的不同构成比例，可以分为NCM811前驱体、NCM622前驱体、NCM523前驱体和NCA前驱体等。在锂电正极产业链中，正极材料的最终性能会继承其前驱体的形貌结构特点，前驱体的品质（形貌、粒径、粒径分布、比表面积、杂质含量、振实密度等）直接决定了正极烧结产物的理化指标。
　　1）三元前驱体制备具备原材料成本高、专业技术壁垒高的特征
　　硫酸镍、硫酸钴和硫酸锰（氢氧化铝）即为三元前驱体主要原材料，占总成本比例非常高。根据2020年年报，行业中的三家主要企业格林美、华友钴业和中伟股份的三元前驱体原材料成本占比分别达到86%、87%和93%。技术方面，前驱体的壁垒主要体现在其非标特征更显著，决定前驱体性能的参数指标如氨水浓度、PH值、反应时间、反应温度、固含量、流量控制、搅拌强度、杂质等些许的出入就会导致最终成品差异的出现。
　　2）三元前驱体产量增长迅猛
　　2021年，国内外新能源行业的蓬勃发展对上游产业链形成正向反馈，三元材料需求的大幅增长带动三元前驱体产能加速释放。数据显示，2021年国内三元前驱体产量为62.06万吨，同比增长82.3%；全球三元前驱体产量为74.75万吨，同比增长79.4%。
　　3）三元前驱体行业市场集中度较高，头部效应显著
　　国内来看，龙头企业中伟股份产量遥遥领先，市场份额达26%；与紧随其后的格林美、华友钴业和湖南邦普，四者在制备工艺、原料资源、客户绑定等方面均具备明显优势，产量CR4高达61.6%。全球来看，2021年中国仍然是三元前驱体产量的主战场，上述四家企业的实力在全球范围内同样突出，占据了整个市场的半壁江山，其他企业以日本、欧美、韩国等地区为主，产量CR5达到57%。
　　（2）三元正极技术不断迭代
　　高镍、高压、单晶化是三元材料未来的技术升级路径。产业新周期下，电池能量密度、安全性能等方面要求愈发严苛，同时随着锂电原材料价格跳涨，降本增效呼声渐高，催生出对三元正极能量密度、安全性能、成本性价比的进一步探索。根据能量密度公式，在同样质量下为实现能量密度的提升，主要通过提升材料的充电电压上限（高电压化）与提升镍含量（高镍化）来提高三元正极材料的能量密度。同时单晶化可以提高锂电池的体积容量，提升锂电池的安全性。高镍化、高电压化、单晶化成为三元材料未来的发展趋势。
　　1）高镍化：高镍三元将成为主流
　　在三元材料成本构成中，钴材料成本占比较大。为降低锂电池成本，正极材料将向着高镍、低钴或无钴化的方向发展。以目前市场产品型号为例，从3系到8系三元材料，镍含量持续提升，钴含量一直在降低，在提升锂电池能量密度的同时，有效降低三元材料对钴金属的依赖，满足降低锂电池成本和新能源汽车长续航里程的需求。
　　高镍三元工艺复杂，具有较高的技术壁垒。从制备工艺来看，三元正极材料主要通过烧结法制备，在获得中间产物三元前驱体后，通过添加锂盐，经过混料装钵、烧结、粉碎、筛分、除铁等步骤，制成三元正极成品。与低镍和中低镍三元相比，高镍三元材料以8系前驱体和氢氧化锂为原材料，需要经过三次烧结，每吨生产需要128个工时，在原材料要求和工艺复杂程度方面均高于低镍和中低镍三元材料。
　　高镍化趋势下，三元材料企业均积极布局高镍三元领域。目前高镍产品的销售市场以境外住友金属矿山、韩国Ecopro，境内容百科技为主。国内已有部分企业能够实现批量化生产8系NCM及NCA正极材料，代表性企业包括容百科技、巴莫科技、当升科技、杉杉能源、长远锂科等，境外则包括住友金属矿山、韩国Ecopro、BASFToda、日亚化学以及韩国L&F等，其中住友以及Ecopro与容百科技规模同处万吨级别，其余都是千吨级的出货量。
　　高镍化方向上来看，镍含量越高，同等电压条件下比容量越高，但镍离子与锂离子半径接近，其结构发生阳离子混排可能性也越高，容易导致材料的比容量降低，倍率性能减弱，材料表面稳定性的降低也更易引发安全问题。同时，8系以上的高镍三元正极材料的工艺流程对于窑炉设备、匣钵、反应气氛等均有特殊的要求，往往涉及多次烧结，在保障产品的批次稳定性和一致性上实现难度更大。目前，行业主要通过掺杂、表面包覆等技术方法对材料进行改性，以使得高镍三元材料在热稳定性得到增强的同时减少应用过程中所发生的副反应。
　　预计2025年高镍三元将成为主流，出货量达173万吨。当前市场NCM811技术基本成熟，宁德时代、松下、LG新能源、三星SDI等厂商均已实现大规模量产。为满足更高能量密度需求并降低钴含量，更多厂商选择开发9系NCM电池。9系NCM能量密度可超300Wh/kg，并且钴含量降低至5%-10%。根据容百科技问询函回复公告援引GGII及高工锂电网数据，2020年全球高镍三元出货量约14万吨，约占三元整体出货量的33%，预计2025年高镍三元出货量将达173万吨，占三元整体出货量的比例将达到58%。
　　2）高电压化：综合性能优越，应用提速
　　除高镍化外，高压化也可增加电池能量密度。高电压化路线是以中镍三元材料为基础，通过提高其电压平台使得正极材料在更高电压下脱出更多的锂离子，从而实现更高比容量和平均放电电压，进而达到提升能量密度的目的。从当前实际应用的主要产品来看，高电压Ni6系典型产品（Ni65）的实际能量密度735.15Wh/kg已与Ni8系典型产品的739.32Wh/kg接近。同时，由于高电压材料的镍含量相对较低，生产工艺不如高镍三元复杂，因此高电压化正极材料在提升能量密度的同时还兼具了一定的安全性改善。
　　凭借优越的综合性能，高电压化三元材料市场日渐打开，主要正极厂商、部分电池企业入局此领域，并加速其应用。正极厂商方面，厦钨新能开发出新款4.4V高电压6系三元材料，并成功应用到续航里程超过1000公里的电动车上；长远锂科高电压4.3V和4.35V三元正极材料已批量用于动力电池领域，4.4V三元正极材料逐步应用于数码电池领域。电池厂商方面，中创新航于2020年在全球率先采用高电压三元电池材料技术量产590模组电池；其高电压快充三元锂电芯还将搭载于Smart精灵#1，其能量密度达到250Wh/kg以上的行业领先水平，支持150kW超级快充、100kW快充及7.2kW慢充，且在保持80%容量的前提下，可支持10年30万公里的使用寿命。 公众号《 投研锋向 》
　　但目前高电压三元正极材料还面临着一系列挑战。高电压下，由于锂离子大量脱出，三元正极材料容易出现晶体结构稳定性差、离子混排、不可逆相变等一系列问题，从而造成电池循环寿命短、热稳定性低、电解液消耗等宏观电池失效行为。需通过金属离子掺杂、构建人工包覆层、匹配高电压电解液及添加剂等手段，对上述系列问题进行抑制。
　　三元高镍化/高电压化推动瓦时成本下降。从成本端来看，高镍三元正极材料往超高镍化发展，钴金属的使用减少，而高电压三元正极材料依托更高的电压平台可实现在同样中镍材料成本体系下能量密度的提升，两者在进一步提升电池能量密度的同时，也带来了三元锂电池瓦时成本的有效降低。
　　3）单晶化：两条发展路线并行，市场需求快速增长
　　从晶体结构方面划分，三元正极材料可以分为单晶型和多晶型三元正极材料。单晶指由一个晶核在各个方向上均衡生长起来的晶体，其内部结构基本上是一个完整的晶格，而多晶是由很多取向不同的单晶颗粒结合而成，其整个晶体结构中不是由同一晶格所贯穿，常规的多晶三元正极材料是以二次球形颗粒团聚形式而存在。单晶技术通过使用特殊前驱体及烧结工艺，实现三元正极材料形成晶体的特殊结构，在保持现有的容量和充放电平台的基础上，设法提高正极材料的单晶粒度，从而提高其振实密度，提高锂电池的体积容量，并大幅度地提升锂电池的安全性，使锂电池的品质得到大幅度提升。
　　国外以多晶三元技术为主，国内单晶三元和多晶三元技术并行。单晶三元材料的研究已久，但由于早期对材料体系的研发路线和专利储备的侧重，海外日韩系电池厂的主流三元材料基本以多晶三元材料为主，并由国内头部正极材料企业逐步导入国内市场。2009年振华新材在国内较早推出一次颗粒大单晶NCM523产品，而后厦钨新能、长远锂科等头部正极企业相继突破单晶制作工艺。2017年下半年，随着宁德时代等头部电池企业开始将其应用于在动力电池，单晶材料逐步实现在国内市场放量。
　　单晶化有两条发展路线。一是，中低镍单晶路线。大单晶产品负载电压更高，国内部分中低镍单晶材料通过高电压可与多晶高镍能量密度相当，如Ni55、NCM613等产品贵金属含量更低，产品在满足能量密度同时具有更高性价比。二是，高镍单晶路线。高镍环境下三元材料稳定性欠佳，单晶化学性质稳定，具有更好的循环性能，相应掺杂可提升高镍三元材料的安全性能。
　　单晶化打破了能量密度高和热稳定性差的两难困境。与团聚颗粒相比，单晶颗粒由于比表面积小，压实密度高，即使经过多次充放电，也不会像团聚材料出现裂痕，因此电池的循环寿命长，稳定性好，解决了高镍材料热稳定性差的问题。此外，单晶材料与电解液的界面反应少，高电压下，团聚材料的产气问题有明显改善。电池产气导致鼓胀和变形，还会使得极片之间贴合不紧，引起电池性能的衰降，影响循环寿命。
　　单晶化方向上来看，大单晶三元正极材料的生产与合成需要克服大单晶对容量及功率性能的负面影响，同时需解决直流内阻大的问题。目前，行业主要通过掺杂和表面改性技术，以降低产品游离锂、改善材料调浆稳定性，降低直流内阻，提高单晶三元材料在高温、高镍和高电压环境下的循环稳定性。
　　单晶三元正极材料渗透率逐步提升。2017年国内单晶三元正极材料产量不足万吨。进入2018年以后，国内单晶三元材料产量迅速增长，年产量跃升至4.9万吨左右，其中90%以上的单晶三元材料应用在动力电池领域。2020年由于比亚迪全系切换磷酸铁锂刀片电池6系单晶三元市占率有所降低。随着下游动力电池企业的逐步导入，2021年国内单晶三元总产量跃升至14.4万吨，同比增长89.5%。未来随着单晶颗粒制备工艺不断突破，其倍率性能和容量短板或将得到解决，单晶三元材料有望持续放量。
　　3、磷酸铁锂：磷酸锰铁锂是未来升级方向
　　磷酸铁锂在安全性、生产成本及循环性能方面优于三元材料。磷酸铁锂是一种橄榄石结构的磷酸盐。与三元材料相比，在安全性方面，磷酸铁锂分解温度高于三元材料，且分解时不产生氧气，燃烧不如三元材料剧烈；在生产成本方面，三元材料的原材料钴盐、镍盐在中国可开采储量小，供应较为紧张，而磷酸铁锂主要原材料铁源和磷源在中国较为丰富，使得磷酸铁锂显示出明显成本优势；在循环性能方面，磷酸铁锂的晶格结构比三元材料更稳定，锂离子嵌入和脱出对晶格的影响不大，因此具有良好的可逆性。磷酸铁锂电池单体电芯的循环寿命在3000次以上，三元材料电池单体电芯的循环寿命仅为1500次以上。
　　（1）磷酸铁锂生产工艺
　　磷酸铁锂的生产，首先将铁源、磷源和其他材料混合并加工，制成磷酸铁前驱体，再将磷酸铁前驱体和锂源经过烧结等工艺制成磷酸铁锂。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）。
　　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。
　　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。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。电池企业后向整合产能中典型产能包括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。磷、钛白粉化工发展协同业务包含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。
　　（2）磷酸锰铁锂是磷酸铁锂升级方向
　　目前磷酸铁锂和三元正极材料无法同时兼顾低成本、高安全性、长循环寿命和高能量密度，行业也在不停地探索新正极材料以期能同时兼顾这些优点。磷酸锰铁锂（LMFP）作为磷酸铁锂的升级版，磷酸锰铁锂是在磷酸铁锂的基础上掺杂一定比例的锰（Mn）而形成的新型磷酸盐类锂离子电池正极材料。与磷酸铁锂相比，磷酸锰铁锂具有更高的电压平台，能量密度可以比其高出15%左右，且保留了磷酸铁锂电芯的安全性及低成本特性。
　　1）磷酸锰铁锂的制备工艺及性能优化路径
　　制备方法与磷酸铁锂类似，主要有固相法和液相法。磷酸锰铁锂的制备方法可分为固相法和液相法两大类，其中，高温固相法、共沉淀法、喷雾干燥法工艺简单，适用于大规模生产，但高温固相法相比于共沉淀法、喷雾干燥法，其产品质量稍差。磷酸锰铁锂与磷酸铁锂均属于磷酸盐系材料，因此制备工艺和使用设备类似，主要区别是磷酸锰铁锂需补充锰源，烧结的温度和工艺稍有改变。
　　磷酸锰铁锂材料尚有不足，须通过改性技术改善。磷酸锰铁锂过去受限于其较低的导电性能与倍率性能，商业化的进程缓慢。随着碳包覆、纳米化等改性技术的进步，一定程度改善了其导电性，磷酸锰铁锂产业化进程开始加速。磷酸锰铁锂制备工艺与现有磷酸铁锂生产体系区别不大，主要需要通过包覆、掺杂、纳米化等改性技术来解决其电导率较低的问题，两者成本差异也在可接受范围之内。
　　碳包覆：有效提升材料导电性能和循环性能。①将导电材料包覆在磷酸铁锂材料表面，形成有效的锂离子扩散通道，提高导电率；②防止磷酸锰铁锂颗粒团聚，提升均一性，提高电导率、稳定性。③抑制一部分锰离子的析出，提高电池循环寿命。在实际应用中，碳材料是进行包覆时的首选材料。
　　纳米化：改善倍率性能和低温性能。纳米化主要通过机械球磨、控制煅烧温度等方法来减小材料晶体粒径。①减小材料颗粒的尺寸可以缩短离子的扩散路径，提高电导率从而提升倍率放电性能；②减小晶体粒径提升了材料的比表面积，增大与电解液的接触界面，降低电极界面阻抗，改善循环寿命、低温性能等电化学性能。
　　离子掺杂：有效改善电化学性能。掺杂原子可选择不同的半径，小半径原子掺入晶体后晶格间距会变小，锂离子的扩散通道会变短，提升锂离子传递效率；大半径原子经过原位掺杂替代晶体中的原子，使晶格间距变大，利于更多的锂离子通过，也会提升锂离子的传递效率。以重庆长安新能源汽车科技有限公司发布的专利为例，掺杂镁、镍金属离子，可以提高磷酸锰铁锂正极的导电性，从而提升倍率性能；同时获得更高的比容量，循环性能更好。
　　磷酸锰铁锂与其它材料混合：磷酸铁锰铁锂和其他材料复合，有望取长补短，综合不同材料的优势。①与三元材料复合，改善倍率性能、循环寿命和安全性。②添加导电剂（碳纳米管、炭黑、SuperP-Li及导电石墨等），提高电子电导率、提高锂离子迁移速率以提高充放电效率和循环寿命、改善低温特性等；③添加补锂剂，通过过量的锂元素来提升电化学性能。
　　2）产业化前夕，多企业布局
　　磷酸锰铁锂综合了磷酸铁锂和三元材料的优点，且生产工艺与磷酸铁锂相似，生产企业学习成本低，随着产能释放、工艺优化以及改性技术的发展，磷酸锰铁锂竞争优势不断强化，通过替代部分磷酸铁锂需求以及通过与三元材料形成复合材料而不断提高渗透率。磷酸锰铁锂的需求领域主要来自于电动两轮车、中低端电动车以及储能领域。
　　多重优势使磷酸锰铁锂愈发受到市场青睐。目前，电池企业、正极材料厂商正积极布局磷酸锰铁锂产能，经历一两年左右的认证周期和生产放量后，磷酸锰铁锂将步入产业化进程。随着国内多个磷酸锰铁锂材料项目的建成投产，以及头部电池企业应用带动，目前整体来看，随着产品验证以及项目的建设，2023年或是磷酸锰铁锂批量化生产和应用节点。动力电池企业方面，目前拥有磷酸锰铁锂技术储备的电池厂商包括：宁德时代、比亚迪、国轩高科等，主要以专利技术研发、投资布局为主。
　　4、其他正极材料
　　（1）富锂锰基正极材料
　　其具有能量密度高、成本低和环境友好等特点，是未来可能的一种正极材料发展方向，其比容量高达300mAh/g，远高于当前商业化应用磷酸铁锂和三元材料等正极材料放电比容量，是动力锂电池能量密度突破400Wh/kg的技术关键。同时富锂锰基材料以较便宜的锰元素为主，贵重金属含量少，与常用的钴酸锂和镍钴锰三元系正极材料相比，不仅成本更低，而且安全性更好。 公众号《 投研锋向 》
　　目前产业界中鲜有富锂锰基的应用案例。容百科技、当升科技具有布局富锂锰基正极材料开发；容百科技所制低钴材料扣电池常温0.33C电流密度下放电比容量 245mAh/g；低成本高容量，适用于液态电池，目前样品已送样国内外多家电芯企业进行测试。当升科技20年报称将推进固态锂电、富锂锰基、钠离子电池战略新产品的开发，完善知识产权战略布局，加强专利风险防御及保护机制，抢占下一代锂电正极材料的技术高地。
　　（2）高电压镍锰酸锂
　　其平台电压约为4.7V（负级为锂），比磷酸铁锂高约40%，比三元材料高约25%，理论比容量为146.7mAh/g，可逆比容量可达140mAh/g，能量密度达650Wh/kg。并且不含钴，主要是锰和镍，且镍的含量也较低，具有低成本的优势。高电压镍锰酸锂具有优异的低温性能、倍率性能和安全性能，可满足动力电池快速充放电和全气候使用条件的要求。在锂资源利用率方面，镍锰酸锂在充电态锂离子几乎完全脱出，锂离子利用率接近100%，以其取代目前动力市场上应用的第二代的磷酸铁锂和三元动力电池将为全球分别节省30%和50%的锂资源。因此镍锰酸锂是理想的下一代安全、低成本、高比能量的动力电池正极材料。
　　容百科技拟开发出高能量密度、低成本、长循环的高电压镍锰二元产品，容量>140mAh/g，循环>2000次，倍率性能优异，性价比高，以代替中低镍和磷酸铁锂材料。现已制备的正极材料软包全电容量>135mAh/g，成本低，循环性能有待进一步改善。
　　5、锂电池及其应用
　　锂电池主要用于新能源汽车和储能领域。下游最终应用于新能源汽车、储能、3C等领域。近年来，由于新能源汽车产业的爆发，动力锂电池的应用比例呈现快速增长，超越3C成为锂电池的主要消费终端。随着5G时代的逐步来临和电网建设逐步发展，以通信基站储能、电网储能为代表的储能领域预计将在未来几年带来显著的需求增量。
　　新能源汽车产业已进入快速增长阶段。根据数据，到2025年，全球新能源乘用车销量将超过2500万辆，占全球乘用车销量比例超过28%；到2030年全球新能源乘用车年销量有望突破5000万辆，占比超过50%；2040年有望突破8000万辆，占比超过80%。
　　储能产业未来将迎爆发式增长。可再生能源渗透率日益上升，增加了削峰填谷的储能需求。根据中国储能网援引彭博新能源财经数据，全球2030年新增储能装机容量将达到58GW/178GWh，是2021年（10GW/22GWh）的五倍多，2022-2030CAGR达到30%。美国和中国仍然是全球最大的两个市场，到2030年在预期储能装机容量中占比将达54%。
　　04
　　商业模式
　　1、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，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。
　　2、销售模式：产业链互动协同开发，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，车企和动力电池企业对于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。因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，锁定龙头客户显得至关重要。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。
　　3、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，关注企业库存收益。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，关注企业库存收益。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。
　　05
　　竞争格局分析
　　正极在四大材料中竞争最激烈，行业集中度较为分散。2020年正极材料CR6达38%，行业集中度仅为隔膜、电解液和负极的一半。
　　从行业总体竞争格局来看，磷酸铁锂正极材料出货量的快速增长使得湖南裕能和德方纳米在2021年分别成为整个正极材料行业的第一名和第二名。未来随着电池企业、大化工企业、上游矿产企业跨界进入到正极材料领域，整个行业的竞争或将更加激烈，总体行业格局仍有可能发生较大改变。
　　三元正极材料行业竞争格局分散但稳定。目前全球三元材料产能主要位于中国、韩国、日本。其中，2021年中国三元材料出货量占全球三元材料出货量的比例为58.77%，占比超过一半，产品以镍钴锰酸锂为主，日本三元材料以镍钴铝酸锂为主，韩国则兼有镍钴锰酸锂和镍钴铝酸锂。2021年我国三元正极材料市占率前三分别为容百科技、当升科技、天津巴莫，各自市占率差距较小，未出现绝对领先的企业。
　　磷酸铁锂正极材料行业竞争格局稳定，市场集中度较高，呈现二强竞争局面。2021年我国磷酸铁锂正极材料两大巨头分别为湖南裕能、德方纳米，CR2为45.21%，占据市场近一半的市场份额。德方纳米与湖南裕能市场份额较为接近，二者常轮动为行业市占率第一与第二，呈现二强竞争局面。
　　06
　　相关公司
　　1、德方纳米
　　磷酸铁锂正极龙头。德方纳米深耕锂电材料产业15年，是全球技术领先的液相法磷酸铁锂材料生产企业，主要产品纳米磷酸铁锂市场占有率位居行业前列。受益于新能源汽车需求爆发，公司业绩快速增长。
　　技术储备充足。公司研发自热蒸发液相合成技术，有效改善磷酸锰铁锂材料的锰离子的溶出问题，提升电池循环寿命；同时，公司也研发了非连续石墨烯包覆、纳米化技术、离子掺杂技术等材料改性技术，有效提升电化学性能。
　　产能建设领先行业。2022年9月，德方纳米年产11万吨新型磷酸盐系正极材料生产基地项目顺利建成投产，根据公司测算，项目满产后，预计年均营业收入为62.48亿元，年均税后利润为5.11亿元，项目税后内部收益率为16.30%，投资回收期为7.30年。另外，公司将继续在曲靖投资75亿元建设＂年产33万吨新型磷酸盐系正极材料生产基地项目＂，未来总产能有望达到44万吨。
　　2、容百科技
　　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。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。
　　收购天津斯科兰德入局磷酸锰铁锂。2022年7月，公司收购整合天津斯科兰德及其旗下主体，目前斯科兰德具备6200吨/年磷酸锰铁锂产能，其中，斯科兰德控股子公司临汾中贝拥有5000吨/年磷酸锰铁锂产能；斯科兰德与四川新国荣签署了3年独家排他的《产品委托加工协议》，四川新国荣现有1200吨/年磷酸锰铁锂产能，同时，斯科兰德正在扩建产能至万吨级以上。公司在22年10月14日接受机构调研时表示，磷酸锰铁锂9月出货超200吨，正进行产能爬坡，目前下游需求比较旺盛，现有6000多吨产线无法满足市场需求，公司将开发万吨级的磷酸锰铁锂产线建设，以满足下游需求，公司磷酸锰铁锂的出货量和开发进度均在行业前列，计划于2025年磷酸锰铁锂产能达到30万吨。
　　3、当升科技
　　具备海外客户卡位优势的头部三元正极材料企业。公司业务范围涵盖全球，成为当前国内为数不多的同时向日本、韩国、欧洲、美国销售动力正极材料的企业，2021年公司海外营收占比达32.7%，考虑到海外客户国内工厂端交付，海外客户收入占比更高。同时，公司积极筹备在欧洲、美国、韩国等主要的海外市场进行产能布局。作为在国内率先量产车用动力高镍多元材料的公司之一，动力及储能用高镍多元材料牢固占据全球顶尖高端供应链，大批量应用于国际高端电动汽车及储能市场。公司整合资源聚焦目标客户，集中力量突破关键技术，先后开发出多款技术领先、性能优异的动力多元材料及前驱体产品，形成了包括高镍系列、单晶系列和高电压系列在内的高端动力产品体系，在国内市场上占据主流高端产品地位，并逐步扩大国际市场应用，跻身国际著名品牌新能源汽车供应链。
　　通过合作建设产能。公司拟与四川蜀道新材料、攀枝花钒钛高新区管委会签订合作协议，首期拟投资70亿元建设年产30万吨磷酸（锰）铁锂项目预计于2028年底前全部建成达产，远期再规划20万吨产能视市场情况投建。通过与其他公司合作，有利于结合双方在技术、矿产资源、磷化工产业等方面的优势，推动磷酸锰铁锂产品落地。
　　4、长远锂科
　　产品结构优化，高镍占比不断提升，绑定头部客户，拓展海外。公司紧跟趋势，从钴酸锂快速切换到三元正极，2017-2021年三元正极营收占比从42%提至91%；更进一步积极布局高镍三元，产品结构逐步优化，2021年高镍出货占比提至30%左右。公司绑定国内头部客户宁德时代、比亚迪、亿纬锂能等，积极拓展海外市场，与丰田、村田、三星SDI和LG化学等企业开展合作，有效保障公司订单质量。
　　材料及加工成本低，凸显管控能力，一体化布局优势显著。2018-2021年公司三元正极单吨材料成本较容百、当升、振华的平均水平相比，分别低1.46/1.5/1.3/1.51万元，单吨加工成本分别低0.27/0.75/0.7/0.34万元，展现出较强的材料和加工成本管控能力。子公司金驰材料曾处于三元前驱体行业第一梯队，重组后公司掌握核心环节，主动收缩外售，2020年全部转为自供，且2021年技改提升至3万吨前驱体产能，自供率60%，成本优势显著，对正极产品质量更稳定可控。
　　07
　　市场预测
　　预计2025年中国三元材料出货量将达190万吨，全球三元材料出货量将达300万吨。根据容百科技审核问询函回复援引GGII数据，随着新能源车渗透率提升，三元材料出货量持续增长。2017-2021年，中国三元材料出货量从9万吨增长至43万吨，预计2025年将达到190万吨；全球三元材料出货量从15万吨增长至74万吨，预计2025年将达到300万吨。结合2017-2022年523三元正极材料均价约188000元/吨计算，预计2025年中国三元材料市场将达3572亿元，全球三元材料市场规模将达5640亿元。
　　2025年全球磷酸铁锂出货量将达287万吨，市场规模约2066亿元。根据《湖南裕能会计师事务所第二轮回复意见》，湖南裕能预计2025年全球动力电池出货量为1550GWh。储能电池出货量为416Gwh，对应磷酸铁锂材料需求287万吨。根据百川盈孚，2017-2022年磷酸铁锂材料市场均价约为7.2万元/吨，相乘可计算算得2025年全球磷酸铁锂市场规模有望达到2066亿元。
　　END
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