根據(jù)不久前財(cái)富證券公布的《新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)鏈之正極材料篇:正極材料新常態(tài),高鎳三元?jiǎng)莶豢蓳酢窞橹黝}的行業(yè)分析報(bào)告,在鋰離子電池產(chǎn)量擴(kuò)張時(shí)代,高鎳三元材料逐步受到青睞。根據(jù)《節(jié)能和新能源汽車(chē)技術(shù)路線圖》等政策的要求,到2020年,新能源汽車(chē)年產(chǎn)銷(xiāo)達(dá)到200萬(wàn)輛,動(dòng)力鋰電池單體比能量達(dá)到300瓦時(shí)/公斤以上,力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)350瓦時(shí)/公斤,系統(tǒng)比能量力爭(zhēng)達(dá)到260瓦時(shí)/公斤、成本降至1元/瓦時(shí)以下。政策促進(jìn)了動(dòng)力鋰電池材料的快速上升,2016年正極材料產(chǎn)量16.16萬(wàn)噸中,磷酸鐵鋰產(chǎn)量5.7萬(wàn)噸,同比上升75%;三元材料產(chǎn)量5.43萬(wàn)噸,同比上升49%。國(guó)內(nèi)廠商目前在積極擴(kuò)張產(chǎn)量。同時(shí),高能量密度的要求促進(jìn)了高鎳三元材料的發(fā)展,預(yù)計(jì)未來(lái)高鎳三元材料占比會(huì)逐漸增大。

2017年以來(lái)部分正極材料廠商擴(kuò)產(chǎn)情況

目前,三元正極材料市場(chǎng)以NCM523為主,預(yù)計(jì)未來(lái)高鎳三元材料的比重會(huì)新增。NCM材料一般包括NCM111、NCM424、NCM442、NCM523、NCM622、NCM811等。其中NCM111、NCM523、NCM622和NCM811較為常見(jiàn),目前國(guó)內(nèi)三元材料以NCM523為主,2016年其在三元材料分型號(hào)產(chǎn)量中占比為76%,NCM111和NCM622占比分別為13%和10%。未來(lái)隨著對(duì)動(dòng)力鋰電池能量密度的高要求和續(xù)航里程的延長(zhǎng),高鎳的NCM622、NCM811以及NCA占比會(huì)持續(xù)新增。

部分國(guó)內(nèi)廠商的高鎳三元材料的投產(chǎn)計(jì)劃

國(guó)內(nèi)正極材料公司產(chǎn)量相對(duì)集中,行業(yè)集中度較高。目前國(guó)內(nèi)的正極材料市場(chǎng)規(guī)模為16.16萬(wàn)噸/年,產(chǎn)值208億元。

過(guò)針刺 低溫防爆18650 2200mah

符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)

充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%

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部分公司NCA產(chǎn)量規(guī)劃

常見(jiàn)的三元正極材料性能表

動(dòng)力型電池上升明顯,需求旺盛

2012年以來(lái),隨著新能源汽車(chē)領(lǐng)域的爆發(fā),帶動(dòng)了動(dòng)力鋰電池需求的爆炸式上升。根據(jù)GGII的數(shù)據(jù),2012-2016年,我國(guó)動(dòng)力鋰電池出貨量從0.66Gwh上升到30.8Gwh,平均復(fù)合上升率達(dá)到261%。動(dòng)力鋰電池行業(yè)的爆發(fā)式上升直接拉動(dòng)了相應(yīng)的磷酸鐵鋰和三元正極材料的出貨量。根據(jù)相關(guān)預(yù)計(jì),全國(guó)動(dòng)力鋰電池2017-2020年需求為42.8、55.4、73.5和99.6Gwh,按照1Gwh對(duì)應(yīng)大約0.2萬(wàn)噸正極材料的關(guān)系測(cè)算,動(dòng)力型鋰離子電池正極材料2017-2020年的需求分別為8.56萬(wàn)噸、11.8萬(wàn)噸、14.7萬(wàn)噸和19.92萬(wàn)噸。

各類(lèi)型動(dòng)力鋰電池出貨量占比(2016)

無(wú)人船智能鋰電池

IP67防水，充放電分口 安全可靠

標(biāo)稱(chēng)電壓：28.8V
標(biāo)稱(chēng)容量：34.3Ah
電池尺寸：(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域：勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備

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三元材料是未來(lái)的趨勢(shì)。三元材料具有容量高,成本較低,均衡性較好的優(yōu)點(diǎn),在動(dòng)力鋰電池領(lǐng)域具有重要應(yīng)用。根據(jù)GGII統(tǒng)計(jì),2016年,國(guó)內(nèi)三元材料市場(chǎng)規(guī)模達(dá)79.8億元,同比上升68%,預(yù)計(jì)2018年產(chǎn)值將達(dá)到218億元。2016年國(guó)內(nèi)三元材料市場(chǎng)銷(xiāo)量達(dá)到54300噸,同比上升49%,預(yù)計(jì)2018年達(dá)到116600噸。

國(guó)內(nèi)公司關(guān)于NCM811NCA布局圖(2016)

擴(kuò)張時(shí)代,高鎳三元為王

受到新能源汽車(chē)行業(yè)的帶動(dòng)用途和相關(guān)政策的驅(qū)動(dòng),高能量密度的三元材料需求增大。2017年一月十四日,工信部牽頭編制了《汽車(chē)產(chǎn)業(yè)中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃》,明確了到2020年我國(guó)新能源汽車(chē)年產(chǎn)量將達(dá)到200萬(wàn)輛,以及到2025年我國(guó)新能源汽車(chē)銷(xiāo)量占總銷(xiāo)量的比例達(dá)到20%以上的發(fā)展目標(biāo)。根據(jù)國(guó)家公布的《節(jié)能和新能源汽車(chē)技術(shù)路線圖》,到2020年,新能源汽車(chē)年產(chǎn)銷(xiāo)達(dá)到200萬(wàn)輛,動(dòng)力鋰電池單體比能量達(dá)到300瓦時(shí)/公斤以上,力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)350瓦時(shí)/公斤,系統(tǒng)比能量力爭(zhēng)達(dá)到260瓦時(shí)/公斤、成本降至1元/瓦時(shí)以下。到2025年,新能源汽車(chē)占汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)20%以上,動(dòng)力鋰電池系統(tǒng)比能量達(dá)到350瓦時(shí)/公斤。

全國(guó)動(dòng)力鋰電池用正極材料需求(2017-2020,萬(wàn)噸)

目前的磷酸鐵鋰材料受到理論比容量的限制達(dá)不到2020年的要求,三元的NCM111和NCM523等材料也很難達(dá)到2020年單體電池300wh/kg的目標(biāo)。目前的主流的NCM523可以達(dá)到160-200wh/kg,而NCM622和NCM811分別可以達(dá)到230wh/kg和280wh/kg。所以未來(lái)要大力發(fā)展高鎳的NCM622、NCM811和NCA材料。同時(shí),關(guān)于三元材料,振實(shí)密度在2-2.5g/cm3,而磷酸鐵鋰材料振實(shí)密度在1-1.4g/cm3,所以三元材料擁有更高的體積能量密度,這關(guān)于電池的小型化有重要用途。關(guān)于三元電池的型號(hào),高鎳材料重要指三元材料中的鎳含量提高。因?yàn)樵谌狽CM和NCA中,Ni重要是供應(yīng)容量用途,含量越高,電池的能量密度越大;而Co貢獻(xiàn)一部分容量的同時(shí)可以穩(wěn)定結(jié)構(gòu);Mn/Al重要用來(lái)穩(wěn)定結(jié)構(gòu),三者協(xié)同用途,共同發(fā)揮出三元材料高能量密度、較低成本等優(yōu)點(diǎn)。

三元材料分型號(hào)產(chǎn)量占比(2016)

三元NCA材料,國(guó)外起步較早,國(guó)內(nèi)的起步較晚。根據(jù)GGII的統(tǒng)計(jì),截止2016年末,國(guó)內(nèi)從事NCA生產(chǎn)的公司數(shù)量超過(guò)了15家,大多數(shù)處于建設(shè)發(fā)展初期,少量公司處于小批量生產(chǎn)送樣檢測(cè)的階段,和日韓存在明顯的差距。目前TSLA電動(dòng)汽車(chē)采用的為日本松下的NCA電池,帶動(dòng)了全球的NCA生產(chǎn)的熱潮。國(guó)內(nèi)NCA生產(chǎn)量為幾百?lài)嵶笥?根據(jù)GGII預(yù)計(jì),到2018年國(guó)內(nèi)NCA材料需求將突破千噸。

國(guó)內(nèi)的正極材料公司正在積極布局高鎳三元材料,未來(lái)高鎳三元材料比重會(huì)逐步提升。目前國(guó)內(nèi)布局高鎳三元材料的公司有當(dāng)升科技、杉杉能源、天津巴莫、國(guó)軒高科、格林美等。根據(jù)高工鋰電的調(diào)研,高鎳三元材料的占比持續(xù)上升,2016年國(guó)內(nèi)高鎳的NCM622、NCM811和NCA在三元材料總產(chǎn)量的占比已經(jīng)超過(guò)5%,預(yù)計(jì)2017年將達(dá)到10%。未來(lái)高能量密度的NCM622和NCM811和NCA占比將逐步提升。特別的,截止2016年末,國(guó)內(nèi)從事NCM811/NCA公司相對(duì)較少,大多數(shù)處于生產(chǎn)線建設(shè)階段和小批量生產(chǎn)階段。其中處于研發(fā)階段的占據(jù)大多數(shù),為55%;處于產(chǎn)線建設(shè)階段的有25%;處于小批量生產(chǎn)階段的有20%。

高鎳三元材料技術(shù)難度較大,要公司科研的不斷投入。由于NCM和NCA結(jié)合了LiCoO2、LiNiO2以及LiMnO2/LiAlO2的優(yōu)點(diǎn),通過(guò)三者之間的協(xié)同用途,表現(xiàn)出高能量密度、良好循環(huán)性和較好的成本優(yōu)勢(shì)的特點(diǎn)。隨著鎳含量的提高,整體能量密度得到提高,但是由于鈷、錳/鋁等含量降低,導(dǎo)致穩(wěn)定性下降。同時(shí)高鎳的三元材料制備工藝、設(shè)備以及生產(chǎn)環(huán)境等方面的要求都遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通三元材料,特別是其前驅(qū)體在存儲(chǔ)使用過(guò)程中容易吸潮成果凍狀,不易調(diào)漿和極片涂布,并且高鎳的三元材料對(duì)窯爐設(shè)備的要求很高,很難調(diào)控。

我國(guó)NCA材料公司的進(jìn)展(2016)

產(chǎn)量擴(kuò)大加劇行業(yè)洗牌

動(dòng)力鋰電池相關(guān)的磷酸鐵鋰和三元材料公司,紛紛推出了擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃,加劇了行業(yè)洗牌。工信部在2016年推出《汽車(chē)動(dòng)力鋰電池行業(yè)規(guī)范條件》(征求意見(jiàn)稿),關(guān)于下游的動(dòng)力鋰電池公司提出了年產(chǎn)8GWh的基本要求,相關(guān)于原先的要求提高了40倍,這項(xiàng)政策將會(huì)極大地促進(jìn)產(chǎn)業(yè)的集中。同時(shí)伴隨著規(guī)?；?yīng),動(dòng)力鋰電池公司的電池成本下降,必將對(duì)上游的正極材料公司成本造成沖擊,要求正極材料公司能夠滿足動(dòng)力鋰電池公司對(duì)更高性能材料的要求。預(yù)計(jì)未來(lái)可能有價(jià)格戰(zhàn),中低端正極材料產(chǎn)量過(guò)剩,技術(shù)水平較高的龍頭公司能滿足動(dòng)力鋰電池公司對(duì)更高性能材料的需求,市場(chǎng)集中度進(jìn)一步提升,表現(xiàn)出強(qiáng)者恒強(qiáng)。

未來(lái)我國(guó)低端正極材料市場(chǎng)產(chǎn)量將過(guò)剩,市場(chǎng)集中度將進(jìn)一步提升。據(jù)I不完全統(tǒng)計(jì),自2017年以來(lái),包括廈門(mén)鎢業(yè)、當(dāng)升科技、科恒股份、湘潭電化、優(yōu)美科、安達(dá)科技、裕能新能源、三秋新能源、國(guó)光電器、浩普瑞、格林美、天賜材料等12家都在國(guó)內(nèi)投擴(kuò)建正極材料,涉及投資金額超70億元,產(chǎn)量規(guī)劃近40萬(wàn)噸。公司大躍進(jìn)式布局的背后可能帶來(lái)市場(chǎng)過(guò)剩,根據(jù)GGII的預(yù)測(cè),到2018年國(guó)內(nèi)磷酸鐵鋰正極材料有效產(chǎn)量將達(dá)30萬(wàn)噸/年,產(chǎn)量將出現(xiàn)明顯過(guò)剩,磷酸鐵鋰材料行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)更加激烈。

大公司和大客戶深度綁定,協(xié)同發(fā)展。關(guān)于大型動(dòng)力鋰電池公司,希望上游的材料公司供貨穩(wěn)定,同時(shí)關(guān)于新能源汽車(chē)的審報(bào)目錄,會(huì)標(biāo)注動(dòng)力鋰電池供貨商和相應(yīng)的正負(fù)極材料供應(yīng)商。每款車(chē)型的相應(yīng)的正、負(fù)級(jí)材料供應(yīng)商相對(duì)穩(wěn)定,大的電池公司和正負(fù)級(jí)材料公司通過(guò)深度綁定,實(shí)現(xiàn)協(xié)同發(fā)展。

我國(guó)正極材料細(xì)分產(chǎn)品產(chǎn)量(2013-2015,萬(wàn)噸)

正極材料中日韓三分天下

在全球鋰離子電池正極材料市場(chǎng),中日韓三國(guó)占據(jù)統(tǒng)治地位,總共市場(chǎng)份額90%以上。截止2014年,我國(guó)正極材料占據(jù)全球市場(chǎng)的份額43.77%,位居第一,相比2013年有所下降;韓國(guó)公司占有率迅速上升到30.56%;同時(shí)日本在積極布局動(dòng)力鋰電池市場(chǎng),上升明顯。我國(guó)重要在磷酸鐵鋰離子電池領(lǐng)域技術(shù)較強(qiáng),在三元領(lǐng)域相關(guān)于日韓有一定的差距,目前國(guó)內(nèi)的三元材料廠商開(kāi)始發(fā)力,穩(wěn)步追趕日韓巨頭。關(guān)于正極材料的生產(chǎn)結(jié)構(gòu),我國(guó)以磷酸鐵鋰、三元、鈷酸鋰材料為主,日韓以三元材料為主。

國(guó)家電池技術(shù)發(fā)展規(guī)劃

三元材料專(zhuān)利掌握在日韓手中。根據(jù)我國(guó)產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)的信息,三元NCM的基礎(chǔ)專(zhuān)利由美國(guó)3M公司持有,3M公司并不涉及三元材料的生產(chǎn),而是通過(guò)轉(zhuǎn)讓授權(quán)專(zhuān)利的方式來(lái)獲取利潤(rùn),其中LG、SK、優(yōu)美科都曾向3M購(gòu)買(mǎi)三元材料專(zhuān)利授權(quán)。NCA的重要專(zhuān)利掌握在日本松下和住友手中,專(zhuān)利限制在全球有效。目前三元材料的相關(guān)專(zhuān)利重要集中在日韓手中,排名前三的分別是豐田、索尼和東芝,而這些專(zhuān)利技術(shù)壁壘阻礙了我國(guó)三元材料的廠商很難進(jìn)入國(guó)際大廠,通過(guò)改性添加以及改良生產(chǎn)工藝等手段已經(jīng)成為我國(guó)正極材料公司防止專(zhuān)利的常用手段。而近年來(lái)國(guó)內(nèi)公司和高校也開(kāi)始布局三元專(zhuān)利,發(fā)展勢(shì)頭良好。