正極材料行業深度：市場規?？焖僭鲩L新技術有望規?；瘧?220608（39頁）.pdf

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1、 電力設備電力設備|證券研究報告證券研究報告行業深度行業深度 2022 年年 6 月月 8 日日 強于大市強于大市 公司名稱公司名稱 股票代碼股票代碼 股價股價(人民幣人民幣) 評級評級 寧德時代 300750.SZ 459.00 買入 億緯鋰能 300014.SZ 89.85 買入 國軒高科 002074.SZ 43.36 增持 當升科技 300073.SZ 79.38 增持 容百科技 688005.SH 104.70 增持 德方納米 300769.SZ 324.98 增持 華友鈷業 603799.SH 106.38 增持 天賜材料 002709.SZ 44.68 增持 廈鎢新能 68877

2、8.SH 98.68 未有評級 長遠鋰科 688779.SH 19.43 未有評級 振華新材 688707.SH 61.99 未有評級 芳源股份 688148.SH 34.60 未有評級 中偉股份 300919.SZ 118.56 未有評級 格林美 002340.SZ 8.05 未有評級 富臨精工 300432.SZ 16.10 未有評級 湘潭電化 002125.SZ 13.23 未有評級 資料來源：萬得，中銀證券 以2022年06月07日當地貨幣收市價為標準 相關研究報告相關研究報告 正極材料系列報告之一：技術工藝逐步成正極材料系列報告之一：技術工藝逐步成熟，錳系正極材料有望放量熟，錳系正極

3、材料有望放量2022.04.11 中銀國際證券股份有限公司中銀國際證券股份有限公司 具備證券投資咨詢業務資格具備證券投資咨詢業務資格 電力設備電力設備 證券分析師：證券分析師：李可倫李可倫 (8621)20328524 證券投資咨詢業務證書編號：S1300518070001 聯系人：武佳雄聯系人：武佳雄 一般證券業務證書編號：S1300121070028 正極材料系列報告之二正極材料系列報告之二 市場規?？焖僭鲩L，新技術有望規?；瘧?正極材料正極材料市場規模市場規?？焖僭鲩L快速增長，行業格局仍然具有不確定性；行業格局仍然具有不確定性；新型正極材料技新型正極材料技術逐步成熟，有望迎來大規模應用

4、術逐步成熟，有望迎來大規模應用；維持行業維持行業強于大市強于大市評級。評級。 支撐評級的要點支撐評級的要點 正極材料是鋰離子電池中最關鍵正極材料是鋰離子電池中最關鍵的原材料的原材料：在動力電池的四大主要材料中，正極材料處于最關鍵的位臵。從動力電池原理來講，正極材料提供電池電化學反應所需的活性鋰離子；從動力電池成本來看，正極材料是占比最高的原材料，達到 30%以上。因此正極材料的變化對動力電池的性能和成本影響較大。 出貨量呈現出貨量呈現快速快速增長增長，產能擴張加速，產能擴張加速：從需求端來看，正極材料的需求量近幾年呈現較大增長，出貨量從 2016 年的 16.1 萬噸增長到 2021 年的10

5、9.4 萬噸，年化復合增速為 46.7%。我們預測，動力電池的需求量將從2022年的 450GWh增長到 2025年的 1020GWh，對于正極的需求量有望達到 225 萬噸，行業規模將進一步擴大。從供給端來看，目前磷酸鐵鋰擴產規模已達到 800 萬噸，三元材料擴產規模達到 180 萬噸，正極材料合計擴產規模約 980萬噸，遠超行業總需求。 價格逐步走高，價格逐步走高，出貨結構出現較大變化出貨結構出現較大變化：正極材料的價格近兩年跟隨碳酸鋰價格呈現大幅上漲，磷酸鐵鋰和三元材料的價格上漲幅度均在 30%以上。在價格上漲的大背景下，鐵鋰和三元的出貨結構出現較大變化，根據電池聯盟統計的數據，磷酸鐵鋰

6、的裝機占比從 2021年初的 37.5%逐步增長到 2022年的 67.1%，而三元材料則從 62.4%降低到 32.9%。 產能或將出現分化，技術壁壘將成未來競爭關鍵：產能或將出現分化，技術壁壘將成未來競爭關鍵：正極材料的產能規模呈現大幅度增長，一些新進入者憑借資源優勢紛紛布局正極材料產能。據統計， 現有的規劃產能存在一定的過剩風險， 可能出現高端產能不足，低端產能過剩的情況，對于行業格局可能會有較大影響。我們認為，在這種情況下，與頭部電池企業保持良好的技術合作關系，以及在產品技術方面具備更新迭代能力的企業才能夠在未來競爭中占得先機。 新技術有望迎來應用：新技術有望迎來應用：目前廣泛應用的正

7、極材料主要包括磷酸鐵鋰和三元等材料。隨著正極材料技術和制備工藝的不斷發展，一些新的材料技術逐步導入到電池中，未來有望實現大規模應用。經過改性后的磷酸錳鐵鋰材料具備較高的能量密度，較低的原材料成本和較高的安全性，有望成為未來重要的技術發展方向。高電壓單晶三元材料在循環性能方面具備優勢，性價比逐步凸顯。此外，Ni90及以上超高鎳材料具備高容量，能夠顯著提升電池能量密度，受到產業的廣泛關注。 投資建議投資建議 新能源汽車持續高景氣發展，動力電池正極材料出貨量快速上漲，出貨量結構出現顯著變化，產能擴張持續加速。未來隨著磷酸錳鐵鋰、單晶材料等新型正極材料技術工藝逐步成熟，市場規模有望進一步擴大。長期來看

8、，與頭部電池企業保持良好合作關系，具有一定技術壁壘且不斷進行技術開發迭代的企業有望在未來競爭中持續保持領先。推薦寧德時代、億緯鋰能、國軒高科、當升科技、容百科技、德方納米、華友鈷業、天賜材料，建議關注廈鎢新能、長遠鋰科、振華新材、芳源股份、中偉股份、格林美、富臨精工、湘潭電化等。 評級面臨的主要風險評級面臨的主要風險 原材料價格波動超預期；產業鏈價格競爭超預期；產業政策不達預期；技術迭代風險；國際貿易摩擦超預期；疫情影響超預期。 2022年 6月 8日 正極材料系列報告之二 2 目錄目錄 動力電池中最關鍵的原材料動力電池中最關鍵的原材料 . 6 從電池技術來看，正極材料決定電池性能 . 6 從

9、電池成本來看，正極材料占比較高 . 7 從制備技術來看，正極材料制備存在較高技術壁壘 . 8 市場格局或仍有變數，技術壁壘將成未來競爭關鍵市場格局或仍有變數，技術壁壘將成未來競爭關鍵 . 10 出貨量保持增長，結構出現變化 . 10 市場格局尚未穩定，新進入者增加 . 12 產能或將出現分化，技術壁壘將成未來競爭關鍵 . 17 高容量高安全低成本仍是未來技術發展方向高容量高安全低成本仍是未來技術發展方向 . 19 磷酸錳鐵鋰逐步具備優勢 . 19 高鎳和高電壓或成三元材料兩大技術發展趨勢 . 20 重點公司情況介紹重點公司情況介紹 . 22 當升科技：高鎳產品推陳出新，客戶結構逐步改善 . 2

10、2 容百科技：高鎳技術行業領先，布局上游降低成本 . 26 德方納米：液相法技術構筑壁壘，盈利水平穩步提升 . 31 投資建議投資建議 . 35 風險提示風險提示 . 36 mNoRrQpMzRtOoMtQvMmOoP9PbP9PtRqQoMoMjMoOpRjMoOvM8OrRyRvPmOoPwMmMrN 2022年 6月 8日 正極材料系列報告之二 3 圖表圖表目錄目錄 圖表圖表 1. 鋰離子電池工作原理示意圖鋰離子電池工作原理示意圖 . 6 圖表圖表 2. 正極材料晶體結構分類正極材料晶體結構分類 . 6 圖表圖表 3. 主要正極材料性能對比主要正極材料性能對比 . 7 圖表圖表 4. 不

11、同正極材料體系動力電池不同正極材料體系動力電池 . 7 圖表圖表 5. 磷酸鐵鋰電池成本構成磷酸鐵鋰電池成本構成 . 7 圖表圖表 6. 三元電池成本構成三元電池成本構成 . 7 圖表圖表 7. 2022年鋰電池材料與鋰電池價格變化年鋰電池材料與鋰電池價格變化 . 8 圖表圖表 8. 三元材料前驅體制備示意圖三元材料前驅體制備示意圖 . 9 圖表圖表 9. 三元材料制備示意圖三元材料制備示意圖 . 9 圖表圖表 10. 中國正極材料出貨量變化中國正極材料出貨量變化 . 10 圖表圖表 11. 中國正極材料價格變化中國正極材料價格變化 . 10 圖表圖表 12. 中國磷酸鐵鋰材料出貨量變化中國磷

12、酸鐵鋰材料出貨量變化 . 11 圖表圖表 13. 中國三元材料出貨量變化中國三元材料出貨量變化 . 11 圖表圖表 14. 中國正極材料出貨結構中國正極材料出貨結構 . 11 圖表圖表 15. 2020-2022年新能源乘用車補貼政策變化年新能源乘用車補貼政策變化 . 12 圖表圖表 16. 2021年中國正極材料市場格局年中國正極材料市場格局 . 12 圖表圖表 17. 2016-2021年中國正極材料市場集中度年中國正極材料市場集中度 . 12 圖表圖表 18. 2021年中國磷酸鐵鋰材料市場格局年中國磷酸鐵鋰材料市場格局 . 13 圖表圖表 19. 2017-2021年中國磷酸鐵鋰材料市

13、場集中度年中國磷酸鐵鋰材料市場集中度 . 13 圖表圖表 20. 2021年中國三元材料市場格局年中國三元材料市場格局 . 13 圖表圖表 21. 2016-2021年中國三元材料市場集中度年中國三元材料市場集中度 . 13 圖表圖表 22. 磷酸鐵鋰磷酸鐵鋰市場市場新進入廠商新進入廠商 . 14 圖表圖表 23. 2021-2025年全球動力電池與正極材料需求量測算年全球動力電池與正極材料需求量測算 . 14 圖表圖表 24. 磷酸鐵鋰磷酸鐵鋰設計設計產能產能與擴產規劃與擴產規劃（不完全統計）（不完全統計） . 15 續圖表續圖表 24. 磷酸鐵鋰磷酸鐵鋰設計設計產能產能與擴產規劃與擴產規劃

14、（不完全統計）（不完全統計） . 16 圖表圖表 25. 三元材料三元材料設計設計產能產能與擴產規劃與擴產規劃（不完全統計）（不完全統計） . 17 圖表圖表 26. 幾種正極材料性能比較幾種正極材料性能比較 . 19 圖表圖表 27. Mg摻雜對于磷酸錳鐵鋰材料性能的影響摻雜對于磷酸錳鐵鋰材料性能的影響 . 19 圖表圖表 28. 三元材料組成和容量三元材料組成和容量 . 20 圖表圖表 29. 單晶和多晶三元單晶和多晶三元 622材料循環示意圖材料循環示意圖 . 21 圖表圖表 30. 當升科技正極材料產品研發進展當升科技正極材料產品研發進展 . 22 圖表圖表 31. 當升科技主要鋰電產

15、品性能指標當升科技主要鋰電產品性能指標 . 22 圖表圖表 32. 2017-2021年當升年當升科技研發費用情況科技研發費用情況 . 23 2022年 6月 8日 正極材料系列報告之二 4 圖表圖表 33. 2017-2021年當升科技研發人員情況年當升科技研發人員情況 . 23 圖表圖表 34. 當升科技三元材料工藝流程當升科技三元材料工藝流程 . 23 圖表圖表 35. 當升科技與客戶合作協議當升科技與客戶合作協議 . 23 圖表圖表 36. 當升科技前五名客戶銷售額及占比當升科技前五名客戶銷售額及占比 . 24 圖表圖表 37. 當升科技鋰電材料銷售結構當升科技鋰電材料銷售結構 . 2

16、4 圖表圖表 38. 當升科技與供應商合作協議當升科技與供應商合作協議 . 24 圖表圖表 39. 當升科技營業收入構成當升科技營業收入構成 . 25 圖表圖表 40. 2017-2021年當升科技營業收入情況年當升科技營業收入情況 . 25 圖表圖表 41. 2017-2021年當升科技歸母凈利潤情況年當升科技歸母凈利潤情況 . 25 圖表圖表 42. 2017-2021年當升科技正極材料產銷情況年當升科技正極材料產銷情況 . 26 圖表圖表 43. 2017-2021年當升科技費用率情況年當升科技費用率情況 . 26 圖表圖表 44. 2017-2021年當升科技毛利率情況年當升科技毛利率

17、情況 . 26 圖表圖表 45. 2017-2021年當升科技凈利率和年當升科技凈利率和 ROE情況情況 . 26 圖表圖表 46. 容百科技在研項目容百科技在研項目 . 27 圖表圖表 47. 2017-2021年容百科技研發費用情況年容百科技研發費用情況 . 28 圖表圖表 48. 2017-2021年容百科技研發人員情況年容百科技研發人員情況 . 28 圖表圖表 49. 容百科技三元容百科技三元材料工藝流程材料工藝流程 . 28 圖表圖表 50. 2017-2021年容百科技前五大客戶及銷售占比年容百科技前五大客戶及銷售占比 . 29 圖表圖表 51. 容百科技與供應商合作協議容百科技與

18、供應商合作協議 . 29 圖表圖表 52. 2017-2021年容百科技營業收入情況年容百科技營業收入情況 . 30 圖表圖表 53. 2017-2021年容百科技歸母凈利潤情況年容百科技歸母凈利潤情況 . 30 圖表圖表 54. 2017-2021年容百科技正極材料產銷情況年容百科技正極材料產銷情況 . 30 圖表圖表 55. 2017-2021年容百科技費用率情況年容百科技費用率情況 . 30 圖表圖表 56. 2017-2021年容百科技毛利率情況年容百科技毛利率情況 . 31 圖表圖表 57. 2017-2021年容百科技凈利率和年容百科技凈利率和 ROE情況情況 . 31 圖表圖表

19、58. 德方納米主要研發項目德方納米主要研發項目 . 31 圖表圖表 59. 2017-2021年德方納米研發費用情況年德方納米研發費用情況 . 32 圖表圖表 60. 2017-2021年德方納米年德方納米研發人員情況研發人員情況 . 32 圖表圖表 61. 2017-2021年德方納米前五大客戶及銷售占比年德方納米前五大客戶及銷售占比 . 32 圖表圖表 62. 2017-2022Q1德方納米營業收入情況德方納米營業收入情況 . 33 圖表圖表 63. 2017-2022Q1德方納米歸母凈利潤情況德方納米歸母凈利潤情況 . 33 圖表圖表 64. 德方納米其他產品擴產規劃德方納米其他產品擴

20、產規劃 . 33 圖表圖表 65. 2017-2021年德方納米正極材料產銷情況年德方納米正極材料產銷情況 . 34 圖表圖表 66. 2017-2021年德方納米費用率情況年德方納米費用率情況 . 34 圖表圖表 67. 2017-2021年德方納米毛利率情況年德方納米毛利率情況 . 34 2022年 6月 8日 正極材料系列報告之二 5 圖表圖表 68. 2017-2021年德方納米凈利率和年德方納米凈利率和 ROE情況情況 . 34 附錄圖表附錄圖表 69. 報告中提及上市公司估值表報告中提及上市公司估值表 . 37 2022年 6月 8日 正極材料系列報告之二 6 動力電池中動力電池中

21、最最關鍵關鍵的原材料的原材料 從電池從電池技術技術來看，正極材料來看，正極材料決定電池性能決定電池性能 正極材料為動力電池電化學體系提供鋰離子正極材料為動力電池電化學體系提供鋰離子。動力電池作為鋰離子電池的一種產品形式，廣泛應用于新能源汽車和電化學儲能領域。鋰離子電池依靠鋰離子在正極和負極之間的移動來實現充放電，因此也被稱為“搖椅電池”。在充電過程中鋰離子從正極中脫出，嵌入到負極中；在放電過程鋰離子從負極中脫出，回到正極中，完成一次充放電過程。在組成鋰離子電池的原材料中，正極材料是鋰的化合物，為電池體系提供鋰離子。因此，從鋰離子電池的工作原理來看，正極材料是最關鍵的原材料。 圖表圖表 1. 鋰

22、離子電池工作原理鋰離子電池工作原理示意圖示意圖 資料來源：www.tf.uni-kiel.de，中銀證券 正極材料按照晶體結構大致可以分為三類。正極材料按照晶體結構大致可以分為三類。正極材料根據材料晶體結構可以分為橄欖石結構、層狀結構和尖晶石結構。LiFePO4是一種典型的橄欖石結構，其晶體沒有連續的 FeO6共邊八面體網絡，故不能形成電子導電，其導電性比較差。一般通過摻雜或包覆等手段來提升材料的電子導電性能。鈷酸鋰和三元材料是典型的層狀結構的電極材料，LiCoO2在高電壓下有很好的循環性能，但是鈷具有毒性、成本比較高。因此在其基礎上采用鎳和錳替代鈷的方式發展出了三元材料，既能夠提升材料克容量

23、，又能夠降低材料成本。LiMn2O4是典型的尖晶石結構電極材料，具有成本低、環境友好等優點，但是該材料在高溫下的循環性能較差。 圖表圖表 2. 正極材料晶體結構分類正極材料晶體結構分類 晶體結構晶體結構 示意圖示意圖 典型材料典型材料 優點優點 缺點缺點 橄欖石結構 磷酸鐵鋰 磷酸錳鐵鋰 安全性好 電子導電性差 層狀結構 鈷酸鋰 鎳鈷錳酸鋰 容量高 鈷具有毒性、成本高 尖晶石結構 錳酸鋰 成本低，環境友好 循環壽命差 資料來源：高工鋰電，中銀證券 2022年 6月 8日 正極材料系列報告之二 7 圖表圖表 3. 主要正極材料性能對比主要正極材料性能對比 材料材料 晶體結構晶體結構 克容量克容量

24、 mAh/g 電壓平臺電壓平臺 V 循環循環 壓實密度壓實密度 g/cm3 安全性安全性 磷酸鐵鋰 橄欖石 140-150 3.2 2000 2.2-2.3 優秀 三元 NCM 層狀 150-220 3.65 1000 3.7-3.9 較好 NCA 層狀 180-220 3.7 500 3.7-3.9 差 錳酸鋰 尖晶石 100-120 3.8 500 2.9-3.2 良好 鈷酸鋰 層狀 130-140 3.7 500 4.1-4.3 差 資料來源：電池中國網，高工鋰電，中銀證券 正極材料性能對于電池性能影響較大。正極材料性能對于電池性能影響較大。正極材料的克容量對于動力電池的能量密度影響較大

25、。根據目前廣泛使用的幾種動力電池材料體系來看，在負極材料不變的情況下，磷酸鐵鋰做正極的電池能量密度較低；當正極材料換做克容量較高的 5系、6系三元材料后，電池的能量密度也隨之提升，達到 200Wh/kg以上；當正極材料采用克容量更高的 NCM811材料后，電池能量密度能夠達到 260Wh/kg。此外，正極材料還包括容量更高的高鎳材料，富鋰錳基等，搭配硅基負極后，其能量密度能夠進一步提升到 300Wh/kg以上。因此不同的正極材料選擇對于組成動力電池的性能影響較大。 圖表圖表 4. 不同正極材料體系不同正極材料體系動力電池動力電池 正極材料正極材料 負極材料負極材料 隔膜材料隔膜材料 電解質電解

26、質 單體能量密度單體能量密度Wh/kg 進度進度 磷酸鐵鋰 石墨 PP/PE 碳酸酯類溶劑 功能添加劑 LiPF6鹽 140-190 規?；a NCM523,622 石墨 PP/PE 160-240 規?；a NCM811 石墨 PE 240-260 規?；a NCM811/NCA 硅碳/硅氧 PE 300 開發過程中 富鋰錳基 硅碳 PE 400 開發過程中 資料來源：電池中國網，高工鋰電，中銀證券 從電池成本來看，正極材料占比較高從電池成本來看，正極材料占比較高 正極材料正極材料在動在動力電池原材料成本中占比最高力電池原材料成本中占比最高。動力電池的組成主要有四大關鍵材料：正極、負極

27、、隔膜、電解液。根據我們測算，在磷酸鐵鋰電池的成本組成中，正極、負極、隔膜、電解液的占比分別為 40%、10%、8%、20%，在 811三元電池中，占比分別為 57%、7%、4%、13%?？梢钥闯?，無論在磷酸鐵鋰電池還是三元電池，正極材料成本占比均最高。因此，正極材料的選擇對于動力電池價格的影響較大。 圖表圖表 5. 磷酸鐵鋰磷酸鐵鋰電池成本構成電池成本構成 圖表圖表 6. 三元電池成本構成三元電池成本構成 正極40%負極10%隔膜8%電解液20%銅箔7%PVDF4%鋁箔1%其他10% 正極57%負極7%隔膜4%電解液13%銅箔2%PVDF1%鋁箔5%其他11% 資料來源：GGII，中銀證券

28、資料來源：GGII，中銀證券 2022年 6月 8日 正極材料系列報告之二 8 正極材料的價格變動對于動力電池成本影響較大。正極材料的價格變動對于動力電池成本影響較大。正極材料在電池中的成本占比最高，因此其價格變動也對電池價格起到較大影響。根據鑫欏鋰電公布的數據，磷酸鐵鋰材料平均價格從 2022年初的10.3萬元/噸上漲至目前的 15.5萬元/噸，上漲幅度為 50.5%；三元材料 523的價格從 25.65萬元/噸上漲至目前的 34.3萬元/噸，上漲幅度為 33.7%。磷酸鐵鋰單體電芯的單價從 0.64元/Wh上漲到 0.8元/Wh，上漲幅度為 26%，三元單體電芯的單價從 0.79元/Wh上

29、漲到 0.88元/Wh，上漲幅度為 10.8%。在其他主要材料上漲幅度低甚至價格降低的背景下，正極材料對電池價格的上漲起到直接推動作用。 圖表圖表 7. 2022年年鋰電池鋰電池材料與材料與鋰鋰電池價格變化電池價格變化 主材主材 材料材料 單位單位 2022.01價格價格 2022.05價格價格 變化幅度變化幅度 正極材料 磷酸鐵鋰 萬元/噸 10.30 15.50 50.49% 三元 523 25.65 34.30 33.72% 三元 622 26.00 37.00 42.31% 三元 811 28.25 39.75 40.71% 負極材料 人造石墨-中端 萬元/噸 5.15 5.30 2.

30、91% 隔膜（基膜） 7m+2m陶瓷涂覆 元/平方米 2.60 2.60 0.00% 電解液 鐵鋰 萬元/噸 11.03 8.75 -20.63% 三元 13.25 11.00 -16.98% 電池 磷酸鐵鋰電芯 元/Wh 0.64 0.80 25.98% 三元電芯 0.79 0.88 10.76% 資料來源：鑫欏鋰電，百川盈孚，高工鋰電，中銀證券 從制備技術來看，從制備技術來看，正極材料制備正極材料制備存在存在較高較高技術壁壘技術壁壘 磷酸鐵鋰制備主要采用固相法和液相法兩種。磷酸鐵鋰制備主要采用固相法和液相法兩種。固相合成法是目前應用最多、研究最為成熟的合成磷酸鐵鋰的方法，其中，碳熱還原法又

31、是應用較為廣泛的。固相合成法使用的鐵源一般為草酸亞鐵、氧化鐵、磷酸鐵等，鋰源一般為碳酸鋰、氫氧化鋰、乙酸鋰等，磷源一般為磷酸-二氫銨、磷酸氫二銨等。將上述原材料按化學計量比混合均勻后，在保護氣(N2、Ar等)下，首先在較低溫度下處理 1-5h，使原材料預分解，然后再在高溫下(550-750)處理 5-20h，由于原材料種類較多，因此該反應方法的關鍵是原材料混合時必須均勻。液相法主要有水熱/溶劑熱法、溶膠凝膠法、共沉淀法等，在使初始原料在分子水平上的混合和獲得的前驅體更均勻，比起固相合成法有無可爭議的優勢，但由于對生產條件控制的要求較高，其產業化相比固相合成法難度要大。其中，水熱/溶劑熱法是較為

32、普及的液相合成法，其相對較為快捷且易操作，以化學計量比 1:1:3 的 FeSO4、H3PO4和 LiOH 為原料，首先將FeSO4溶液和 H3PO4溶液混合，然后將 LiOH溶液加入混合物中，在 120條件下進行水熱反應 5h。此種方法在制備過程中，由于鋰/鐵的原子排布混亂，會使大概 7%的鐵原子占據鋰的位臵，使得制備出的產品中磷酸鐵鋰容量不夠高。 兩種方法各有優劣。兩種方法各有優劣。固相合成法最大的優點是設備和工藝簡單，制備條件容易控制，較為適合工業化生產。其缺點是原材料固相不均勻，化學反應產物顆粒較大，粒度分布范圍寬，產品批次一致性較差，對產品導電性、安全性等產生不利影響。液相合成法的優

33、點是容易控制晶型和粒徑，物相均一，粉體粒徑小，過程簡單。但其缺點也很明顯：需要高溫高壓設備，設備造價高，工藝復雜。 液相法存在較高技術壁壘。液相法存在較高技術壁壘。制備高性能的磷酸鐵鋰還是需采用液相合成法，只是在實際生產過程中要想辦法優化工藝，降低成本。磷酸鐵鋰龍頭企業德方納米就是采用的液相合成法“自熱蒸發液相合成納米磷酸鐵鋰技術”。該技術綜合了自熱蒸發液相合成法、非連續石墨烯包覆等技術，在常溫常壓下，通過將原料鋰源、鐵源、磷源和輔料混合后即可自發反應，反應放熱后快速蒸發水分而自動停止反應，得到納米磷酸鐵鋰的前驅體，而后在燒結過程中加入碳源，進行兩次的高溫分解，得到非連續的石墨烯包覆磷酸鐵鋰顆

34、粒。 2022年 6月 8日 正極材料系列報告之二 9 三元材料制備三元材料制備主要采用共沉淀法主要采用共沉淀法+高溫燒結高溫燒結。三元材料的合成包括前驅體制備和三元材料制備。前驅體制備采用共沉淀法，也稱為液相法，以沉淀反應為基礎。一般以一種或多種金屬離子的鹽溶液為原料，以硫酸鎳、硫酸鈷和硫酸錳為原料按鎳鈷錳元素化學計量比配成鹽溶液。配制 NaOH 溶液和適當濃度濃度的 NH3H2O，分別用作沉淀劑和絡合劑。反應在水浴下進行，使用蠕動泵控制進料速度。在一定速率下向三口瓶中同時泵入混合鹽溶液與 NaOH 和 NH3H2O 的混合溶液，整個沉淀過程都在一定攪拌速率和氮氣保護下進行，分別控制 pH

35、在 1012 之間。加料結束繼續通入氮氣進行保護并且采用適當的速率攪拌，然后靜臵。靜臵結束后，進行多次抽濾，然后洗滌、干燥，最后經過研缽研磨得到三元前驅體。三元材料的制備采用高溫固相法，將干燥后的三元前驅體與一定量的鋰源混合，混合均勻后，進行高溫煅燒，最后形成三元材料成品。 圖表圖表 8. 三元材料前驅體制備三元材料前驅體制備示意圖示意圖 資料來源：鋰電前沿，中銀證券 圖表圖表 9. 三元材料制備示意圖三元材料制備示意圖 資料來源：鋰電前沿，中銀證券 2022年 6月 8日 正極材料系列報告之二 10 市場市場格局格局或仍有變數或仍有變數，技術壁壘技術壁壘將成未來競爭將成未來競爭關鍵關鍵 出貨

36、量保持增長，出貨量保持增長，結構出現變化結構出現變化 正極材料整體出貨量增速較快。正極材料整體出貨量增速較快。正極材料近幾年的出貨量增長較快，2016 年出貨量為 16.1 萬噸，到2021年增長至 109.4萬噸，年均復合增速為 46.70%。2021年正極材料出貨量同比大幅增長 98.5%，增速創歷史新高。其中磷酸鐵鋰出貨量從 2016年的 5.56萬噸增長到 2021年的 45.5萬噸，年均復合增速為 52.26%；三元材料出貨量則從 5.4萬噸增長到 42.2萬噸，年均復合增速為 50.86%?？梢钥闯?，近 6年磷酸鐵鋰的增長速度較快。 磷酸鐵鋰材料出貨量同比增幅超磷酸鐵鋰材料出貨量同

37、比增幅超 200%。2016-2020年，國內磷酸鐵鋰出貨量基本保持緩慢增長趨勢，由 5.56萬噸增長到 14.5萬噸，年均復合增速為 27.08%。2021年，受動力及儲能電池出貨量高速增長、磷酸鐵鋰電池低溫性能得到改善、 上游原材料價格大幅提升等多種因素驅動。 根據 GGII公布的數據，2021年全球磷酸鐵鋰正極材料出貨量達到 48.5萬噸，同比大幅增長 239.16%；國內磷酸鐵鋰出貨量達到 45.5萬噸，同比大幅增長 213.79%。根據 GGII預測，2022年全球磷酸鐵鋰材料出貨量有望接近 100萬噸。 圖表圖表 10. 中國正極材料出貨量變化中國正極材料出貨量變化 圖表圖表 11

38、. 中國正極材料價格變化中國正極材料價格變化 資料來源：GGII，EV Tank，中銀證券 資料來源：萬得，中銀證券 三元材料出貨量增速穩定，高鎳趨勢明確。三元材料出貨量增速穩定，高鎳趨勢明確。2016-2020年，國內三元材料出貨量由 5.4萬噸增長至 23.5萬噸， 年均復合增速為 44.43%。 其中， 高鎳三元正極材料出貨量占三元材料的比重從 1%提高到 24%，三元材料高鎳趨勢顯著。 2021年， 受益于國內外新能源汽車市場蓬勃發展， 根據 EV Tank統計的數據，全球三元材料出貨量達到 71.8萬噸，同比增長 70.9%；國內三元材料出貨量達到 42.2萬噸，同比增長79.6%。

39、根據 EV Tank數據，2021年高鎳三元占三元材料出貨比重超過 36%，高鎳趨勢進一步明確。 2022年 6月 8日 正極材料系列報告之二 11 圖表圖表 12. 中國磷酸鐵鋰材料出貨量變化中國磷酸鐵鋰材料出貨量變化 圖表圖表 13. 中國三元材料出貨量變化中國三元材料出貨量變化 資料來源：GGII，EV Tank，中銀證券 資料來源：GGII，EV Tank，中銀證券 材料價格呈現大幅增長。材料價格呈現大幅增長。正極材料價格受上游原材料影響較大，近幾年上行趨勢較為顯著。2021年，電池級碳酸鋰價格由 5.15萬元/噸上升至 27.75萬元/噸，漲幅超過 400%。2022年 3月以來，碳

40、酸鋰價格已突破 50萬元/噸。 作為正極材料成本的重要組成部分， 碳酸鋰價格高漲給下游企業造成較大壓力，磷酸鐵鋰材料價格在一年內由 4.85 萬元/噸上漲至 16.8 萬元/噸，漲幅達到 246%。對于三元材料，其成本還受到鎳、鈷、錳材料的影響，價格呈現大幅增長趨勢。 鐵鋰材料市場份額逐步走高。鐵鋰材料市場份額逐步走高。2017-2021年，磷酸鐵鋰出貨占比從 21.72%提升至 41.59%，市場份額多年來首次超過三元材料，主要得益于原材料價格高漲背景下，磷酸鐵鋰成本優勢進一步顯現。同時伴隨補貼政策退坡，市場對高能量密度的三元材料需求增速放緩。刀片電池、CTP 等技術的逐步成熟也將帶動磷酸鐵

41、鋰電池成組效率提高，能量密度有所改善。未來隨著磷酸鐵鋰產能持續擴張，其市場份額有望進一步提升。 三元材料占比逐步降低。三元材料占比逐步降低。2017-2021年，三元材料出貨占比從 43.44%下降至 38.57%，市場份額逐漸降低 。 其中 ， 中低鎳產品出貨占比持續下降 ， 高鎳系列產品份額快速提高 。 2017-2021年， NCM333、 NCM523、NCM622合計出貨占比下降 18.13個百分點。5系產品降幅最大，從 2017年的 32.15%降低至 2021年的16.59%，下降 15.56 個百分點。2017-2021 年，隨著國內外乘用車市場對高性能產品需求不斷增長，NCM

42、811和 NCA產品合計出貨占比從 2.17%提升至 15.43%，高鎳化發展趨勢顯著。 圖表圖表 14. 中國正極材料出貨結構中國正極材料出貨結構 0%20%40%60%80%100%20172018201920202021磷酸鐵鋰3系三元5系三元6系三元高鎳三元錳酸鋰鈷酸鋰 資料來源：GGII，EV Tank，中銀證券 注：高鎳三元包括8系三元及NCA 2022年 6月 8日 正極材料系列報告之二 12 正極材料正極材料市場市場受受新能源汽車補貼影響較大。新能源汽車補貼影響較大。2013 年以來，我國逐步調整補貼標準，對續航里程、能量密度等指標提出更高要求，帶動能量密度更高的三元材料相關產

43、業鏈快速發展。隨著補貼政策逐步退坡，成本更低、安全性更高的磷酸鐵鋰技術路線回歸市場，帶動市場格局進一步轉變。為促進新能源汽車市場發展，我國補貼政策實行平緩退坡，2020-2022 年補貼標準分別在上一年基礎上退坡10%、20%、30%。2021年 12月 31日，四部委印發關于 2022年新能源汽車推廣應用財政補貼政策的通知 ，明確 2022年底終止補貼政策。由于正極材料在動力電池成本中占比最高，受到影響較大，下游補貼紅利的逐步消退將對正極材料價格帶來下行壓力。 圖表圖表 15. 2020-2022年新能源乘用車補貼政策變化年新能源乘用車補貼政策變化 車型車型 續航里程（續航里程（km） 20

44、22年年 YOY（%） 2021 年年 YOY（%） 2020年年 純電動乘用車 300-400 0.91 (30) 1.3 (20) 1.62 400 1.26 (30) 1.8 (20) 2.25 插電混動乘用車（含增程式） 50（NEDC工況） 43（WLTC工況） 0.48 (30) 0.68 (20) 0.85 資料來源：工信部，財政部，中銀證券 市場格局尚未市場格局尚未穩定，新進入者增加穩定，新進入者增加 正極材料市場集中度處于較低水平。正極材料市場集中度處于較低水平。正極材料為動力電池產業鏈的關鍵環節，新進入者眾多。一方面下游動力電池廠商出于產品質量、供應鏈保障等考慮，會自產部分

45、正極材料；另一方面，上游原材料廠商和回收企業具有資源優勢，也會向下布局，一定程度上擠占正極材料廠商的市場空間。目前磷酸鐵鋰成本優勢顯現、三元材料向高鎳低鈷趨勢發展、新型材料逐漸受到市場關注，不同技術路線均有其應用領域，正極材料市場格局有待重塑。2016年以來，中國正極材料市場競爭較為激烈，行業集中度處于較低水平，CR3基本維持在 22%左右，CR5未超過 35%。根據 EV Tank數據，2021年正極材料整體市場集中度仍然較低，前十名企業市場份額低于 50%，市場格局尚未形成。 圖表圖表 16. 2021年中國正極材料市場格局年中國正極材料市場格局 圖表圖表 17. 2016-2021年中國

46、正極材料市場集中度年中國正極材料市場集中度 廈門鎢業10%天津巴莫6%德方納米6%容百科技6%長遠鋰科6%其他66% 0%10%20%30%40%201620172018201920202021CR3CR5 資料來源：GGII，中銀證券 資料來源：GGII，中銀證券 磷酸鐵鋰市場格局磷酸鐵鋰市場格局相對相對比較集中。比較集中。受我國補貼政策影響，早期市場重心偏向能量密度更高的三元材料，磷酸鐵鋰材料需求下降，企業數量也相應縮減。2020 年以來，隨著新能源汽車補貼退坡形勢進一步明確，同時磷酸鐵鋰性能獲得持續改善，其性價比優勢逐步顯現，推動磷酸鐵鋰材料迅速搶占市場。頭部廠商由于技術積累，短期內將保

47、持較為穩固的行業龍頭地位。2021 年，湖南裕能、德方納米、常州鋰源分別以 22%、20%、9%的市場份額居行業前三名，磷酸鐵鋰材料市場 CR3達到 51%，CR5達到 67%，市場集中度處于較高水平。 2022年 6月 8日 正極材料系列報告之二 13 圖表圖表 18. 2021年中國磷酸鐵鋰材料市場格局年中國磷酸鐵鋰材料市場格局 圖表圖表 19. 2017-2021年中國磷酸鐵鋰材料市場集中度年中國磷酸鐵鋰材料市場集中度 資料來源：鑫欏鋰電，中銀證券 資料來源：GGII，鑫欏鋰電，中銀證券 三元材料市場格局相對分散。三元材料市場格局相對分散。三元材料近年來市場格局變化不大，CR3基本保持在

48、 30%-35%，CR5基本保持在 50%左右。隨著三元材料高鎳化趨勢進一步明確，以 8系、9系產品為主的三元材料廠商市場份額逐步提高。其中容百科技為高鎳龍頭，出貨量連續 3 年位于行業首位。此外，行業前十名廠商排序存在較明顯波動，且每年都有新企業進入市場，競爭較為激烈。 圖表圖表 20. 2021年中國三元材料市場格局年中國三元材料市場格局 圖表圖表 21. 2016-2021年中國三元材料市場集中度年中國三元材料市場集中度 資料來源：鑫欏鋰電，中銀證券 資料來源：GGII，鑫欏鋰電，中銀證券 陸續有企業進入磷酸鐵鋰行業。陸續有企業進入磷酸鐵鋰行業。2020 年下半年以來，新能源汽車行業持續

49、升溫，磷酸鐵鋰市場需求回暖，疊加磷酸鐵鋰行業壁壘不高等因素，各行業廠商加入擴產熱潮。傳統廠商德方納米、湖南裕能加速擴產進程，設計產能合計近百萬噸；湖北萬潤、富臨精工等企業規模逐漸擴大，規劃產能均超 20萬噸。當升科技攜手中偉股份，與廈鎢新能、振華新材等三元材料重要廠商邁入磷酸鐵鋰市場，前驅體龍頭格林美也公告開始規劃年產 5 萬噸磷酸鐵鋰項目。同時，部分磷化工、鈦白粉企業憑借原材料優勢，進一步向下延伸產業鏈。新洋豐、云天化等磷化工廠商具有較豐富的磷礦資源，龍佰集團、中核鈦白等鈦白粉廠商可利用副產品硫酸亞鐵作為鐵源，擁有更加突出的成本優勢，有助于企業實現產能落地后的效益最大化。此外，海螺創業、云翔

50、聚能等其他行業廠商也紛紛入局，最高規劃年產 50萬噸磷酸鐵鋰項目。 2022年 6月 8日 正極材料系列報告之二 14 圖表圖表 22. 磷酸鐵鋰磷酸鐵鋰市場市場新進入廠商新進入廠商 資料來源：各公司公告，中銀證券 現有正極材料產能現有正極材料產能預計預計能夠滿足能夠滿足 2025年年鋰電池鋰電池需求需求。據不完全統計，目前磷酸鐵鋰擴產規模已達到800萬噸，三元材料擴產規模接近 180萬噸，正極材料合計擴產規模達到 980萬噸。結合各公司公告及項目環評等信息，不考慮前驅體及磷酸錳鐵鋰等新型磷酸鹽系材料產能，預計磷酸鐵鋰 2022年設計產能達到 187萬噸，2023年設計產能達到 283萬噸；三