鋰電池正極材料全景解析

1、 鋰電池正極材料全景解析 鋰電材料處于整個(gè)鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈的上游，主要由正極材料、負(fù)極材料、隔膜和電解液四大材料組成。正極材料是鋰電池電化學(xué)性能的決定性因素，直接決定電池的能量密度及安全性，進(jìn)而影響電池的綜合性能。該環(huán)節(jié)雖然產(chǎn)值較高，但在議價(jià)能力方面“兩頭受壓”（上游資源與下游電池）。由于正極材料在鋰電池材料成本中所占的比例達(dá)30-40%，其成本也直接決定了電池整體成本的高低，因此正極材料在鋰電池中具有舉足輕重的作用，并直接引領(lǐng)了鋰電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。從當(dāng)前時(shí)點(diǎn)來(lái)看，各類正極材料的馬太效應(yīng)正在形成，產(chǎn)品開(kāi)始分層，在主流產(chǎn)品線上已進(jìn)入至數(shù)家頭部大廠之間的動(dòng)態(tài)博弈階段。鋰電池正極材料體系分類鋰電池按照正極

2、材料體系來(lái)劃分，主要分為鈷酸鋰（LCO）、錳酸鋰（LMO）、磷酸鐵鋰（LFP）、三元材料（鎳鈷錳酸鋰（NCM）和鎳鈷鋁酸鋰（NCA）等技術(shù)路線。鈷酸鋰成本較高、壽命較短，主要應(yīng)用于3C產(chǎn)品；錳酸鋰能量密度較低、壽命較短但成本低，主要應(yīng)用于專用車輛；磷酸鐵鋰壽命長(zhǎng)、安全性好、成本低，主要應(yīng)用于商用車；三元材料尤其是NCM能量密度高、循環(huán)性能好、壽命較長(zhǎng)，主要應(yīng)用于乘用車。高鎳是新的起點(diǎn)，大幅抬升三元材料的進(jìn)入門檻，當(dāng)前高鎳材料正在進(jìn)一步從8系向超高鎳9系發(fā)展。2020年1-11月我國(guó)正極材料出貨量接近40萬(wàn)噸。在量的增長(zhǎng)之外，出貨量結(jié)構(gòu)上也有顯著變化，其中磷酸鐵鋰和三元的占比持續(xù)提升，貢獻(xiàn)了主要

3、的增量。2020年1-11月中國(guó)NCM三元材料約21%產(chǎn)量出口海外，波蘭與韓國(guó)是最主要出口流向；鐵鋰與錳酸鋰產(chǎn)能基本全部匯聚在中國(guó)，海外產(chǎn)能占比僅約5%；鈷酸鋰產(chǎn)能中國(guó)約占全球70%，韓、日兩國(guó)占比約為19%。鋰電正極材料競(jìng)爭(zhēng)格局中國(guó)是全球正極材料主要產(chǎn)能集中地，占比約60%。國(guó)內(nèi)正極材料環(huán)節(jié)的產(chǎn)能龐大，頭部集中化趨勢(shì)逐步顯現(xiàn)。其中鈷酸鋰的集中度最高，磷酸鐵鋰次之，三元材料則相對(duì)偏低，2020年三類正極材料的CR3份額分別為68%、50%、35%據(jù)高工鋰電數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示，2020年第一季度實(shí)現(xiàn)供貨的正極材料廠商17家，相比2019年減少了7家，表明行業(yè)洗牌已經(jīng)開(kāi)始，產(chǎn)能、技術(shù)、客戶結(jié)構(gòu)較差的小企

4、業(yè)開(kāi)始退出市場(chǎng)，集中度有望加速提升。電池材料代表性企業(yè)主要有11家，其中正極材料主要有四家（當(dāng)升科技、容百科技、杉杉股份、德方納米）。根據(jù)真鋰研究數(shù)據(jù)顯示，2019年行業(yè)排名前三的公司中，德方納米正極材料出貨均為磷酸鐵鋰，容百科技正極材料出貨均為三元材料。當(dāng)前全球正極企業(yè)的產(chǎn)能布局已不再局限本國(guó)，而是全球化布局，其大多謀劃長(zhǎng)遠(yuǎn)，布局如高鎳化、高電壓、固態(tài)電池材料等技術(shù)方面。國(guó)內(nèi)正極材料客戶結(jié)構(gòu)進(jìn)一步優(yōu)化，當(dāng)下聚焦海內(nèi)外頭部電池商：圖表來(lái)源：五礦證券三元材料三元材料的高能量密度優(yōu)勢(shì)使其在動(dòng)力領(lǐng)域占據(jù)了重要地位，動(dòng)力電池的發(fā)展也帶動(dòng)了三元材料的放量。2020年1-11月三元總出貨量為17.8萬(wàn)噸，

5、同比微降0.7%，其他及海外用量為11.3萬(wàn)噸。國(guó)內(nèi)三元正極行業(yè)的參與者眾多，由于三元等材料體系的產(chǎn)能投資所需資本開(kāi)支高且技術(shù)迭代較快，常規(guī)三元正極制備工藝的壁壘較低，且后續(xù)衍生型號(hào)眾多，導(dǎo)致技術(shù)路線分化，因此三元正極行業(yè)的集中度一直較低。三元材料廠商競(jìng)爭(zhēng)激烈，格局較為分散，頭部大型廠商之間的份額差距較小，2020年行業(yè)CR5約為52%。從動(dòng)態(tài)視角來(lái)看，行業(yè)集中度呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。高工鋰電數(shù)據(jù)顯示，在2019年國(guó)內(nèi)三元正極市場(chǎng)中，容百鋰電、長(zhǎng)遠(yuǎn)鋰科、湖南杉杉、當(dāng)升科技、廈門鎢業(yè)、振華新材料、天津巴莫等企業(yè)占據(jù)主要地位。數(shù)據(jù)來(lái)源：高工鋰電，東方證券2020年1-5月三元電池領(lǐng)域LG化學(xué)超比亞迪位列第

6、二，市占率高達(dá)19.1%，三元電池市場(chǎng)格局由2019年寧德時(shí)代（50.5%）、比亞迪（19.7%）“雙寡頭”格局轉(zhuǎn)變?yōu)槟阏f(shuō)的（45.1%）、LG化學(xué)（19.1%）、比亞迪（17.0%）“三寡頭”格局。高鎳三元由三元材料產(chǎn)品同質(zhì)化程度較高的常規(guī)型產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，倒逼企業(yè)加快高鎳化單晶化等新系列產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，同時(shí)加大對(duì)頭部電池企業(yè)的拓展。雖然中國(guó)占據(jù)著全球半數(shù)以上的三元材料產(chǎn)能，但在高鎳市場(chǎng)方面國(guó)內(nèi)三元材料企業(yè)還有提升空間。國(guó)內(nèi)真正能夠?qū)崿F(xiàn)高鎳三元材料批量出貨的企業(yè)并不多，出貨量較高的企業(yè)主要為容百、巴莫、貝特瑞以及邦普。據(jù)華安證券報(bào)告數(shù)據(jù)顯示，容百高鎳產(chǎn)量占比70%左右，處于高鎳三元行業(yè)龍頭地位，

7、巴莫、貝特瑞與邦普則處于行業(yè)第二梯隊(duì)，當(dāng)升科技、長(zhǎng)遠(yuǎn)鋰科、杉杉股份、振華新材等企業(yè)距離TOP4都有一定的差距，處于行業(yè)第三梯隊(duì)。就當(dāng)前國(guó)內(nèi)高鎳三元材料的供貨格局來(lái)看，2020年國(guó)內(nèi)第一、二梯隊(duì)的高鎳三元材料有望繼續(xù)擴(kuò)大其出貨規(guī)模，從而躋身全球一流高鎳三元材料生產(chǎn)商地位，而對(duì)于第三梯隊(duì)的企業(yè)而言，如何正確的把握客戶需求，生產(chǎn)出差異化的產(chǎn)品，將成為未來(lái)公司發(fā)展的重要目標(biāo)。受疫情影響，歐美多家車廠選擇關(guān)停工廠，松下、LG、三星等企業(yè)也相繼關(guān)停了其位于歐美地區(qū)的電池廠。豐田、松下等企業(yè)也開(kāi)始考慮或者關(guān)停日本本土的工廠，在一定程度上抑制海外市場(chǎng)對(duì)于日韓企業(yè)高鎳三元材料的需求。正極材料同行業(yè)可比公司經(jīng)營(yíng)情

8、況比較：資料來(lái)源：中國(guó)化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)，華安證券研究所磷酸鐵鋰雖然在與磷酸鐵鋰電池的競(jìng)爭(zhēng)中，三元鋰電池在安全性和穩(wěn)定性上略遜一籌，但確具有其他電池?zé)o法比擬的電池能量密度、材料成本、續(xù)航里程的優(yōu)勢(shì)。磷酸鐵鋰主要以國(guó)內(nèi)動(dòng)力領(lǐng)域?yàn)橹?，但過(guò)去受補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)制約發(fā)展幾乎停滯；但隨著磷酸鐵鋰性價(jià)比優(yōu)勢(shì)突出，在儲(chǔ)能等非動(dòng)力領(lǐng)域的應(yīng)用快速發(fā)展，尤其在2019年開(kāi)始爆發(fā)。在電芯層面，磷酸鐵鋰成本低廉的優(yōu)勢(shì)顯著，使用成本仍然顯著優(yōu)于三元，在正極和電芯層面有50%和20%以上的降本優(yōu)勢(shì)，并且由于不含鈷鎳等貴重金屬，磷酸鐵鋰價(jià)格波動(dòng)遠(yuǎn)小于三元，利于成本管控。磷酸鐵鋰電池龍頭企業(yè)通過(guò)差異化創(chuàng)新加大技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。從產(chǎn)能

9、規(guī)劃格局上看，磷酸鐵鋰行業(yè)集中度將顯著提升，已進(jìn)入領(lǐng)軍廠商之間的拼殺階段，2020年行業(yè)CR5約75%（CR3為50%），相比之下在2017年度這一數(shù)字僅為37%。在主流企業(yè)中，比亞迪、國(guó)軒以自用為主，德方納米、貝特瑞、湖南裕能、湖北萬(wàn)潤(rùn)則外售。其中德方納米仍維持龍頭地位，市占率接近30%。2020年底和目前在建產(chǎn)能均位于行業(yè)第一，2021年市占率有望回升至29%以上。湖南裕能在獲得寧德時(shí)代和比亞迪增資后計(jì)劃將產(chǎn)能擴(kuò)充至10萬(wàn)噸以上，位于行業(yè)第二。從電池包以及結(jié)構(gòu)層面看，磷酸鐵鋰由于其成熟穩(wěn)定性，在“刀片”“CTP”等結(jié)構(gòu)創(chuàng)新和成組效率上占據(jù)優(yōu)勢(shì)，但是隨著三元尤其是高鎳三元的技術(shù)發(fā)展成熟穩(wěn)定，

10、也有提升空間，差距會(huì)縮小。寧德時(shí)代的“CTP”技術(shù)可以將磷酸鐵鋰電池能量密度提升至160Wh/kg以上，用在三元上則可以提升至200Wh/kg。除寧德時(shí)代、比亞迪2家供應(yīng)商在三元電池和磷酸鐵鋰路線均有較高的市場(chǎng)份額之外，其他競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手大多專注于一種技術(shù)路線，比如專注三元的力神、中航鋰電、孚能科技，專注磷酸鐵鋰電池的國(guó)軒、億緯鋰能等。之前的動(dòng)力電池供應(yīng)商沃特瑪、比克電池等份額逐漸縮小，產(chǎn)能出清。磷酸鐵鋰格局變化(2017-2020)：圖表來(lái)源：高工鋰電，華安證券鈷酸鋰材料鈷酸鋰主要用于消費(fèi)電子領(lǐng)域，和消費(fèi)電子行業(yè)景氣度相關(guān)度高。2014年鈷酸鋰出貨量3.24萬(wàn)噸，2019年為6.62萬(wàn)噸，基本五年

11、實(shí)現(xiàn)了翻倍，增速較緩慢；2020年1-11月為6.26萬(wàn)噸，同比下降2.7%。鈷酸鋰材料的競(jìng)爭(zhēng)格局已基本確立，2020年CR3和CR5分別達(dá)到68%和84%，其中廈鎢的市場(chǎng)份額升至39%，未來(lái)高電壓鈷酸鋰等產(chǎn)品或促使產(chǎn)品壁壘進(jìn)一步提升，高低端需求分層。正極材料2020年市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局：未來(lái)高鎳三元和磷酸鐵鋰電池將分別憑借性能和價(jià)格優(yōu)勢(shì)占據(jù)國(guó)內(nèi)動(dòng)力電池市場(chǎng)的主要份額，改變目前中鎳三元為主的局面，預(yù)計(jì)到2025年高鎳三元和磷酸鐵鋰電池合計(jì)占比將超過(guò)80%。全球機(jī)遇從全球視角來(lái)看，日系、韓系領(lǐng)軍電池廠的高端新產(chǎn)品更傾向于通過(guò)其內(nèi)部正極產(chǎn)能或通過(guò)其本土供應(yīng)商來(lái)實(shí)現(xiàn)推廣和上量，尤其在全球新能源汽車形成區(qū)域供應(yīng)鏈的趨勢(shì)下，該情形愈發(fā)普遍，從日韓到歐洲，海外正極材料正在實(shí)