证券新能源汽车产业链之正极材料篇新常态高镍三元势不可挡

1、证券研究报告行业深度报告有色金属正极材料新常态，高镍三元势不可挡新能源汽车产业链之正极材料篇评级：推荐0.290.270.0769.5492.2196.070.440.420.1346.7559.8250.770.610.630.2133.8039.5931.43杉杉当升科技美推荐推荐推荐推荐上次评级：一年期率比较资料来源：证券投资要点正极材料为锂离子电池产业链的关键材料。锂离子电池产业链包括正极材料、负极材料、隔膜、电解质、与电池封装 5个环节，正极材料的性能是制约锂电池容量的重要因素。常见的正极材料有钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、三元材料等。随着消费类电池的平稳增长和动力型电池的快速增长，正极

2、材料的产量逐步扩大，2012-2016 年间国内正极材料产量从4.4 万吨增长到16.16万吨，年复合增长率高达 38%。2011-2016 年，正极材料产值从57 亿元增长到 208 亿元，年复合增长率达 24%。随着上游原材料价格的上涨，正极材料价格普遍上涨。表现%1m3m12m14.773.349.972.291.297.17有色金属(申上证综指证券研究发展中心正极材料下游市场需求旺盛，以动力型电池增长为主。2012-2016年，国内锂离子电池产量从 17.2Gwh 增加到 62.34Gwh，年均复合增长率为 38%；产值从 374 亿增加到 1032 亿元，年均复合增长率为 29%。动

3、力型电池应用的传统 3C 领域增长放缓，但新兴的无人机、智能穿戴等行业，尤其是新能源汽车产业，带动了动力电池需求量的爆发式增长。2012-2016 年，我国动力电池出货量从 0.66Gwh 增长到 30.8Gwh，年均复合增长率高达 261%。预计全国动力电池 2017-2020 年需求分别为 42.8、55.4、73.5 和99.6Gwh。龙靓longliangS0530516040001相关研究报告：行业研究*有色金属行业月度跟踪点评报告：新能源上游材料长期景气，关注电解铝供给侧,2017-07-17行业研究*有色金属行业 5 月跟踪点评： 锂盐涨价，贵金属机会隐现,2017-05-30

4、行业研究*锂行业深度报告：锂资源紧张，涨价进行时,2017-05-22产能扩术路线图等，高镍三元材料为王。根据节能与新能源汽车技的要求，到 2020 年，新能源汽车年产销达到200 万辆，动力电池单体比能量达到 300 瓦时/公斤以上，力争实现 350 瓦时/公斤，系统比能量力争达到 260 瓦时/公斤、成本降至 1 元/瓦时以下。2016年正极材料产量 16.16 万吨中，磷酸铁锂产量 5.7 万吨，同比增长 75%；三元材料产量 5.43 万吨，同比增长 49%。国内厂家目前在积极扩张产能。同时，高能量密度的要求促进了高镍三元材料的发展，预计未来高镍三元材料 会逐渐增大。建议关注：杉杉、当

5、升科技、美风险提示：新能源和市场发展未达预期内部客户参考请务必阅读正文之后的免责条款部分重点股票2016A2017E2018E评级EPSPEEPSPEEPSPE报告日期：2017-07-21行业研究报告目 录一正极材料：锂电池的核“芯”. -5-1.1正极材料为锂电池产业链的关键材料. -5-1.2传统的电池材料正不断被替换. -6-1.3上游涨价带动正极材料价格上涨. -8-1.4动力电池材料成为热点. -9-二下游市场需求旺盛，以动力型电池增长为主. -11-2.13C 市场增速放缓，需求平稳. -12-2.2动力型电池增长明显，需求旺盛. -14-2.3储能领域的应用逐渐增长. -15-

6、三扩，高镍三元为王. -16-3.1高能量密度三元材料需求增大. -16-3.2产能扩大加剧行业洗牌. -18-3.3正极材料韩三分天下. -19-四重点关注公司. -20-4.1杉杉（600884）行业龙头，布局完善. -20-4.2当升科技（300073）构筑高镍三元材料护城河. -21-4.3美（002340）正极材料回收产业链完善. -22-内部客户参考请务必阅读正文之后的免责条款部分- 2 -行业研究报告图表目录1：锂离子电池结构. - 5 -图表图表2：材料成本. - 5 -3：正极材料产业链（以含钴的材料为例）. - 5 -图表图表4：正极材料性能统计. - 6 -图表5：正极材

7、料细分产量（2013-2015，万吨）. - 7 -6：正极材料产量（2012-2016，万吨）. - 8 -图表图表7：正极材料产量结构（2016，万吨）. - 8 -8：磷酸铁锂价格变动趋势图（元/吨）. - 8 -图表图表9：钴酸锂价格变动趋势图（元/吨）. - 8 -图表10：部分正极材料价格涨跌表（万元/吨）. - 8 -11：三元 NCM523 价格变动趋势图（元/吨）. - 9 -图表图表12：常见正极材料示意图. - 9 -13：磷酸铁锂路线图. - 9 -图表图表14：三元材料路线图. - 9 -图表15：三元材料分型号产量（2016） . - 10 -16：常见的三元正极材

8、料性能表. - 10 -图表图表17：主要的正极材料厂商（2016）. - 10 -18：主部分正极材料上市公司业绩（2016）. - 11 -图表图表19：全球锂电市场规模（2011-2015，亿元）. - 11 -图表20：锂电池产量和增速（2012-2016，Gwh）. - 11 -21：锂电池产值和增速（2012-2016）. - 12 -图表图表22：锂电池用途（2012-2015）. - 12 -23：全球出货量（2011-2016，千部）. - 13 -图表图表24：无人机市场规模产值（亿元）. - 13 -图表25：智能穿戴市场规模（亿元）. - 13 -26：全国动力电池用正

9、极材料需求（2017-2020，万吨）. - 14 -图表图表27：全国动力电池出货量（2012-2016，Gwh）. - 14 -28：各类型动力电池出货量（2016） . - 14 -图表图表29：全国三元材料销量和内部客户参考（2012-2018，吨）. - 15 -请务必阅读正文之后的免责条款部分- 3 -行业研究报告30：全国三元材料市场产值（2014-2018，亿元）. - 15 -图表图表31：全球电化学储能项目累计装机规模（MW）. - 16 -图表32：电化学储能项目累计装机规模（MW）. - 16 -33：电化学储能技术的综合比较. - 16 -图表图表34：池技术发展规划

10、. - 17 -35：国内企业对于 NCM811/NCA 布局图（2016）. - 17 -图表图表36：部分国内厂商的高镍三元材料的投产计划. - 17 -图表37：NCA 材料企业的进展（2016）. - 18 -38：部分企业 NCA 产能规划. - 18 -图表图表39：2017 年以来部分正极材料厂商扩产情况. - 19 -40：杉杉锂电材料业务明细表（2016）. - 20 -图表图表41：杉杉营业收入及（2015-2019，亿元）. - 21 -图表42：杉杉净利润及（2015-2019，亿元）. - 21 -43：当升科技营业收入及（2015-2019，亿元）. - 21 -图

11、表图表44：当升科技净利润及（2015-2019，亿元）. - 21 -45：当升科技营业收入（2016）. - 22 -图表图表46：当升科技出货结构（2013-2016）. - 22 -图表47：美营业收入及（2015-2019，亿元）. - 23 -48：净利润及（2015-2019，亿元）. - 23 -图表美图表49：美 2016 年主要业务明细表. - 23 -内部客户参考请务必阅读正文之后的免责条款部分- 4 -行业研究报告一正极材料：锂电池的核“芯”1.1 正极材料为锂电池产业链的关键材料锂离子电池产业链正极材料、负极材料、隔膜、电解质、与电池封装 5 个环节，其中正极材料约占

12、成本的 30-40%，同时正极材料的性能是制约锂离子电池容量进一步提高的关键因素。图表 1：锂离子电池结构图表 2：材料成本资料来源：GGII，证券资料来源：GGII，证券正极材料相较于负极材料，容量较低。目前，工业化正极材料的实际比容量在200 mA h g-1 左右，而负极材料的实际比容量在 300 mA h g-1 以上。由于电池的整体容量是由较小的正极材料的比容量决定，所以正极材料制约了锂离子电池容量的进一步提高，是关键性材料。从原料到正极材料，会经过从矿石到前驱体，再到正极材料的工程。如磷酸铁锂材料的前驱体为磷酸铁。其中前驱体的性质很重要，因为前驱体的形貌、粒径、比表面积、振实密度等

13、因素对于最终形成的正极材料的性质有很大影响。图表 3：正极材料产业链（以含钴的材料为例）资料来源：GGII，证券内部客户参考请务必阅读正文之后的免责条款部分行业研究报告1.2 传统的电池材料正不断被替换常见的正极材料有钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、三元材料等。（1）钴酸锂（LiCoO2）：钴酸锂是首个被用作商业化的锂离子电池正极材料，为层状结构，其理论比容量为 274 mA h g-1。但在实际的充放电过程中，为了保持结构的性，只能发生部分的锂离子嵌脱，因此实际容量仅有 130-140 mA h g-1。同时由于有钴资源相对贫乏、价格较高、对环境性等缺点，再加上该材料的安全性能较差、容量相对较低，

14、大大限制了其广泛的应用和长远的发展。目前钴酸锂材料电池主要用于数码电池中。（2）锰酸锂：锰酸锂有尖晶石型和层状型，主要为尖晶石酸锂。相较于钴酸锂，具有资源丰富、价格便宜、对环境污染小且安全性能优良等特点。尖晶石结构的 LiMn2O4 理论容量为 148 mA h g-1 左右，实际应用中容量为 90-120 mA h g-1，正常工作电压在 3-4V，但是在 3V 的充放电范围内，Li+的嵌入和脱出反应可逆性差， 尖晶石的结构很难保持完整性，循环性较差，而且在高温循环中，由于锰在电解液中的溶解和Jahn-Teller 效应也导致材料的容量衰减严重。（3）磷酸铁锂：LiFePO4 具有典型的橄榄

15、石结构，理论比容量为 170mA hg-1左右，实际应用中达到 150 mA h g-1。磷酸铁锂原料丰富、价格相比其他材料来说比较低廉、对环境友好，加上较循环性能和高安全性使得其率先在电动汽车上得到了应用。但是磷酸铁锂材料的导电性较差，振实密度较低，导致体积能量密度较低，限制了其进一步的应用。（4）三元材料：受到钴酸锂的金属元素掺杂改性的启发，多元金属复合氧化物三元材料 LiNi1-x-yCoxNyO2（N=Mn、Al）得到了快速发展。三元材料结合了钴酸锂、镍酸锂和锰酸锂（铝酸锂）的优点，形成了三元共溶体，可以充分发挥三个组元的作用。其理论容量较高，具有较为均衡的性质，在动力型电池市场中占据

16、了重要的地位。图表 4：正极材料性能统计材料成分结构理论能量密度（mA h /g） 实际能量密度（mA h /g）振实密度（g/cm3） 电压平台（V）环保性LiCoO2层状LiMn2O4尖晶石状LiFePO4橄榄石状LiNiCoMnO2层状LiNi1-x-yCoxAlyO2层状274148170278270-2801351101401601802.8-33.6差2.2-2.43.7好1-1.43.2较好2-2.33.5较好2-2.43.5较好内部客户参考请务必阅读正文之后的免责条款部分- 6 -镍钴锰酸锂钴酸锂锰酸锂磷酸铁锂镍钴铝酸锂(NCM111 型)行业研究报告原材料成本原材料资源高贫乏

17、差低丰富良好低 丰富好循环性好、安全、成本低较低 较贫乏较好高能量密度、成本较低 循环性差、高温易胀气动力/数码电池较低较贫乏热性高能量密度、成本较低 循环性差、高温易胀气动力/数码电池优点高能量密度成本较低高温循环性差能量密度低动力/储能电池缺点成本高能量密度较低动力/数码电池适用领域数码电池资料来源：，证券目前，国内的钴酸锂技术较为完善，主要应用于消费类电池领域。但是由于钴资源较为紧缺，且具性，使得其正在被更高电压的钴酸锂、能量密度和成本更加均衡的三元材料等取代。随着消费类电池的平稳增长和动力型电池的快速增长，正极材料的产量逐步扩大。产能方面：2012-2016 年，国内正极材料产量从 4

18、.4 万吨增长到 16.16 万吨， 年复合增长率高达 38%。2016，磷酸铁锂产量 5.7 万吨，同比增长 75%；三元材料产量 5.43 万吨，同比增长 49%；钴酸锂产量 3.49 万吨，同比增长 9.4%。产值方面：2011-2016 年，正极材料产值从 57 亿元增长到 208 亿元，年复合增长率高达 24.08%。2016 年增长超过 54%。其内三元材料、磷酸铁锂、锰酸锂等正极材料市场规模同比增速超过 70%。三元材料市场规模接近 80 亿元，磷酸铁锂与锰酸锂产值分别50 和 7 亿元。产量方面：2013-2015 年，钴酸锂从 3.8 万吨增长到 4.2 万吨，NCM 从 2

19、.3 万吨到 3.65 万吨，锰酸锂从 1 万吨增长到 1.7 万吨，磷酸铁锂从 0.5 万吨增长到 3.24 万吨。总体来看，磷酸铁锂和三元 NCM 在急锂在平稳增加。，钴酸锂和锰酸图表 5：产量（2013-2015，万吨）正极材料细分资料来源：网 ，证券内部客户参考请务必阅读正文之后的免责条款部分- 7 -行业研究报告图表 6：正极材料产量（2012-2016，万吨）图表 7：正极材料产量结构（2016，万吨）资料来源：电池网，证券资料来源：物理与化学，证券1.3 上游涨价带动正极材料价格上涨受到上游原料的涨价影响，正极材料价格普遍上涨。2017 年初至今，金属钴和碳酸锂价格上涨明显，截止

20、 2017 年 6 月 27 日，电池级碳酸锂价格为 15 万元/吨，从年初至涨 11%；截止 2017 年 7 月 3 日，电解钴（99.98%）中间价 41.1 万元/吨，从年初至今价格上涨 62%。作为下游的正极材料的重要原料，金属钴和碳酸锂等的价格上涨带动了正极材料价格的上涨。截止 2017 年 6 月，钴酸锂价格为 38 万元/吨，比 2016 年初上涨 107%；磷酸铁锂价格为 9.5 万元/吨，比 2016 年初下跌 2%； 三元 NCM523 价格为 18.5 万元/吨，比 2016 年初上涨 24%。其中磷酸铁锂价格变动不大，主要是由于磷酸铁锂材料没有用到价格上涨剧烈的原料钴

21、，价格相对平稳。2016 年以来由于碳酸锂价格处于高价，全年均价高达 13.5 万元/吨，同时 2016 年镍、钴金属价格持续上涨，直接带动正极材料价格上涨。未来随着新能源汽车的补贴逐步退坡，乘用车厂家降价较大，势必部分转嫁到上游的动力电池和材料厂商。因此未来几年，正极材料厂商也降成本、提高材料利用率等。图表 8：磷酸铁锂价格变动趋势图（元/吨）图表 9：钴酸锂价格变动趋势图（元/吨）资料来源：电池网，证券资料来源：物理与化学，证券图表 10：部分正极材料价格涨跌表（万元/吨）内部客户参考请务必阅读正文之后的免责条款部分- 8 -行业研究报告磷酸铁锂9.79.5-2%18.838.0+107%

22、钴酸锂三元 NCM52314.918.5+24%资料来源：百川数据库，证券1.4 动力电池材料成为热点对于正极材料的，从前驱体开始生成。常见的，磷酸铁锂的前驱体是磷酸铁，NCM/NCA 的前驱体是没有配进行烧结的前驱体，钴酸锂的前驱体是四氧化三钴。前驱体的性质对于最后的正极材料。图表 11：三元 NCM523 价格变动趋势图（元/吨）图表 12：常见正极材料示意图资料来源：百川数据库，证券资料来源：GGII，证券磷酸铁锂材料目前偏大。根据 GGII 的数据，2016 年动力锂电正极材料产量中磷酸铁锂的产量（含企业自产）为 5.7 万吨，同比增长 75%。三元材料产量 5.43万吨，同比增长 4

23、9%，磷酸铁锂材料相对较高。磷酸铁锂的经过以下步骤：和经过喷雾干燥后形成磷酸铁锂前驱体，再和碳源烧结形成最终的磷酸铁锂正极材料。图表 13：磷酸铁锂路线图图表 14：三元材料路线图内部客户参考请务必阅读正文之后的免责条款部分- 9 -2016 年初价格2017 年 6 月价格涨跌行业研究报告资料来源：，证券资料来源：，证券目前，三元正极材料市场以 NCM523 为主，预计未来高镍三元材料的比重会增加。NCM 材料NCM111、NCM424、NCM442、NCM523、NCM622、NCM811等。其中 NCM111、NCM523、NCM622 和 NCM811 较为常见，目前国内三元材料以 N

24、CM523 为主，2016 年其在三元材料分型号产量中为 76%，NCM111 和NCM622分别为 13%和 10%。未来随着对动力电池能量密度的高要求和续航里程的延长，高镍的 NCM622、NCM811 以及 NCA会持续增加。图表 15：三元材料分型号产量（2016）资料来源： GGII，证券图表 16：常见的三元正极材料性能表能量密度、循环性、安全性相对均衡倍率性能好较高比容量、成本较低首次充放电效率较低、有阳离子混排现象、放电平台较低首次充放电效率较低、循环性较差振实密度低、一次枝晶大循环性能、倍率性能、热性和自放电等之间的平衡差NCM111LiNi1/3Co1/3Mn1/3O215

25、0 mA h/gNCM424NCM442LiNi0 4Co0 2Mn0 4O2LiNi0 4Co0 4Mn0 2O2160 mA h/g170 mA h/gNCM523LiNi0 5Co0 2Mn0 3O2160 mA h/g较高比容量和热性性能好，高能量，易于在较低的温度下烧结NCM622LiNi0 6Co0 2Mn0 2O2170 mA h/g循环性能稍差NCM811NCALiNi0 8Co0 1Mn0 1O2LiNi0 8Co0 15Al0 05O2190 mA h/g190 mA h/g具有高容量、价格能量密度高优势烧结条件苛刻、容易吸潮不资料来源：，证券国内正极材料企业产能相对集中，

26、行业集中度较高。目前国内的正极材料市场规模为 16.16 万吨/年，产值 208 亿元。根据电池网和顾问的评选，2016 年正极材料前十大企业产能接近 27%。图表 17：主要的正极材料厂商（2016）内部客户参考请务必阅读正文之后的免责条款部分- 10 -公司主要和产能主要客户化学式能量密度优点缺点行业研究报告28000 吨正极材料产能15000 吨正极材料产能16000 吨正极材料产能15000 吨正极材料产能15000 吨正极材料产能，三元前驱体 20000 吨10000 吨正极材料产能5000 吨磷酸铁锂产能，15000 吨磷酸铁产能6000 吨磷酸铁锂产能，2000 吨三元产能100

27、00 吨正极材料产能正极材料产能 6000 吨ATL、松下、湖南杉杉能源北大先行科技产业厦门钨业湖南瑞翔新材料、CATL、ATL、哈光宇等松下、CATL、三星 SDI、LG 等三星 SDI、LG、SKI、东芝、等宁波金和新材料三星 SDI、LG、ATL 等当升材料三洋能源、LG、三星 SDI、等安达科技材料、CATL、中航锂电、国轩等湖南升华、哈光宇、中航锂电、南都电源等天津湖南长远锂科、三星、LG、哈光宇等、CATL 等资料来源：电池网，顾问，证券图表 18：主部分正极材料上市公司业绩（2016）杉杉能源当升科技美厦门钨业中信国安安达科技科恒振华新材湘潭电化能源卓能材料25.0813.357

28、8.3585.2839.279.127.874.846.582.222.02+8%+55%+53%+10%+40%+341%+101%+8%+5%+69%+127%2.060.992.641.472.302.660.340.050.220.180.21+139%+647%+71%+122%-34%+443%扭亏为盈+150%+100%80%+91%资料来源：同花顺，证券二下游市场需求旺盛，以动力型电池增长为主新能源行业快速发展，前景良好。随着人类的快速发展和工业化进程的不断，人们对能源的需求不断增长。煤、石油和天然气等传统化石日渐枯竭，能源问题日趋严峻；同时随着全球人口的膨胀，环境污染的持续加

29、剧，迫使人们寻找一种可再生的绿色能源。常见的新能源有太阳能、风能、水能、潮汐能地热能等，这些新能源行业得到了快速发展。图表 19：全球锂电市场规模（2011-2015，亿元）图表 20：锂电池产量和增速（2012-2016，Gwh）内部客户参考请务必阅读正文之后的免责条款部分- 11 -企业营业收入（亿元）同比涨跌归属母公司净利润（亿元）同比涨跌行业研究报告资料来源：锂电网，证券资料来源：锂电网，证券新能源行业动锂离子电池需求增加。由于太阳能、风能、水能等新能源作用不连续，为了能够有效地利用这部分绿色能源，需要有与之配套的能量储存装置二次电池。与传统的铅蓄电池、锌 电池、镍氢电池等相比，锂离子

30、电池由于本身的电压高、比能量大、循环长、无记忆效应、环境污染小等优点而备受产业界青睐，在数码类中小功率电池领域得到了广泛的应用。同时，近年来世界各国正竞相大力发展纯电动、混合动力等新能源汽车，带动了锂离子电池的需求的增 加。据统计，2015 年，全球锂离子电池总体产量达到 100.75GWh，同比增长 39.45%，2011-2015 年，全球锂电池市场规模从 840 亿元增长到 1755 亿元，年复合增长率高达 20.2%。预计到 2018 年，全球锂离子电池产值将2500 亿元。2012-2016年，国内锂离子电池产量从 17.2Gwh 增加到 62.34Gwh，平均复合增长率为 38%；

31、产值从 374 亿增加到 1032 亿元，平均复合增长率为 29%。图表 21：锂电池产值和增速（2012-2016）图表 22：锂电池用途（2012-2015）资料来源：锂电网，证券资料来源：电池网，证券2.1 3C 市场增速放缓，需求平稳3C 领域曾经是锂离子电池主要的下游消费端，但是增速开始放缓。“3C”指的是计算机（Computer）、通信（Communication）和消费类（ConsumerElectronics）的合称。在 2013 年新能源汽车领域爆发式增长以前，3C 市场的动着上游锂电材料，尤其是钴酸锂材料的需求的增长。传统的智能、笔记本电内部客户参考请务必阅读正文之后的免责

32、条款部分- 12 -行业研究报告脑、平板电脑等 3C 市场相对饱和。以全球智能市场为例，全球智能出货量从 2011 年的 7.4 亿部增长到 2016 年的 13.9 亿部，增速从 57%下跌到 6.8%。但是智能相对于功能，更换频率更快，可以保证一定的出货量，同时智能具有大屏幕化、长续航的发展趋势，预计未来对锂电池的需求还将保持一定的增速。笔记本电脑市场自 2011 年起出货量逐年下降，2016 下降 4.8%，主要是由于笔记本电脑使用周期长，出现负增长。2016 年全球平板电脑出货量同比下跌 11.5%，为 1.834亿部，创下六年来最幅。新兴的无人机、智能穿戴等行业对锂离子电池行业的带动

33、作用明显。国内无人机市场规模产值从 2014 年 15 亿元爆发式增长到 2016 年的 39.5 亿元，平均复合增长率 55%左右，预计到 2018 年市场产值将达到 110 亿元。同样的，国内智能穿戴市场规模从 2014 年的 13 亿元增长到 2016 年的 180 亿元，平均复合增长率 270%，预计 2018 年产值将达到 420 亿元，市场前景广阔。综合来看，未来 3C 领域对锂离子电池需求将保持一个的低增速，而无人机和智能穿戴领域对锂离子电池的应用将会急剧增加，在一定程度上拉动正极材料需求的平稳增加。图表 23：全球出货量（2011-2016，千部）资料来源：同花顺，证券图表 2

34、4：无人机市场规模产值（亿元）图表 25：智能穿戴市场规模（亿元）内部客户参考请务必阅读正文之后的免责条款部分- 13 -行业研究报告资料来源：同花顺，证券资料来源：同花顺，证券2.2 动力型电池增长明显，需求旺盛2012 年以来，随着新能源汽车领域的爆发，带动了动力电池需求的爆炸式增长。根据GGII 的数据，2012-2016 年，我国动力电池出货量从 0.66Gwh 增长到 30.8Gwh， 平均复合增长率达到 261%。动力电池行业的爆发式增长直接拉动了相应的磷酸铁锂和三元正极材料的出货量。根据 GGII 预计，全国动力电池 2017-2020 年需求为 42.8、55.4、73.5 和

35、 99.6Gwh，按照 1 Gwh 对应大约 0.2 万吨正极材料的测算，动力型锂电池正极材料 2017-2020 年的需求分别为 8.56 万吨、11.8 万吨、14.7 万吨和 19.92万吨。图表 26：全国动力电池用正极材料需求（2017-2020，万吨）资料来源：GGII，证券三元材料是未来的趋势。三元材料具有容量高，成本较低，均衡性较优点，在动力电池领域具有重要应用。根据 GGII 统计，2016 年国内三元材料市场规模达79.8 亿元，同比增长 68%，预计 2018 年产值将达到 218 亿元。2016 年国内三元材料市场销量达到 54300 吨，同比增长 49%，预计 201

36、8 年达到 116600 吨。图表 27：全国动力电池出货量（2012-2016，Gwh）图表 28：各类型动力电池出货量（2016）资料来源：GGII，证券资料来源：第一电动网，证券内部客户参考请务必阅读正文之后的免责条款部分- 14 -行业研究报告图表 29：全国三元材料销量和（2012-2018，吨）图表 30：全国三元材料市场产值（2014-2018，亿元）资料来源：GGII，证券资料来源：GGII，证券2.3储能领域的应用逐渐增长储能技术主要分为物理储能（如抽水储能、压缩空气储能、飞轮储能等）、电化学储能（如铅酸电池、氧化还原液流电池、钠硫电池、锂离子电池）和电磁储能（如超导电磁储能

37、、超级电容器储能等）三大类。储能作为能源互联网的重要支撑，可以起到削峰填谷作用，已被我国纳入能源技术创新行动计划之一。与其它几种方式相比，电化学储能具有使用方便、环境污染少，不受地域限制，在能量转换上不受卡诺循环限制、转化效率高、比能量和比功率高等优点。随着相应储能的推出，我国电化学储能发展迅速。我国相关的储能有能源发展战略行动计划（ 2014-2020 ） 年、能源技术创新行动计划（2016-2030）、电力发展“十三五”规划（2016-2020）、可再生能源发展“十三五”规划和关于促进储能技术与产业发展的指导意见（征求）等，其中明确提出要探索储能应用的模式，调动各方面的投资积极性，促进储能

38、产业健康发展。根据高工锂电数据，2016 年储能锂电池市场规模为 51.5 亿元。据 CNESA 预测，到 2020 年储能市场规模将达到 66.8GW，其中抽水蓄能的规模为 35GW，包含锂离子电池储在内的其他储能技术的市场规模将超过31GW，预计总产值在1000亿元以上。我国锂离子电池储能占据电化学储能的重要地位。储能市场的累计装机量（2000-2015 年）为 21.9GW，其中抽水蓄能为 21.8GW。2015 年，国内电化学储能项目累计装机规模 105.5MW，以锂离子电池、铅蓄电池、液流电池为主，其中锂离子电池储能装机规模占据电化学储能市场的一半以上。随着锂电池储能成本的进一步下降

39、，其作为储能系统的高能量密度，环境友好，可快速充放电等优点逐渐凸显。我国目前的化学储能以锂离子电池为主，装机规模占据电化学储能市场的一半以上，2010-2015 年电化学储能市场的增速明显高于全球市场，年复合增长率为110%，是全球平均增长率的 6 倍。据 GGII需求量将达到 8.21 Gwh。，到 2018 年，我国储能市场锂离子电池的内部客户参考请务必阅读正文之后的免责条款部分- 15 -行业研究报告目前国内的厂商在积极布局电化学储能项目。据电池网统计，仅 2017 年第一季度布局电化学储能的企业就有国轩源、猛狮科技等。、亿纬锂能、南都电图表 31：全球电化学储能项目累计装机规模（MW）

40、图表 32：电化学储能项目累计装机规模（MW）资料来源：CNESA，证券资料来源：CNESA，证券图表 33：电化学储能技术的综合比较铅酸电池 锂离子电池钠硫电池钒液流电池3.2-484-247.24-401-121-1011-1025-4090-190150-24030-5060-7590-9580-9075-851000400030005000450-15005400-102002600-33004500-4980资料来源：储能网，证券三扩，高镍三元为王3.1 高能量密度三元材料需求增大受到新能源汽车行业的带动作用和相关的驱动，高能量密度的三元材料需求增大。2017 年 1 月 14 日，

41、工信部牵头编制了汽车产业中长期发展规划，明确了到 2020 年我国新能源汽车年产量将达到 200 万辆，以及到 2025 年我国新能源汽车销量占总销量的比例达到 20%以上的发展目标。根据发布的节能与新能源汽车技术路线图，到 2020 年，新能源汽车年产销达到 200 万辆，动力电池单体比能量达到 300 瓦时/公斤以上，力争实现 350 瓦时/公斤，系统比能量力争达到 260 瓦时/公斤、成本降至 1 元/瓦时以下。到 2025 年，新能源汽车占汽车产销 20%以上，动力电池系统比能量达到 350 瓦时/公斤。目前的磷酸铁锂材料受到理论比容量的限制达不到 2020 年的要求，三元的NCM11

42、1 和 NCM523 等材料也很难达到 2020 年单体电池 300wh/kg 的目标。目前的内部客户参考请务必阅读正文之后的免责条款部分- 16 -能量功率比能量效率循环类型成本（MWh）（MW）（Wh/kg）（%）（次）行业研究报告主流的 NCM523 可以达到 160-200wh/kg，而 NCM622 和 NCM811 分别可以达到230wh/kg 和 280wh/kg。所以未来需要大力发展高镍的 NCM622、NCM811 和 NCA 材料。同时，对于三元材料，振实密度在 2-2.5 g/cm3，而磷酸铁锂材料振实密度在1-1.4 g/cm3，所以三元材料拥有更高的体积能量密度，这对

43、于电池的小型化有重要作用。对于三元电池的型号，高镍材料主要指三元材料中的镍含量提高。因为在三元NCM 和NCA 中，Ni 主要是提供容量作用，含量越高，电池的能量密度越大；而Co贡献一部分容量的同时可以结构；Mn/Al 主要用来结构，三者协同作用，共同发挥出三元材料高能量密度、较低成本等优点。图表 34：池技术发展规划资料来源：GGII，证券三元 NCA 材料，国外起步较早，国内的起步较晚。根据 GGII 的统计，截止 2016年末，国内从事 NCA 生产的企业数量超过了 15 家，大多数处于建设发展初期，少量企业处于小批量生产送样检测的阶段，与日韩明显的差距。目前电动汽车采用的为松下的NCA

44、 电池，带动了全球的 NCA 生产的热潮。国内 NCA 生产量为几百吨左右，根据GGII 预计，到 2018 年国内 NCA 材料需求将千吨。图表 35：国内企业对于 NCM811/NCA 布局图（2016）图表 36：部分国内厂商的高镍三元材料的投产计划杉杉能源5000美未知国轩10000天津500018000当升科技资料来源：GGII，证券资料来源：GGII，证券国内的正极材料企业正在积极布局高镍三元材料，未来高镍三元材料比重会逐步提升。目前国内布局高镍三元材料的企业有当升科技、杉杉能源、天津、国轩、美等。根据高工锂电的调研，高镍三元材料的持续上升，2016 年已经超过 5%，预国内高镍的

45、 NCM622、NCM811 和 NCA 在三元材料总产量的内部客户参考请务必阅读正文之后的免责条款部分- 17 -企业产能(吨)行业研究报告计 2017 年将达到 10%。未来高能量密度的 NCM622 与 NCM811 和NCA将逐步提升。特别的，截止 2016 年末，国内从事 NCM811/NCA 企业相对较少，大多数处于生产线建设阶段和小批量生产阶段。其中处于研发阶段的占据大多数，为 55%；处于产线建设阶段的有 25%；处于小批量生产阶段的有 20%。高镍三元材料技术难度较大，需要企业科研的不断投入。由于 NCM 和NCA 结合了 LiCoO2、 LiNiO2 以及 LiMnO2/

46、LiAlO2 的优点，通过三者之间的协同作用，表现出高能量密度、良好循环性和较成本优势的特点。随着镍含量的提高，整体能量密度得到提高，但是由于钴、锰/铝等含量降低，导致性下降。同时高镍的三元材料工艺、以及生产环境等方面的要求都远远高于普通三元材料，特别是其前驱体在高镍的三元材料对窑炉使用过程中容易吸潮成果冻状，不易调浆和极片的要求很高，很难调控。，并且图表 37：NCA 材料企业的进展（2016）图表 38：部分企业 NCA 产能规划3000500300300200产线在建产线在建产线在建宁波金和天津广州锂宝长远锂科当升科技厦门钨业美资料来源：GGII，证券资料来源：GGII，证券3.2 产能

47、扩大加剧行业洗牌动力电池相关的磷酸铁锂和三元材料企业，纷纷推出了扩产计划，加剧了行业洗牌。工信部在 2016 年推出汽车动力电池行业规范条件（征求），对于下游的动力电池企业提出了年产 8GWh 的基本要求，相对于原先的要求提高了 40 倍，这项将会极大地促进产业的集中。同时伴随着规模化效应，动力电池企业的电池成本下降，必将对上游的正极材料企业成本造成冲击，要求正极材料企业能够满足动力电池企业对更高性能材料的要求。预计未来可能有价格战，中低端正极材料产能过剩，技术水平较高的龙头公司能满足动力电池企业对更高性能材料的需求，市场集中度进一步提升，表现出强者恒强。未来低端正极材料市场产能将过剩，市场集

48、中度将进一步提升。据 GGII 不完全统计，自 2017 年以来，厦门钨业、当升科技、科恒、湘潭电化、优美美、天赐材料科、安达科技、裕能新能源、三秋新能源、国光电器、瑞、等 12 家都在国内投扩建正极材料，涉及投资金额超 70 亿元，产能规划近 40 万吨。式布局的背后可能带来市场过剩，根据 GGII 的，到 2018 年国内磷企业内部客户参考请务必阅读正文之后的免责条款部分- 18 -企业NCA 产能（吨/年）行业研究报告酸铁锂正极材料有效产能将达 30 万吨/年，产能将出现明显过剩，磷酸铁锂材料行业竞争更加激烈。大企业和大客户深度绑定，协同发展。对于大型动力电池企业，希望上游的材料企业供货

49、，同时对于新能源汽车的审报目录，会标注动力电池供货商和相应的正负极材料供应商。每款车型的相应的正、负级材料供应商相对，大的电池企业和正负级材料企业通过深度绑定，实现协同发展。图表 39：2017 年以来部分正极材料厂商扩产情况瑞 国光电器 三秋新能源裕能新能源安达科技4000020000200001000030000磷酸铁锂NCM 、NCA磷酸铁锂磷酸铁锂磷酸铁锂投资 11 亿元，呼和浩特生产宜宾投资建设生产线投资 5.1 亿元，山东肥城生产无投资 10 亿元，贵阳生产投资 3 亿欧元（22.6 亿），韩国天安市和江门市生产投资 2900 万，NCM优美科未知6000湘潭电化锰酸锂NCM523、NCM622、磷酸铁锂、高电压钴酸锂NCM 和 NCA高镍三元材料三元前驱体和三元材料三元材料、磷酸铁锂3000科恒无当升科技厦门钨业美天赐材料180004000011000050000投资 11.6 亿，江苏生产投资 20 亿，募集资