正极材料行业特点和发展趋势分析

正极材料行业特点和发展趋势分析正极材料行业特点和发展趋势行业产品包括磷酸铁锂三元材料等。其上游主要为锂源、铁源、磷源等原材料，下游用作制备锂离子电池，并最终应用于新能源汽车、储能等领域。目前，新能源汽车、储能构成了行业产品下游终端应用的主要领域。新能源汽车的成本主要分布在动力电池、电机控制器、整车控制器和制造组装四个部分，其中，根据高工锂电统计，动力电池的成本占比超过30%。动力电池主要由正极、负极、隔膜、电解液等构成，其中，正极材料占车用动力电池总成本比例最高，是提升电池能量密度和降低电池生产成本的主要瓶颈所在。目前，我国广泛使用的动力电池正极材料主要包括磷酸铁锂、三元材料等。在中国美国等全球主要新能源汽车市场需求带动下，全球新能源汽车产销量高速增长，2020年中国新能源汽车产量达136．6万辆，全球产量达到320万辆。2021年，我国新能源汽车产量已达354．5万辆，同比增长1．6倍。随着全球能源危机和环境污染问题日益突出，新能源汽车行业的发展受到高度重视，加大新能源汽车的研发生产力度已经在全球范围内形成共识。近年来，各国政府相继将燃油车禁售提上议程，我国也已开始研究停止生产销售传统能源汽车的时间表，新能源汽车取代燃油汽车已成为必然趋势。近几年，得益于国家产业政策的推动，新能源汽车行业高速发展。根据工信部数据，2016-2020年，我国新能源汽车产量从51．7万辆到136．6万辆，复合增长率为27．5%；2021年，我国新能源汽车产量已达354．5万辆，同比增长1．6倍。在初创期，新能源商用车优先发展。2009年，政府开始在13个城市开展节能与新能源汽车示范推广试点工作，通过财政补贴政策的形式，鼓励在公交、出租、公务、环卫和邮政等公共服务领域率先推广使用节能与新能源汽车，初步确立了优先发展新能源商用车的推广策略。该阶段，新能源汽车市场规模仍然较小，行业内各企业在产品研发、生产工艺、经营模式等方面均处于探索阶段。在成长期，补贴普惠制驱动行业高速增长。为加快新能源汽车行业的进一步发展，普惠制的财政补贴政策逐渐落地，极大程度地降低了生产、消费门槛，驱动新能源汽车产销量飞速增长，使我国成为了全球最主要的新能源汽车生产及消费国。在该阶段，新能源汽车企业及动力电池企业纷纷扩大产能，一方面应对下游旺盛的市场需求，另一方面积极开拓新的市场，并在国际市场中崭露头角。在龙头效益显现期，由于补贴政策退坡，市场格局趋于集中。在新能源汽车产销量持续高增长的同时，政府逐渐将政策焦点从产业发展的数量转移到产业发展的质量上。自2016年开始，补贴政策逐渐挂钩汽车续驶里程、电池能量密度等指标，并在补贴力度上逐年退坡，推动补贴由普惠性过渡到扶优扶强、优胜劣汰。在该阶段，市场淘汰机制作用显现，市场格局逐渐趋向集中，优势企业市场占有率进一步提升。随着环保治理政策的深入落实，针对新能源乘用车的推广政策不断加码，整车性能在技术方面连创突破，关键部件成本持续下降，充电设施体系逐步完善，消费者接受度日益提高，一系列因素不断驱动新能源乘用车产销规模持续增长。根据高工锂电统计，2019、2020年和2021年新能源乘用车装机量中，三元材料电池装机量占比分别为89%、82%和60%，而磷酸铁锂电池装机量占比分别为4%、15%和40%，磷酸铁锂电池占比大幅增长。2022年1-6月新能源乘用车装机量中，三元材料和磷酸铁锂电池装机量占比分别为49%和51%，磷酸铁锂电池占比超过三元电池。新能源乘用车快速发展的同时，业界对其安全性关注度也日益提高，相比三元材料电池，磷酸铁锂电池的安全性能更为优异。随着宁德时代CTP技术以及比亚迪刀片电池技术等新技术的推广应用，磷酸铁锂电池性能大幅提升，成本优势进一步凸显。此外，随着补贴逐步退坡，新能源汽车行业即将步入无补贴时代，各企业将愈加关注成本控制。因此，兼具安全性能和成本优势的磷酸铁锂电池在未来新能源乘用车上的应用比例有望进一步提升。由于近年来政府和公共机构的大量采购，新能源汽车在公交、出租、公务、物流、环卫和邮政等公共服务领域得到了快速广泛的普及，一定程度上推动了新能源商用车的快速增长。新能源商用车动力电池主要为磷酸铁锂电池，2020年、2021年及2022年1-6月新能源商用车装机量中，磷酸铁锂电池装机占比分别达到95%、97%及96%。从商用车类型来看，新能源商用车分为新能源客车、新能源专用车。其中，新能源客车市场增长明显，渗透率较高，对推动城市公共交通绿色化作用显著；另一方面，新能源专用车也具有广阔的市场发展空间，且在补贴退坡的影响下，新能源专用车市场将愈发关注生产成本的控制。我国新能源汽车行业市场潜力巨大。根据中国汽车工业协会数据，我国新能源汽车2020年销量占全部汽车销量比例为5．4%，2021年占全部汽车销量比例为13．4%。为促进新能源汽车产业健康持续发展，根据工信部发布的《新能源汽车产业发展规划（2021-2035年）》，到2025年，我国新能源汽车市场竞争力明显增强，动力电池、驱动电机、车用操作系统等关键技术取得重大突破，安全水平全面提升。新能源汽车新车销售量达到汽车新车销售总量的20%左右。鉴于2021年新能源汽车市场爆发式增长，2025年20%的新能源汽车渗透率目标有望提前实现。随着新能源汽车行业发展日渐成熟，相关产业将逐渐步入无补贴的市场化时代，各厂商将会进一步按照市场细分，确定综合成本效益最佳的方案以区分满足不同客户群体的要求，从唯能量密度论转向同时对产品安全性能、生产成本进一步提高关注，预计磷酸铁锂正极材料的市场规模将继续保持快速增长。锂电池正极材料行业发展现状由于上游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。预计2022年产值将达1631亿元。近年来，得益于新能源汽车和储能行业的发展，锂电池出货量提升，带动我国锂电池正极材料出货量快速增长。2021年，中国锂电正极材料出货量为109．4万吨，同比增长98．5%，预计2022年我国正极材料产量将达131万吨。正极材料市场预测预计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。目前，动力电池装机量中，占比较高的正极材料主要是磷酸铁锂、三元材料等；储能锂离子电池装机量中，磷酸铁锂电池凭借较低的生产成本、出色的循环性能、较高的安全性占据主流。随着行业技术的进步，CTP高集成动力电池、刀片电池、JTM电池等锂离子动力电池制造技术的突破，以及新型磷酸盐系正极材料的技术创新，磷酸铁锂电池系统的能量密度显著提升，与三元电池的差异日益缩小。三元材料通常在180摄氏度以上会出现自加热，在约200摄氏度发生分解并释放出氧气，在高温下电解液迅速燃烧，加剧连锁反应，业界对其安全性的有效保障关注度较高。磷酸铁锂材料的安全性能相对较好，在250摄氏度以上才会出现热现象，在700-800摄氏度时才会发生分解，分解时不会释放氧分子，燃烧不如三元材料剧烈。因此，在新能源客车、专用车等新能源商用车领域，一般以磷酸铁锂电池为绝对主流；在新能源乘用车及储能应用领域，磷酸铁锂电池的安全性亦较高。镍盐和锂盐是制备三元材料的主要原材料，其中钴盐、镍盐在我国的可开采储量较小，供应较为紧张，导致三元材料的生产成本较高。对于磷酸铁锂而言，主要原材料为锂源、铁源、磷源，我国铁源和磷源资源较为丰富，使得磷酸铁锂显示出更为明显的成本优势。磷酸铁锂材料的晶格结构相比三元材料较为稳定，锂离子的嵌入和脱出对晶格的影响不大，因此具有良好的可逆性，从而带来更长的循环性能。磷酸铁锂电池单体电芯的循环寿命在3，000次以上，三元材料电池单体电芯的循环寿命在1，500次以上，磷酸铁锂材料的循环性能具有明显的优势。基于上述各自特点，在新能源汽车领域，磷酸铁锂正极材料主要应用于客车、专用车等新能源商用车领域，尤其在新能源客车领域占据绝对主导的地位；三元材料能量密度相对较高，主要应用于新能源乘用车。随着补贴政策的退坡和新能源汽车市场降本增效进程的推进，在全面市场化时代，下游客户更注重成本和性价比，磷酸铁锂电池低生产成本、高安全性、长循环寿命等优势日益凸显。同时，随着行业技术的进步，锂离子动力电池制造技术的突破，以及新型磷酸盐系正极材料的技术创新，磷酸铁锂电池系统的能量密度均显著提升，助推磷酸铁锂电池在新能源乘用车市场渗透率的逐步提升，市场空间的迅速拓宽。在储能领域，磷酸铁锂电池凭借低生产成本、高安全性和长循环寿命等优势，占据电化学储能市场的主导地位。得益于国内新能源汽车及储能市场的快速发展，我国正极材料产量快速增长，已成为全球正极材料的第一大供应国。根据高工锂电数据统计，2020年中国正极材料出货量为51万吨，同比增长27%，保持良好的增长势头。磷酸铁锂由于安全性能及循环性能优异，在客车、专用车等新能源商用车领域占据主导地位，且随着能量密度的提升、成本优势的凸显，磷酸铁锂在新能源乘用车领域渗透率逐步提升。根据高工锂电数据统计，2021年上半年，在新能源商用车领域磷酸铁锂电池占比为97%，占据市场绝对主流；在新能源乘用车领域，磷酸铁锂电池占比为30%，占比持续提升。受益于我国新能源乘用车的快速发展及新能源商用车的稳定发展，我国磷酸铁锂出货量保持稳步增长，根据高工锂电数据统计，2017-2020年，我国磷酸铁锂出货量从5．8万吨快速提升至12．4万吨，年均复合增长率为28．8%，2021年1-6月我国磷酸铁锂出货量为17．8万吨，已超过2020年全年的磷酸铁锂出货量，主要系：新能源汽车行业逐步进入市场化发展阶段，随着补贴政策的退坡和新能源汽车市场降本增效进程的推进，下游客户更注重成本和性价比，磷酸铁锂电池低成本、高安全性、长循环寿命等优势日益凸显；同时，随着行业技术的进步，锂离子动力电池制造技术的突破，以及磷酸盐系正极材料的技术创新，磷酸铁锂等磷酸盐系电池系统的能量密度显著提升，使得其成本优势更加凸显，助推其在新能源乘用车市场渗透率的逐步上升，市场空间的迅速拓宽。新能源汽车行业的高速发展以及磷酸铁锂动力电池优势的凸显，共同推动上游磷酸铁锂正极材料行业的快速发展。锂电池正极材料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。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，正极材料价格随着原料价格高涨而大幅拉升。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。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。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。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。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。正极材料行业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。锂电池正极材料行业发展前景《新能源汽车产业发展规划（2021—2035年）》明确了到2025年我国新能源汽车销量占总销量的比例达到20%以上、到2035年我国新能源汽车核心技术达到国际先进水平的发展目标。预计我国政策将长期引领新能源汽车行业稳步发展，新能源汽车市场的增长预期将带动锂电池需求持续增长，这将进一步推动正极材料市场规模扩大。全球新能源汽车销量与渗透率加速提升，预计2022年电动车销量有望突破1000万辆，看好