三元正极材料产业竞争分析报告2024年-2026年

2024年-2026年三元正极材料产业竞争分析报告汇报人：翁羽安2024-08-01三元正极材料定义产业链发展历程政治环境商业模式政治环境目录经济环境社会环境技术环境发展驱动因素行业壁垒行业风险行业现状目录行业痛点问题及解决方案行业发展趋势前景机遇与挑战竞争格局行业定义01什么是三元正极材料“三元材料”是指由三种化学成分（元素），组分（单质及化合物）或部分（零件）组成的材料整体，包括合金、无机非金属材料、有机材料、高分子复合材料等，广泛应用于矿物提取、金属冶炼、材料加工、新型能源等行业。电动车要求电池具有比能量高、比功率大、自放电少、价格低廉、使用寿命长及安全性好等特性，相应的正极材料也应满足相同的要求。正极材料是电池中锂离子之源，其性能直接关系到电池性能，是锂电能量密度的基础，是锂离子电池中关键的功能材料。锂离子电池产业链中，市场规模大、产值高的也是正极材料，其占锂离子电池生产成本的30-40%。各种正极材料应用领域各不相同，三元材料和磷酸铁锂主要用于动力电池领域。（1）三元材料是镍钴锰酸锂和镍钴铝酸锂为代表的多元金属复合氧化物，能够充分发挥三种金属的优势，电池能量密度较高，是动力电池主要正极材料之一，主要用于乘用车以及大部分物流车。（2）磷酸铁锂原材料低廉，循环性和安全性好，但能量密度较低，主要用于客车以及部分物流车。（3）锰酸锂资源丰富，价格便宜，安全性好，但循环性差，高温中衰减严重，少量用于动力电池中。（4）钴酸锂能量密度高，但价格高且安全性一般，目前主要用于3C产品数码电池中。定义产业链02钴矿、镍矿、锰矿、锂矿上游本行业中游动力电池、3C电池、储能下游产业链010203发展历程0304政治环境FROMBAIDUWENKUCHAPTER描述工信部:《新能源汽车产业发展规划（2021-2035年）》:力争经过十五年持续努力，我国新能源汽车核心技术达到国际领先水平，质量品牌具备较强国际竞争力，我国进入世界汽车强国行列；纯电动汽车成为主流，燃料电池汽车实现商业化应用，公共领域用车全面电动化，高度自动化驾驶智能网联汽车趋于普及；到2025年，新能源汽车新车销量占比达到25%左右，智能网联汽车新车销量占比达到30%，高度自动驾驶智能网联汽车实现限定区域和特定场景商业化应用国家发改委:《关于进一步完善新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》:适当提高技术指标门槛，重点支持技术水平高的优质产品；降低新能源乘用车、新能源客车、新能源货车补贴标准。促进产业优胜劣汰，防止市场大起大落:《重点新材料首批次应用示范指导目录（2018年版）》:高电压钴酸锂(≥45V)、镍钴铝酸锂三元材料被列入重点新材料首批次应用示范科技部:《关于免征新能源汽车车辆购置税的公告》:自2018年1月1日至2020年12月31日，对购置的新能源汽车免征车辆购置税；对免征车辆购置税的新能源汽车，通过发布《免征车辆购置税的新能源汽车车型目录》实施管理#主要写行业政策文件及其主要内容政治环境1政治环境工信部《新能源汽车产业发展规划（2021-2035年）》:力争经过十五年持续努力，我国新能源汽车核心技术达到国际领先水平，质量品牌具备较强国际竞争力，我国进入世界汽车强国行列；纯电动汽车成为主流，燃料电池汽车实现商业化应用，公共领域用车全面电动化，高度自动化驾驶智能网联汽车趋于普及；到2025年，新能源汽车新车销量占比达到25%左右，智能网联汽车新车销量占比达到30%，高度自动驾驶智能网联汽车实现限定区域和特定场景商业化应用国家发改委《关于进一步完善新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》:适当提高技术指标门槛，重点支持技术水平高的优质产品；降低新能源乘用车、新能源客车、新能源货车补贴标准。促进产业优胜劣汰，防止市场大起大落政治环境《节能与新能源汽车产业发展规划（2012-2020）》大力推进动力电池技术创新，重点开展高比能动力电池新材料、新体系以及新结构、新工艺等研究；到2020年，纯电动汽车和插电式混合动力汽车生产能力达200万辆、累计产销量超过500万辆；引导动力电池生产企业加强对废旧电池的回收利用，鼓励发展专业化的电池回收利用企业:《新材料产业发展指南》突破重点应用领域急需的新材料，在节能与新能源汽车材料领域，提升镍钴锰酸锂/镍钴铝酸锂、富锂锰基材料和硅碳复合负极材料安全性、性能一致性与循环寿命:《关于促进储能技术与产业发展的指导意见》集中攻关一批具有关键核心意义的储能技术和材料，围绕低成本、长寿命、高安全性、高能量密度的总体目标，开展储能原理和关键材料、单元、模块、系统和回收技术研究；拓展电动汽车等分散电池资源的储能化应用，探索电动汽车动力电池、通讯基站电池等分散电池资源的能源互联网管控和储能化应用:《重点新材料首批次应用示范指导目录（2018年版）》高电压钴酸锂(≥45V)、镍钴铝酸锂三元材料被列入重点新材料首批次应用示范:05商业模式FROMBAIDUWENKUCHAPTER06经济环境FROMBAIDUWENKUCHAPTER我国经济不断发展，几度赶超世界各国，一跃而上，成为GDP总量仅次于美国的唯一一个发展中国家。我国经济赶超我国人口基数大，改革开放后人才竞争激烈，大学生就业情况一直困扰着我国发展过程中。就业问题挑战促进社会就业公平问题需持续关注并及时解决，个人需提前做好职业规划与人生规划重中之重。公平就业关注经济环境07社会环境FROMBAIDUWENKUCHAPTER总体发展稳中向好我国总体发展稳中向好，宏观环境稳定繁荣，对于青年人来说，也是机遇无限的时代。关注就业公平与提前规划促进社会就业公平问题需持续关注并及时解决，对于个人来说提前做好职业规划、人生规划也是人生发展的重中之重。就业问题与人才竞争我国人口基数大，就业问题一直是发展过程中面临的挑战，人才竞争激烈，大学生毕业后就业情况、失业人士困扰国家发展。政治体系与法治化进程自改革开放以来，政治体系日趋完善，法治化进程也逐步趋近完美，市场经济体系也在不断蓬勃发展。中国当前的环境下描述了当前技术发展的日新月异，包括人工智能、大数据、云计算等前沿技术的涌现。技术环境需求增长、消费升级、技术创新等是行业发展的主要驱动因素，推动了行业的进步。发展驱动因素行业壁垒包括资金、技术、人才、品牌、渠道等方面的优势，提高了新进入者的难度。行业壁垒我国经济不断发展08技术环境FROMBAIDUWENKUCHAPTER技术驱动技术环境的发展为行业带来了新的机遇，是行业发展的重要驱动力。创新动力技术环境的不断创新和进步，为行业的创新发展提供了有力支持。人才需求技术环境的发展促进了人才的需求和流动，为行业的人才队伍建设提供了机遇。团队建设技术环境的发展要求企业加强团队建设，提高员工的技能和素质，以适应快速变化的市场需求。合作与交流技术环境的发展促进了企业间的合作与交流，推动了行业的整体发展。技术环境010203040509发展驱动因素FROMBAIDUWENKUCHAPTER发展驱动因素明年材料需求大幅增长的确定性很强，三元材料作为消费主流，有望直接受益爆款车型培育的电动车消费习惯基本确立吨净利有望持续改善。我们测算，头部企业产能利用率从60%提高到80%，折旧费用降低4000元/吨需求释放提升三元正极产能利用率头部企业通过掺杂和包覆技术，提高高镍材料稳定性，其他供应商拉开差距，有望持续保持领先动力电池安全性仍是第一位高镍技术壁垒强化头部企业持续锁定大客户，并向海外输出，享受一定的技术溢价，有望量利齐升供应链关系进一步固化10行业壁垒FROMBAIDUWENKUCHAPTER11行业风险FROMBAIDUWENKUCHAPTER12行业现状FROMBAIDUWENKUCHAPTER市场情况描述行业现状国内锂电池正极材料生产所需的金属资源丰富，近年来消费电子、电动汽车等锂电池下游市场迅速扩大，我国锂电池正极材料产业不断发展壮大。数据显示，2016年，中国锂电池正极材料行业产量20.69万吨，2020年产量达到587万吨。当前动力正极技术路线有三元、磷酸铁锂、锰酸锂等，三种路线均具有一定的优劣势:三元正极具有高克容量、高压实密度的特点，但是热稳定性差，导致安全性能低；磷酸铁锂安全性高、循环寿命长，但低温性能差、克容量低；锰酸锂性价比高，但克容量、循环寿命、低温性能等指标均不突出。新能源汽车给锂电产业链带来了广阔的想象空间，而在锂电材料中，三元正极行业产量最大。从锂电池正极材料细分产品生产看，2020年，中国三元材料产量为21万吨，占正极材料总产量40.49%；磷酸铁锂产量为12万吨，占比238%；锰酸锂产量为29万吨，占比191%；钴酸锂产量为38万吨，占比123%。行业现状01市场份额变化新能源汽车给锂电产业链带来了广阔的想象空间，而在锂电材料中，三元正极行业产量最大。从锂电池正极材料细分产品生产看，2020年，中国三元材料产量为21万吨，占正极材料总产量40.49%；磷酸铁锂产量为12万吨，占比238%；锰酸锂产量为29万吨，占比191%；钴酸锂产量为38万吨，占比123%。行业现状02市场情况在2020年上半年新能源乘用车销量TOP10中，特斯拉Model3、广汽AionS、蔚来ES6和宝马5系PHEV均搭载NCM811电池。此外，比亚迪全新秦EV搭载NCM622电池。根据乘联合的数据，2020上半年新能源乘用车销量TOP10的车型市场占有率为51%，其中搭载NCM811的车型销量市场占有率为27%。高镍三元电池车型的销量渗透率超预期，高镍三元出货占比有望继续提升，从而带动高镍三元正极材料的出货量。中国正极材料行业发展迅速，数据显示，2017年，中国正极材料总产值达417亿元，2018年我国锂电池正极材料产值为535亿元，产值增速有所放缓;初步核算，2020年我国锂电池正极材料产值达到697亿元，行业即将迈入千亿大关。行业现状国内部分主流电池厂商均计划在2020年达到300Wh/kg综合前面提到的主流电池厂商技术路线，要实现2020年动力电池单体能量密度达到300Wh/kg、电动汽车长续航里程和较低成本的目标，因磷酸铁锂能量密度存在瓶颈，可挖掘潜力有限，在现有技术体系下，三元材料成为技术发展主流线路。国内市场上常见的三元材料主要是镍钴锰酸锂NCM，其通式为LiNi1-x-yCoxMnyO2,其综合了LiCoO2、LiNiO2和LiMnO2三种材料的优点，由于Ni、Co和Mn之间存在明显的协同效应，因此NCM的性能好于单一组分层状正极材料，是目前最具发展潜力的正极材料之一。01三元正极材料结构设计改进方向近年来，三元正极材料逐渐向高比容量、高压实、高电压、低成本方向发展，在此过程中合理设计材料的结构至关重要，通过不同的结构设计可以有效解决相应问题。目前三元正极材料结构设计的改进方向主要包括:类单晶型结构、放射状结构、核壳结构和梯度材料结构等。类单晶型结构能够提升正极材料的压实密度、颗粒强度、电压等；放射状结构能够提升正极材料的比容量和循环稳定性等；核壳结构和梯度材料结构适用于高镍三元材料，能够充分发挥正极材料的比容量，提升截止电压和循环稳定性等。所以，未来应该根据电池的使用要求，深入分析正极材料的性能特点，通过合理设计材料结构，结合三元正极材料的其他改性手段，开发综合性能优异的三元正极材料。0213行业痛点FROMBAIDUWENKUCHAPTER形成非化学计量比材料高镍三元正极材料的主要原料是氢氧化物前驱体，Ni以Ni2+的形式存在。烧结过程中，通过高温及氧化气氛将Ni2+氧化为Ni3+，然而Ni2+转变成Ni3+的能垒较高，即使是纯氧条件下也难以完全氧化。剩余的Ni2+仍将占据3b位，使得阳离子电荷降低，为了保持电荷平衡，部分Ni2+会占据3a位(替代部分Li+)，形成非计量比材料。为了促进Ni2+的氧化而升高温度，但是锂的挥发量随温度的升高呈指数上升，导致形成非计量比材料。高镍三元正极材料在高温下结构不稳定，循环过程中生成不再有锂离子脱嵌活性的立方岩盐相。总碱量高导致对湿度敏感镍含量越高，总碱量越高。总碱量高对其工业生产、储存、运输以及电池的制备都提出了更高的要求。当材料接触空气时，粉末材料的结构、形貌和成分发生变化，电化学性能逐渐下降，特别是暴露在潮湿的空气中，这种现象尤为明显。热稳定和安全性能差材料在充电后镍转变为强氧化性的高价镍，高价镍会与电解质反应放出热量和气体，并且它本身也很不稳定，受热会分解并析出O2。当热量和CO2、O2等气体在密闭的电池内部聚集到达到一定压强时，就会造成爆炸。030201行业痛点14问题及解决方案FROMBAIDUWENKUCHAPTER问题及解决方案富锂锰基未来三元锂的替代者:现有正极材料体系中，三元锂能量密度（重量比能量）的理论上限为350Wh/kg，且距离“天花板”越来越近。而在诸多新的正极材料中，富锂锰基材料高工作电压、低成本以及高安全性的特点，拥有者在未来替代三元锂的潜力。钠离子正极颠覆锂电池相比磷酸铁锂全面占优:从补贴逐步退坡到比亚迪刀片电池在结构上取得实质性进展，再到新基建5G基站储能电池成为新风口等等，凭借稳定性好、安全性高以及成本低等先天优势，让磷酸铁锂电池呈现出了回暖的态势。而同样是去年锂电池原材料迎来了持续上涨，截至到5月份的汽车动力电池碳酸锂价格达到了去年最低点的3倍，这也影响到了磷酸铁锂电池成本的核心竞争力。尖晶石镍锰酸锂三元变二元的逆袭卡在了电解液上:锂锰基正极材料一直处于研发阶段，难点在于结构、机理等材料因素，锰酸锂电池则是最早量产的汽车动力电池，被认为是最稳定的尖晶石三维立体结构，助力日产聆风创造了没有起火事故的纪录，但由于容量低导致的能量密度低，后续被现阶段主流三元的镍钴锰酸所替代。15行业发展趋势前景FROMBAIDUWENKUCHAPTER发展趋势前景《新能源汽车产业发展规划（2021-2035年）》（征求意见稿）要求继续加大新能源汽车的渗透率；新能源汽车补贴政策退坡从短期上看，高能量密度电池的补贴优势有所削减，成本劣势逐步显现，相应电池售价有所提升进而使得整车售价提升。由于部分汽车消费者对购车成本的敏感性，部分消费者将不得不降低对于续航里程的要求，从而转向售价更为低廉的磷酸铁锂电池配套车型。由此，三元正极材料市场份额将受到一定影响。长期发展来看，有利于将市场将逐步转向充分竞争局面,预期未来中高端乘用车市场仍将以三元正极材料为主。从长期发展来看，新能源汽车补贴退坡政策的趋势是确定的，市场将逐步转向充分竞争局面,预期未来中高端乘用车市场仍将以三元正极材料为主。未来可能会出现三元正极材料主导中高端乘用车市场、磷酸铁锂正极材料在中低端乘用车市场份额扩大的市场格局。补贴政策挂钩能量密度，驱动高能量密度化:从2009年国家开始新能源汽车推广试点以来，我国一直推行新能源汽车补贴政策，随着新能源汽车市场的发展，国家对补贴政策也有所调整。但总体来看，补贴政策呈现额度收紧，技术标准要求逐渐提高的趋势，从2017年开始补贴政策与能量密度挂钩。2018年补贴政策鼓励高续航里程、高能量密度、低能耗的车型。续航里程和能量密度双高的车型补贴不降反升，补贴政策开始向扶强扶优转变，有利于淘汰行业内落后产能，促进行业龙头企业业务发展。高能量密度提升关键在于正极材料，高镍化趋势已定:纯电动汽车续航里程一直是核心买点和消费者核心关注点，持续增加的续航里程也是影响车型终端销量的重点要素之一。动力电池容量大小直接关系到纯电动汽车的续航里程，现代汽车结构设计基本保持固定不变，即使开发专门的纯电动汽车平台，预留给动力电池的布局空间也仅仅是前后轴之间的固定位臵。在无法改变布局空间的前提下，提升电池整体容量便是解决续航问题的基础。从2013年开始至今，国产纯电动汽车的续航里程，已经从150公里快速提升至400公里左右，部分高端车型已迈向500公里续航里程。动力电池以更轻的整备质量以及更高的能量密度，获得更大的电池容量，作为核心升级的便是电池能量密度。正极材料全球份额呈上升趋势:受新能源汽车行业快速发展带动影响，全球正极材料行业发展一直稳步提升，2011-2017年全球正极材料复合增速为35%。由于国内政策倾斜叠加国内新能源汽车市场高速发展，我国正极材料的发展速度相比其他国家提升速度更快，2011-2017年我国正极材料出货量复合增速为43%，明显高于全球正极材料出货量复合增速。从2015年起我国全球市占率逐年递增，年平均增速达到2%。行业集中度将进一步提高:国内的正级材料厂商有200家左右，十厂商约占70%以上的市场份额，小厂商众多，竞争激烈；三元电池相较于磷酸铁锂的优势在于能量密度更高，续航里程更大。市场三元材料在未来的一段时期内会成为动力锂电池主流材料，但短时间面对安全评估考验，推广要一个过程。行业发展趋势前景补贴政策挂钩能量密度，驱动高能量密度化从2009年国家开始新能源汽车推广试点以来，我国一直推行新能源汽车补贴政策，随着新能源汽车市场的发展，国家对补贴政策也有所调整。但总体来看，补贴政策呈现额度收紧，技术标准要求逐渐提高的趋势，从2017年开始补贴政策与能量密度挂钩。2018年补贴政策鼓励高续航里程、高能量