新能源行業專題研究:從正極產業趨勢看新能車未來發展

(報告出品方/作者:信達證券,武浩、張鵬)

一、新能源車發展如火如荼,帶動正極材料發展

1.1 新能源車對碳中和有重要意義

碳中和成為全球共識,並進入加速發展期。碳中和在 2019 年以來成為全球範圍內的共識, 並進入加速發展期。中國成立了高規格的碳達峰、碳中和領導小組,正在構建 1+N 的政策 體系;歐盟承諾 2030 年底,溫室氣體排放量較 1990 年減少 55%,並發布了一攬子計劃, 涉及能源、運輸、製造、航空、航運、農業等眾多產業,其中汽車行業 2035 年碳排放要降 低 100%,也就是實現零排放;美國宣佈重返巴黎協定,並提出 2030 年零排放汽車占比將 達到 50%。

目前全球 GDP 中占比 75%的國家、碳排放中占比 65%的國家都宣佈了碳中和目標。從能源 結構轉型的角度看,全球主要經濟體試圖構建新能源經濟鏈,發展供給側的光伏、風電和 需求側的新能源車、以及存儲側的儲能具有重大意義。據國際可再生能源署預測,面向 1.5 度溫控目標,未來三十年,全球在能源領域、交通領域的投資額,將從平均每年五六千億 美元,提高到每年約兩萬億美元。

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交通行業減排對於國內的 3060 政策有重大意義。在世界各國政府為實現凈零排放制定目標的浪潮中,中國是重 要的組成部分,中國是世界上最大的能源消費者和碳排放國,其二氧化碳排放量占全球總 量的三分之一。2019 年,中國交通運輸領域的二氧化碳排放量占全國能源體系排放總量的 10%左右,其中道路交通在交通全行業碳排放中的占比約 80%,交通行業減排對國內的 3060 政策有重大意義。

在 “電能統一”的共識下,各國從發、輸、配、用、儲等環節發力,以實現碳中和目標。 主要圍繞兩方面,一是在發電側使用風電、光電等清潔電能,二是在用能側實現電氣化替 代,因此現階段交通行業電動化成為節能減排的主要途徑。 動力電池是新能源車產業核心環節,即將進入 Twh 時代。根據工信部統計數據,純電動車 成本主要源自電池、電機與電控三電系統。下游新能源汽車需求帶來動力電池的需求增加, 2021 年全球動力電池裝機 296.8Gwh,同比增長 88.7%,2014-2021 年 CAGR 達到 31.8%。 我們預計 2022-2026 年 CAGR 將達 30.1%,到 2025 年全球動力電池將進入 Twh 時代。

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1.2 產業鏈漲價引發對需求的擔憂,正極環節是關鍵

2020 年下半年以來新能源車需求快速爆發,產業鏈在供需錯配下,漲價明顯。2020 年 7 月至 2021 年年底,新能源車產業鏈原材料碳酸鋰、硫酸鈷、硫酸鎳、硫酸錳的單噸價格分別 上漲 587.5%、123.0%、53.8%、78.6%。 電池環節漲價明顯,正極環節影響最大。以 NCM622 電池為例,我們測算 2021 年 12 月價 格相比 2021 年 1 月增長 0.3 元/wh,其中正極貢獻 0.17 元/wh,占比 57%,電解液貢獻 0.09 元/wh,占比 30%。考慮到六氟磷酸鋰為代表的電解液產業鏈未來的供給釋放充足,價格有 望逐步回歸;但是碳酸鋰為代表的正極產業鏈原材料價格仍有望維持在高位,正極依然是 對成本影響最大的環節。

正極為代表的產業鏈價格高企引發對需求的擔憂。在產業鏈價格的逐步走高下,電池企業 陸續傳導價格,且車企也在 21 年底開始逐步漲價。在 21 年底和 22 年初的車企漲價之後, 2022 年 3 月以來再次出現密集的漲價潮,特斯拉連續 3 次上調部分國產 Model 3、Model Y 車型售價;小鵬汽車漲價幅度為 1.01-2 萬元不等;理想汽車將理想 ONE 的價格上調 1.18 萬 元。此外,比亞迪、廣汽埃安等車企也有不同程度的漲價。在新能源車終端價格的上漲下, 引發了市場對於需求增速的擔憂,而其中的關鍵在於對正極產業鏈的判斷。

二、三元正極行業長坡厚雪,技術不斷迭代升級

2.1 需求高增,帶動行業大擴張

下游新能源汽車與電化學儲能的蓬勃發展帶動正極材料市場發展。在全球倡導碳中和的背 景下,1)2015-2021 年全球電動車銷量由 54.3 萬台增長至 675.0 萬台,年復合增速達到 52.2%。2)可再生能源的發展助推全球儲能發展,2015-2020 年全球電化學儲能新增裝機 規模由 0.38GW 增長至 4.73GW,年復合增速達到 65.7%。

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下游需求旺盛,三元正極企業積極部署擴產計劃。根據 SMM 數據,截至 2021 年底國內三 元正極產能已達 76 萬噸。國內廠商中容百科技擴產力度較大,2025 年前累計新增產能將 達 37 萬噸,長遠鋰科、當升科技、杉杉股份、貝特瑞新增產能合計將達 24 萬噸,2025 年 主要廠商三元正極產能將達 137 萬噸。

2.2 三元正極產業鏈普遍採用高溫固相燒結工藝

正極材料是鋰離子電池的重要組成部分,其占鋰離子電池總成本比例最高,性能直接影響 鋰離子電池的能量密度、安全性、循環壽命等各項核心性能指標。目前主流正極材料主要 包括鈷酸鋰(LCO)、錳酸鋰(LMO)、磷酸鐵鋰(LFP)以及三元正極材料(NCM 及 NCA)。

1)鈷酸鋰 LCO:電壓平臺高、壓實密度高,在正極材料中具備最高的體積能量密度,因 此在電子設備等 3C 應用領域得到廣泛的應用。 2)錳酸鋰:具有價格低廉、 安全性好、原料錳資源豐富及無毒性等優點。 3)磷酸鐵鋰:具備良好的結構穩定性,同時由於鐵元素儲量豐富導致其價格低廉,因此主 要在新能源商用車、部分價格敏感的新能源乘用車及儲能領域應用。 4)NCM:由於其具備較高的質量能量密度、較好的循環穩定性、較好的安全性能以及較 高的性價比,成為目前主流的動力電池正極材料之一。 5)NCA:和 NCM 較為接近,日韓企業應用較多。

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NCM 三元正極材料產業鏈主要分為上游的三元前驅體、碳酸鋰/氫氧化鋰,中游三元正極材 料製造商、下游鋰電池生產廠商以及應用層面的新能源汽車、3C 及小動力(電動工具、二輪 車等)、儲能等領域。

當前三元正極材料行業呈現規模化、材料體系技術迭代化、產業一體化、供應鏈全球化的特 點。1)規模化:產業鏈企業着眼於未來龐大的市場空間進行了大規模的擴張,同時有巴斯夫、 陶氏化學、湖北宜化等眾多化工企業進入了行業,化工企業資金優勢大,有望提供巨量的、 穩定的供給。2)材料體系技術迭代化:在材料體系迭代上,三元高鎳化滲透率不斷提升,擴 大其高能量密度的優勢;在材料改性上,有摻雜、包覆、單晶化等化學改性,以及 4680 等物 理改性。3)產業一體化:在 2021 年以來由於供需周期不匹配帶動了產業鏈部分商品價格的 大幅上漲,正極產業鏈是漲價的重點環節。產業通過整合鎳冶煉-前驅體-正極材料等環節來 降低成本。同時涉足磷酸鐵鋰材料生產,從技術路線的單壓轉變為雙壓,打造綜合的鋰電正 極材料供應平臺。4)供應鏈全球化:三元正極企業向海外擴張其供應鏈,參與全球化競爭, 有望受益於歐美等海外市場的發展。

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三元正極材料制備技術普遍採用高溫固相燒結法,但燒結次數、燒結溫度選擇、窯爐設 計、氣氛控制等對最終產品性質有重要影響。尤其是高鎳三元材料,其對工藝要求更高。 NCM811 和 NCA 等高鎳三元正極材料的工藝流程對於窯爐設備、匣缽、反應氣氛等均有 特殊的要求,且往往涉及二次燒結甚至更多次數的燒結。1)比如業內的振華新材有採用 三次燒結,與二次燒結工藝相比,三次燒結工藝在三元前驅體選擇的寬泛性、工藝兼容性 以及產品的晶體結構完整性等方面具有一定優勢,並可以改善鎳含量不斷提升對高鎳三元 正極材料結構穩定性、安全性和循環性能帶來的負面影響。2)普通的三元材料一般只需 要碳酸鋰原料,空氣氛圍燒結,無需去離子水洗滌等,而高鎳三元需要氫氧化鋰原料、氧 氣氛圍燒結,需要去離子水洗滌。

2.3 三元正極材料技術不斷迭代

三元正極材料的技術升級總體主要是兩大方向,1)能量密度的提升,根據 W=QU 公式, 演變為兩大方向,一個是提升 Q 的高鎳方向以及未來其餘的高能量的材料體系,另外一個是提升電壓 U。2)穩定性、循環性、安全性等的提升,主要有摻雜、包覆、單晶等技術。

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2.3.1 單晶等改性技術可提升材料性能

高鎳三元材料往往存在陽離子混排現象、錶面不穩定、不可逆相轉變微裂紋等缺陷問題。 隨着三元正極材料中鎳元素含量的增長,越來越多小缺陷問題也隨之顯露,其中主要包括: 1)陽離子混排現象。Ni2+半徑與 Li+十分接近,晶格中 Ni2+與 Li+容易互換位置,即發生 Li+/Ni2+混排,此時半徑略大的 Li+進入 Ni2+位點將會增大過渡金屬層間距,從而壓縮 Li+ 層間距,降低 Li+擴散系數,使材料表現出較差的倍率性能;Ni2+進入 Li+層後能夠阻斷 Li+的傳輸路徑,減少參與充放電循環的 Li+的數量,導致材料比容量降低。隨着 Ni 含量提 高,不穩定 Ni3+還原為 Ni2+的概率也隨之提高,則發生陽離子混排的機率更大。2)錶面 不穩定。高價鎳離子具有強氧化性、鹼性,容易使錶面 Li+與環境中及電解液殘餘的 H2O, CO2 反應生成 LiOH,Li2CO3 等鋰化物,降低材料錶面穩定性。而副產物 Li2CO3 又易在 高壓下進一步分解產生 CO2 氣體,加劇電芯產氣,引發安全問題。3)不可逆相轉變微裂 紋。三元材料主要由 Ni2+/Ni3+和 Ni3+/Ni4+氧化還原電對提供容量,因此在充放電過程中, Ni 通常處於不穩定的高價態(Ni3+,Ni4+),容易通過失氧的方式向穩定的低價態轉變, 這一相變引起的各向異性體積變化及深度脫鋰時晶胞體積變化將導致正極材料的顆粒內部 產生微裂紋。同時微裂紋加速電解質滲透到顆粒內部,從而與沿微裂紋暴露的內部初級顆 粒上的不穩定 Ni4+反應並生成類似 NiO 的雜質層,同時也加速了 Ni,Co 和 Mn 元素的溶 解,導致活性物質損失。

單晶的發展目前更成體系,我們主要介紹單晶技術情況。

單晶正極材料循環性、穩定性更優。單晶和多晶是按照晶體結構進行的劃分,單晶三元正 極材料一次粒徑約幾微米且呈現單分散狀態,而與之對應的多晶三元正極材料則是若乾直 徑約幾百納米的一次顆粒團聚而形成直徑約十微米的二次顆粒。 以往的三元材料大多是細小晶粒團聚而成的顆粒,1)其二次球形結構容易使其“骨架”結 構牢固性差,在循環過程中,尤其是高電壓充放電下,由於顆粒不斷膨脹收縮,會導致材 料開裂、破碎。2)同時,由於晶體顆粒之間的連接較為脆弱,在極片冷壓過程中,易導致 顆粒破碎,引起電池性能惡化。3)二次球顆粒容易導致氣脹等問題。 單晶三元正極材料在壓實和高溫循環過程中,不易發生破碎,從而高溫循環穩定性優於多 晶三元正極材料,即具有更好的結構穩定性和耐高溫性能。

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國內單晶材料市占率超 4 成,市場集中度較高。國內外一直有對單晶三元材料的研究,但 國內進入大規模應用階段,此前海外日韓系電池廠的主流三元材料基本以多晶三元材料為 主。國內單晶材料原先是少量應用於消費市場,在寧德時代等電池龍頭的帶領下,逐步在 動力電池領域放量,目前比例維持在40-50%左右。1)從單晶的市場率上看,根據 GGII數 據,2019 年至 2021 年上半年,我國三元單晶前驅體出貨量分別為 8.40 萬噸、9.80 萬噸和 13.10 萬噸,占三元前驅體國內出貨量比例分別為 44%、41%和 44%。2)從市場格局上 看,國內的貴州振華、長遠鋰科等企業行業領先。據鑫欏資訊,2021 年 1-11 月,國內單 晶三元材料產量 CR3 集中度接近 60%,CR5 集中度為 79.5%。3)從單晶的應用範圍看, 國內單晶三元材料占比最高的還是 5 系產品,6 系次之,具體型號多為 Ni55、NCM613、 Ni65 等偏組分三元材料居多。對於 8 系的產品,目前有長遠鋰科等少數公司等實現了量產。

2.3.2 高電壓逐步普及

三元正極材料的高電壓化是提升材料能量密度的途徑之一,是行業研發的重點方向。常規 電壓一般指 4.2V,高電壓指能夠在高於 4.3V 的充電電壓下發揮出較好電化學性能的正極 材料。根據能量密度公式,能量=QU,提升電壓 U 可以提升能量密度。比如 Ni5 系、Ni6 系 NCM 三元材料的充電電壓從 4.2V 提升至 4.35V,其能量密度能提升約 15%,接近 NCM811 水平。產業鏈企業廈鎢新能、容百科技等均佈局了高電壓三元材料技術。 消費電池中鈷酸鋰材料是較早應用高電壓技術。鈷酸鋰是最早商業化應用的正極材料,業 內普遍採用摻雜、包覆等方式提升鈷酸鋰正極材料的耐高壓特性,或者優化鋰鈷比和燒結 工藝,從而優化材料結構穩定性和包覆層。當前提高充電截止電壓已成為提升鈷酸鋰能量 密度的主要手段。(報告來源:未來智庫)

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2.3.3 高鎳化進程有望加速

正極高鎳化具有重要的意義。鈷的作用在於穩定材料層狀結構,提升循環與倍率性能,價 格波動較大,錳具有良好的電化學惰性,起到降低材料成本、提高材料安全性和結構穩定 性的作用,鎳是鋰電材料重要活性物質,摻鎳比例提高可提升正極材料能量密度。高鎳化 是指提升三元材料中鎳的含量,從而提升能量密度,並通過降鈷降低原材料成本。

高鎳三元材料市場集中度較好,21 年 1-10 月 CR5 為 83.5%。根據鑫欏咨訊,2021 年國 內批量化生產高鎳三元材料的企業數目有所增多,全年產量超過 1000 噸的企業達到了 10 家以上,其中容百科技、天津巴莫、貝特瑞等在產能規模、客戶結構方面領先優勢明顯。 從市場集中度看,CR5 集中度為 84%,行業格局優於三元正極材料, 2018 年-2021 年三 元正極材料市場集中度較低,主要有高鎳技術門檻較高的影響。

高鎳三元有望繼續加速。高鎳具備能量密度高的顯著優勢,未來高鎳三元應用是否會加速, 我們認為需要從高鎳三元當前的應用痛點找尋答案,主要有:1)高鎳化技術上,前幾年產 業企業技術儲備相對較少,且材料的安全性和熱穩定性不好解決。從固有屬性上看,隨着 鎳的含量提升,體系的熱穩定性變差。且高鎳的熱穩定性問題是一個系統問題,往往需要 正極廠商和電池企業協同攻剋。2)高鎳三元電池電池的物理結構改性尚未大規模普及;3) 不同市場地區對技術路線的選擇。

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一、高鎳技術應用逐步普及。1)一個是高鎳技術在上市公司中的儲備和應用問題,高鎳 三元目前在動力電池龍頭企業中已相對普遍,容百科技、長遠鋰科、當升科技等均已形成 萬噸級出貨,具備大規模應用的技術條件,寧德時代、LG 化學、SKI 均已實現 811 電池批 量交付,三星 SDI 開始規劃生產鎳含量為 88%的動力電池。

2)無熱擴散技術在 2020 年以來逐步突破。高鎳電池熱穩定性比中低鎳差,根據國家的政 策,2020 年 5 月 12 日,工信部組織制定,國家市場監督管理總局、國家標準化管理委員 會批準發布 GB 18384-2020《電動汽車安全要求》、GB 38032-2020《電動客車安全要求》 和 GB 38031-2020《電動汽車用動力蓄電池安全要求》三項強制性國家標準,於 2021 年 1 月1日起開始實施。其中要求電池單體發生熱失控後,電池系統在5分鐘內不起火不爆炸, 為乘員預留安全逃生時間。在高鎳材料的熱擴散上,以寧德時代為代表的企業率先突破, 2020 年 9 月,其率先在 811 產品上實現了無熱擴散,寧德時代首席科學家吳凱預計 1000km 更高比能的無熱擴散技術也將會在 2023 年實現量產。欣旺達、廣汽、長城等其餘 企業也陸續在 2021 年發布無熱擴散技術,未來均有望滿足國家要求的 5 分鐘不起火的要 求,促進高鎳的滲透率提升。

二、高鎳三元正極相比中低鎳的或有原材料成本優勢,整體盈利性占優。當前產業鏈原材 料漲價明顯,隨着三元材料逐步高鎳化,高價位的鈷用量逐步減少,低價位的鎳用量逐步 提升,高鎳三元物料成本相比中低鎳三元幾無差距,在鎳價格較低時或成本更低,這意味 着對於同樣質量的材料,高鎳三元的主要物料成本並不貴。以 2021H1 為例,2021 上半年 在硫酸鎳持續上漲情況下,三元 811 原材料成本仍低於 622 正極材料,和 523 相差無幾。 高鎳價回歸正常水平後,高鎳正極的原材料優勢將進一步凸顯。

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在原材料成本相差不大的情況下,高鎳三元正極價格較高,噸盈利水平較高。以長遠鋰科、 容百科技等企業為參照,我們測算 2020 年高鎳正極材料(以 8 系為代表)比中低鎳正極 (以 5 系為代表)單噸毛利高約 1.5 萬元/噸。

三、大圓柱等電池結構的發展有望帶動高鎳三元發展。電池物理層面的封裝也可以帶來成 本的降低、效率的提升。首先應用的是磷酸鐵鋰材料,典型代表是比亞迪在 20 年首次將刀 片電池技術應用在“漢 EV”車型,其電池系統零部件數量減少 40%,體積利用率提升 50%,成本下降 30%。刀片電池第一代產品能量密度可達到 140Wh/kg,體積能量密度達 到 230Wh/L,比亞迪深圳開發中心副總監魯志佩預計 2025 年可以實現能量密度大於 180Wh/kg,體積能量密度達到 300Wh/L。磷酸鐵鋰通過結構創新提升了能量密度,侵占 了中低鎳三元市場份額。三元電池同樣有結構創新來提升能量密度,從而和磷酸鐵鋰材料 拉開差距,較為典型的是 4680 大圓柱電池,首次在 2020 年 9 月份特斯拉電池日提及,可 以續航提升 16%,能量是此前的 6 倍。

大圓柱電池可以較好匹配高鎳三元。圓柱是鋰離子電池最開始的封裝形式,具有成熟度和 自動化程度高的特點,同時圓柱電池因為受力更加均勻分散,入殼比能達到 98%以上,比 方形電池等的大。對於高鎳三元電池,其有熱穩定性弱、易產氣等劣勢,大圓柱電池受力 均勻、自動化程度高等特點可以有效緩解高鎳三元的劣勢。隨着 4680大圓柱電池的逐步應 用,有望提升三元電池的能量密度,從而在該指標上和鐵電池拉開差距。 2022 年是國內外企業大圓柱電池產業元年。國內外電池企業加速大圓柱電池的產業化,比 如億緯鋰能推出的 4680 電池具備兩大優勢:1)經濟性:主要是在製造工序上精減了 30% 以上,生產效率提升 40 倍以上。2)安全性:電芯層面的高效泄壓結構設計保證零熱蔓延, 剛性結構設計保證無膨脹,在系統層面也有雙腔設計、主動疏散的氣道等。

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四、歐美市場傾向於高鎳三元,有望從結構上帶動其發展。從車企和電池企業的選擇上看, 國外電池廠商三星、LGC、松下等較多採用三元高鎳電池。據不完全統計,當中 43 款中高端新 能源車型已經搭載或者設計搭載高鎳電池。同時外資品牌車企對高鎳電池的接受度高,未 來隨着歐洲新能源車市場繼續增長以及美國新能源車市場的爆發,高鎳三元材料的需求有 望增長。

2.3.4 新型正極材料體系——三元材料體系不斷升級

鋰電池正極材料經歷了消費和動力電池時代的變遷。1)從 1990年代開始,經歷了 LiCoO 為代表的消費電池時代,彼時是松下的 18650電池時代;2)2010-2015年:新能源車市場興起,三元正極作為新興技術路線,發展與推廣尚不成熟,磷酸鐵鋰正極技術已十分完善 並成為主流選擇。3)2016-2020 年,三元正極技術日益成熟,且與磷酸鐵鋰正極相比,具 備更高能量密度。與此同時,新能源汽車補貼政策以續航里程為標準,補貼金額與續航里 程密切掛鉤,進一步推動三元正極材料市場占有率的快速提升。截至 2019-2020 年,三元 正極材料占比均已超過 60%。4)2020Q3 開始,隨着新能源汽車補貼政策逐步退坡以及磷 酸鐵鋰電池能量密度的持續提高(如刀片電池、CTP 技術的應用等),以及熱門車型助推 下,磷酸鐵鋰電池裝機量持續回升,根據中國汽車動力電池產業創新聯盟統計,2022 年 1- 3 月,三元正極與磷酸鐵鋰正極材料的裝機市占率分別達到 58%、42%。

三元正極材料體系仍有較大的進步空間。電池行業本質是技術驅動的行業,技術是最大的 機遇,也同時是最大的風險。從企業的長期發展角度,未來正極材料的發展是我們關註的 焦點。除了當前的三元和磷酸鐵鋰材正極材料體系,還有富鋰錳基、鈉離子、固態電池等 體系,鈉離子電池正極材料產業化剛起步,富鋰錳基產業化仍需時日,固態電池時代仍需 三元材料,三元正極材料體系仍有較大的進步空間。

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鈉離子電池正極材料產業化剛起步

鈉離子電池具有和鋰離子電池相似的電化學特徵,對其的研究起源於 20 世紀 80 年代,近 年來才逐步有一定的工業化。其安全性較高,循環壽命、自放電率與鋰離子相差不大,適 用於對成本敏感、對能量密度要求不高的儲能場景。

富鋰錳基產業化仍需時日

富鋰錳基 xLi2MnO3·(1-x)LiMO2 可以看作是 Li2MnO3 和 LiMO2(M 代表過渡金屬)的 連續固溶體形成的,因其能量密度高、成本低和環境友好等特點,成為未來可能的一種正 極材料發展方向。其比容量高達 300mAh/g,遠高於當前商業化應用磷酸鐵鋰和三元材料 等正極材料放電比容量,是動力鋰電池能量密度突破 400Wh/kg 的技術關鍵。

固態電池時代仍需三元材料

固態電池具有熱穩定性高、能量密度高的優點,但是有成本較高、界面阻力等問題尚待解 決。得益於其採用固態電解質,固態電解質可以抑制鋰枝晶、不易燃燒、不易爆破、無電 解液走漏、不會在高溫下發生副反應等,具備熱穩定性高的優點。能量密度高主要是由於 全固態電解質後,電池可以不必使用嵌鋰的石墨負極,而是直接使用金屬鋰來做負極,可 以減輕負極材料的用量,使得整個電池的能量密度有明顯提高。固態電池能量密度可達 300-400Wh/kg。在產業化阻礙上,固態電解質與電極材料之間的界面是固-固狀態,因此 電極與電解質之間的有效接觸較弱,離子在固體物質中傳輸動力學低。

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完全的固態電池產業化仍需時間。2022 年 3 月,中國電動汽車百人會論壇上,中國電動汽 車百人會副理事長、中國科學院院士歐陽明高表示,我國動力電池產業化的目標為,到 2025 年,液態體系電池單體能量密度將達到 350Wh/kg;2030 年,液態電池向固態電池過 渡的固液混合體系電池單體能量密度為 400Wh/kg;2035 年,準/全固態體系電池單體能量 密度將達 500Wh/kg,2030 年應該是轉向全固態電池發展的一個關鍵節點。

目前更多的是混合固液態電池。2022 年 3 月的電動汽車百人會論壇上,衛藍新能源首席科 學家、創始人李泓透露,衛藍新能源正與蔚來汽車展開合作,計劃基於 ET7 車型,推出單 次充電續航 1000 公里的混合固液電池。這款混合固液電池預計在 22 年底或 23 年上半年開 始量產,電池包容量達到 150 kWh,能量密度為 360 Wh/kg。在正極材料體繫上,容百科 技、當升科技、贛峰鋰業等涉及較多,固態時代的正極材料體系仍是三元高鎳。

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三、三元正極材料行業進入一體化時代

3.1 全球材料巨頭成長之路的啟發

萬華化學是領先的化工新材料企業,以異氰酸酯(MDI)業務起家,為解決原材料短缺問 題,轉而向上游聚醚、環氧丙烷發展,隨着 MDI 市場逐漸飽和,公司開始向上游原料苯胺 與下游精細化學品擴張,同時橫向延伸 TDI與聚醚等業務,現已成長為市值 2500 億的化工 巨頭企業。優美科以採礦與金屬冶煉業務起家,後逐步將業務重心放在清潔技術上,並切 入電池、催化劑、汽車等下游領域,並打通金屬回收渠道,目前已成長為全球領先的材料 科技與回收集團。 通過上述發展之路可發現,全球材料巨頭通過橫向和縱向一體化,不斷擴張業務範圍,實 現利潤最大化的同時開拓新的增長點。借古鑒今,正極材料的一體化發展具有歷史必然性。

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鋰電池四大主材盈利性,隔膜>負極材料>電解液>正極材料。我們以容百科技、璞泰來、 星源材質、天賜材料為代表,2017-2021 年毛利率平均為 14.4%、32.7%、41.8%、30.2%, 凈利率平均為 5.0%、17.3%、20.1%、13.7%。四大主材中,正極材料盈利性最低,成本差 異較小,終端價格主要受上游原材料影響。

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正極材料產業鏈盈利性:上游資源>下游正極材料>中游前驅體。三元前驅體與三元正極材 料行業處於正極產業鏈的中下游環節,採用成本加成的盈利模式,原材料成本占總成本的 90%以上。從 2018-2021H1 毛利率、凈利率情況看,這兩個環節基本可以完成原材料成本 的順利傳導,但盈利性仍低於上游資源環節。一體化可以幫助正極材料企業提升盈利深度, 是做大做強的方式。

他山之石可攻玉:前驅體向產業鏈上游延伸,盈利性有所提升。前驅體企業中華友鈷業、 格林美具備原材料自供能力,兩者單噸售價與中偉股份相近,但單噸毛利平均分別比中偉 股份高 0.5、0.7 萬元(採用 2017-2021H1 噸毛利均值計算),中偉股份單噸毛利平均為 1.05 萬元/噸,向上游拓展是前驅體企業提升盈利能力的重要方式。

前驅體-正極材料一體化有助於提升正極企業盈利深度、發揮產業協同優勢。自供前驅體一 方面可節省成本,另一方面前驅體對正極材料性有關鍵作用,自供前驅體能充分發揮產業 鏈上下游協同效用,提高生產與研發效率。 出於對原材料價格穩定性的考慮,我們選取 2020H1 數據作參考,2020H1 自供 523、622、 811 系列正極材料分別較外購節省 0.5、0.3、1.5 萬元/噸。

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3.2 縱向一體化增厚利潤深度

3.2.1 前驅體對於正極材料性能至關重要

三元前驅體直接決定三元正極材料的核心理化性能。三元前驅體是通過濕法過程制備的, 三元材料是通過火法燒結制備的,三元前驅體很大程度上決定三元正極材料的核心理化性 能。1)前驅體粒徑大小、粒徑分佈直接決定三元正極的粒徑大小、粒徑分佈;2)三元前 驅體比錶面積和形貌直接決定三元正極的比錶面積和形貌;3)三元前驅體元素配比直接決 定三元正極元素配比等。而三元正極材料的粒徑、形貌、元素配比、雜質含量等理化性能 都將影響鋰電池能量密度、倍率性能、循環壽命等核心電化學性能。此外,新型正極材料 如梯度、核殼結構三元正極的應用推廣,也取決於相應前驅體的研發突破。

前驅體非標屬性強,大多採用共沉澱法制備

三元前驅體是鎳鈷錳(鋁)三元復合氫氧化物,化學式為 NixCoyMn(1-x-y)(OH)2 、 NixCoyAl(1-x-y)(OH)3-x-y,按照鎳、鈷、錳(鋁)的構成比例不同,主要可以細分為 NCM811 前驅體、NCM622 前驅體、NCM523 前驅體以及 NCA 前驅體等。三元前驅體作為正極材 料的原料,很大程度上決定着三元材料的性能。前驅體的制備技術主要有溶膠凝膠法、噴 霧熱解法、共沉澱法、水熱法、高溫固相法等。

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前驅體性能工藝參數的控制非標屬性強,存在大量的 KNOW-HOW。共沉澱法以硫酸鎳、 硫酸鈷、硫酸錳、氫氧化鈉為原料,氨水作為絡合劑。共沉澱法生產過程中氨水濃度、pH、 離子濃度、溫度、反應時間、攪拌速度、反應釜結構等均對產品成分、形貌、粒度及分佈、 振實密度等性能產生影響,因此在實際生產中,工藝過程的把控需要扎實的理論基礎和豐 富的經驗積累。

氨水作為反應過程的絡合劑,作用為絡合金屬離子。氨水濃度越高,絡合金屬能力越強, 金屬離子釋放越緩慢,傾向於在已有一次晶粒上生長,導致一次晶粒不斷增厚增大,且前 驅體堆積更緻密。當氨濃度較低時,顆粒形貌疏鬆多孔,緻密性差,一次粒子為薄片狀; 氨濃度升高後,顆粒形貌緻密,一次粒子為細板塊狀。而絡合劑過高時,溶液中被絡合的 鎳鈷例子過多,會造成反應不完全,使前驅體鎳、鈷、錳三元素的比例偏離設計值。

PH 值主要影響共沉澱反應的成核和晶體生長速度,進而影響材料的微觀形貌和振實密度 以及最終產品的電化學性能。PH 較低時,平衡向絡合方向移動,晶粒的生長速度遠大於 成核速度,因此結晶粗大,反映在粒徑上就是樣品的粒徑大,且由於晶體生長過快,材料 形貌難於控制。隨着 PH 的增大,平衡向沉澱方向移動,有利於晶粒的成核,晶粒的成核 速度遠大於生長速度,因此晶粒難以長大,形成較多的小顆粒,導致前驅體的球形度較差, 使粒徑分佈範圍變寬。只有 PH 適中時,晶粒的生長速度和成核速度處於較優狀態,使晶 粒有序生長,結晶緻密,材料粒徑適中,粒度分佈窄。

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攪拌速率影響沉澱產物的振實密度等。強烈攪拌能使加入反應器中的鎳、鈷、錳離子與氫 氧根離子迅速散開,避免加料過程中體系局部過飽和度過大而引起大量成核;攪拌速率的提 高還可加快反應離子在體系內的傳質,單位時間內有更多的反應物達到晶體的錶面結晶, 有利於晶體生長;另外還可以加速小顆粒的溶解然後在大顆粒錶面重新結晶析出,使得沉 澱產物粒徑分佈窄,形貌單一,振實密度隨之增大。但當攪拌強度到達一定極值後,二次 顆粒的球形結構會發生破壞,導致顆粒尺寸減少。

現階段前驅體產品需要根據客戶產品的參數指標進行研發與生產,正極材料鎳鈷錳的不同 配比及性能指標需求都需要在實際的生產過程中嚴格控制環境和工藝。非標屬性強的生產 過程存在大量的 know-how,因此三元前驅體的生產對企業的技術能力、研發實力和實際 生產經驗都提出了較高的要求,公司的研發實力和技術水平仍是前驅體行業的重要壁壘。 在設備這塊,反應釜是主要的濕法接近過程的設備,往往通過對反應釜的結構改進提升反 應效率、降低成本。

3.2.2 前驅體行業上游資源依賴重,向上游鎳礦延伸成為趨勢

硫酸鎳是生產電池的重要原料。硫酸鎳可通過濕法中間品 MSP/MHP、鎳豆、廢料四種原 料加工而成。其中廢料的供應較為分散,供應量不穩定,生產路線主要為三種,使用鎳豆/ 粉等精煉鎳、高冰鎳或者通過濕法中間品 MHP/MSP 冶煉硫酸鎳,冶煉方法主要分為濕法 與火法冶煉兩種路線。

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1)濕法冶煉:濕法冶煉是將紅土鎳礦轉化為鎳中間品,進而冶煉硫酸鎳的工藝。濕法工藝 主要分為氨浸工藝(RRAL)與加壓硫酸浸出工藝(HPAL),HPAL 工藝金屬回收率較高, 全球在產紅土鎳礦主要是用 HPAL 工藝。濕法冶煉原材料供應相對穩定,但具備投資高、 投產慢、污染大等缺陷。濕法冶煉優勢在於鎳、鈷回收率較高,主要缺點其一在於,固廢 與污染氣體排放較大。紅土鎳礦含有較高的 Fe 與少量 Cr,且濕法冶煉採用液態酸、氨浸 出劑,生產過程中還會會產生大量二氧化碳氣體排放。其二在於,由於基礎設施與技術開 發成本較高,濕法冶煉投資較高,且達產時間較長。

2)火法冶煉:火法冶煉來源包括紅土鎳礦與硫化鎳礦,其中硫化鎳礦冶煉硫酸鎳的火法冶 煉方式是將硫化鎳礦冶煉成低鎳鋶,再將低鎳鋶用轉爐吹煉成高鎳鋶,進而冶煉為硫酸鎳。 硫化鎳礦儲量較小,且面臨資源品位降低、生產成本提高等問題。根據 Mysteel 數據,全 球僅 36%的鎳礦以硫化礦的形式存在。2000-2020 年,新建硫化鎳項目中,高品位鎳礦減 少了 44%。礦石回收率下降了 15%,開採復雜度日益提升,同時由於品位降低與復雜性提 高,新建硫化鎳項目投資成本也有所提升,成本競爭力下降。

青山打通紅土鎳礦-鎳鐵-高冰鎳供應鏈,將有助於緩解硫酸鎳原料緊張局面。1)鎳鐵是含 鎳量為 20%-60%的鎳鐵合金,是冶煉不銹鋼的重要原料,根據 Mysteel 數據,全球 51%的 鎳礦用於供應鎳鐵,鎳鐵-高冰鎳-硫酸鎳工藝路徑打通,將使得較快增長的硫酸鎳需求與 儲量較大的紅土鎳礦的供應實現匹配;2)2021 年青山控股鎳當量產量達到 60 萬噸, 2022年達到85萬噸,2023年將躍升至110萬噸,公司啟用鎳鐵-高冰鎳-硫酸鎳生產流程, 將進一步推動解決鎳資源結構性短缺的問題。

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2022 年 1-4 月硫酸鎳呈明顯溢價,為鎳鐵轉產提供窗口期。當硫酸鎳-鎳鐵價差大於 1.7 萬 元/鎳金屬噸左右,企業具備鎳生鐵轉產高冰鎳的動力。2022 年 1-4 月,電池級硫酸鎳的均 價為 4.30 萬元/噸,折算成鎳金屬量為 19.52 萬元/鎳金屬噸;鎳鐵的均價為 1482.1 元/噸, 折算成鎳金屬量為 14.82 萬元/鎳金屬噸,硫酸鎳和鎳鐵之間的價差約為 4.70 萬元/噸。

前驅體行業成本依賴於原材料,盈利處於產業鏈的末端。三元前驅體和四氧化三鈷的主要 原材料包括硫酸鎳、硫酸鈷、硫酸錳(硫酸鋁)、氯化鈷等,原材料占比達 90%以上,且 對上游資源議價能力較弱,致使行業內公司毛利率普遍不高,通常採用原材料成本加價模 式,企業僅通過加工費謀取利潤。從產業鏈各個環節的盈利性上看,前驅體企業的毛利率 和凈利率處於較低水平,實質上是處於產業曲線的下端。縱向發展上游是前驅體企業擴展 盈利的重要方式。

實現鎳產業鏈一體化可提高公司盈利深度。硫酸鎳價格 2021 年年初為 3.2 萬元/噸,截至 2022 年 4 月 22 日已上漲至 5.1 萬元/噸,漲幅達到 59%,一體化對盈利能力的影響持續加 強。參考 2018-2020 年鎳價相對平穩時期的價格,我們測算,高冰鎳前端(紅土礦-高冰鎳) 一體化,可貢獻 2.28 萬元/鎳金屬噸毛利,後端(高冰鎳-硫酸鎳)一體化,可貢獻 3.40 萬 元/鎳金屬噸毛利,以三元 622 正極材料為例,完全一體化下噸毛利水平提升約 1.48 萬元/ 噸。(報告來源:未來智庫)

3.2.3 三元正極企業積極上游佈局,擺脫單純加工行業的屬性

三元材料企業均積極佈局上游,擺脫純加工行業的屬性。中長期視角來看,容百科技、當 升科技選擇合作、參股等形式推進一體化佈局,長遠鋰科背靠集團上游資源優勢,華友鈷 業收購巴莫科技後一體化進度進一步加快。資源端,正極企業主要通過參股、戰略合作、 集團公司支持保障原材料供應,其中容百、當升通過參股可獲得鎳資源保障,長遠鋰科集 團公司中國五礦可為公司提供鋰、鎳等資源,廈鎢新能引入盛屯礦業、天齊鋰業作為股東, 可提供鈷、鋰等資源;前驅體端,正極企業前驅體自供比率有待提升,長遠鋰科前驅體產 能達 3 萬噸/年,目前位於行業領先水平;回收端,正極企業通過參股、自建產線實現廢舊 電池的回收利用,目前長遠鋰科建有 5000 噸處理能力的回收產線,容百科技、廈鎢新能也 在陸續部署回收基地。

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3.3 橫向一體化打造鋰電正極綜合平臺

3.3.1 磷酸鐵鋰和三元路線有望齊頭並進

磷酸鐵鋰材料起源於 20 世紀 90 年代。在此之後,如火如荼的相 關研究席捲全球。2001 年,photech 公司首先實現了磷酸鐵鋰材料的批量生產;Velence 公司發現了碳包覆和碳熱還原技術,使磷酸鐵鋰材料的性能進一步提高;美國的 A123SYSTEMS 公司技術團隊發現了離子摻雜和納米化技術可以大幅提高磷酸鐵鋰的導電性。 至此,磷酸鐵鋰材料進了大規模工業化應用階段。在新能源汽車市場發展早期,磷酸鐵鋰 伴隨着客車的發展出現爆發式增長,在 18 年之後新能源車市場補貼逐步退坡,且三元材料 在乘用車市場的發展下大幅增長。

2020 年下半年開始,磷酸鐵鋰電池占有率持續回升,2022Q1 已達到 58.2%。2020Q3 磷 酸鐵鋰裝機比例為 33.6%,2022Q1 這一比例已達到 58.2%。從新能源汽車推廣應用推薦 車型目錄來看,2022 年發布的第 1 批車型目錄共有 22 款乘用車入選,其中搭載磷酸鐵鋰 的車型有 12 款,占比達到 55%。此番鐵鋰回潮的主要原因是,原材料價格快速上漲、補 貼退坡的影響下,電池材料成本優勢的重要性凸顯。供需錯配下,我們預計上游原材料年 內仍將處於供需緊平衡狀態,2022 年磷酸鐵鋰將延續高速增長態勢。

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下游需求高景氣,磷酸鐵鋰迎來高速擴張。在下游需求帶動下,磷酸鐵鋰產線平均開工率 由 2020Q3 的 52%上升至 2021Q4 的 93%,供給端短缺疊加原材料價格上漲,2020Q3 至 今動力型與儲能型磷酸鐵鋰價格分別上漲 183.4%與 153.1%。由於新建產能釋放有一定滯 後期,2021Q3開始新增磷酸鐵鋰產能集中釋放,截至2021年末磷酸鐵鋰產能達48萬噸, 同比增長 50.0%。

磷酸鐵鋰正極行業集中度呈現下降趨勢。2021 年 Top2 磷酸鐵鋰正極企業出貨占比合計為 40%,較為穩定,Top3-5的市場份額由 40%大幅壓縮至 24%,整體仍呈現高集中度特點。 新玩家入局,磷酸鐵鋰市場格局生變。根據電池中國對業內不完全統計,各廠商宣佈的磷 酸鐵鋰擴產規模加上現有產能已超 500 萬噸,我們測算 2025 年全球磷酸鐵鋰需求 181 萬 噸,規劃產能顯著高於需求。2021 年化工企業新增產尚未釋放,伴隨化工企業進入,市場 集中度可能會呈下降趨勢,市場新進入者面臨機遇。

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3.3.2 三元正極材料逐步擴張至磷酸鐵鋰材料領域

目前三元正極材料企業除了在自身的縱向一體化之外,在橫向逐步擴張至磷酸鐵鋰材料市 場,力圖打造鋰電正極材料平臺企業。2021 下半年三元正極企業陸續公佈磷酸鐵鋰擴產計 劃,其中長遠鋰科以自建產線為主,容百科技、當升科技與上游前驅體企業合作,廈鎢新 能、華友鈷業、格林美通過與化工企業、鋰資源企業合資,共同投資建設磷酸鐵鋰一體化 項目。截至 2022 年 3 月,三元正極企業已公佈至少 106 萬噸磷酸鐵鋰擴產計劃。

三元企業在磷酸鐵鋰領域具備客戶渠道與技術積累優勢。1)客戶渠道方面,2021 年主要 動力電池廠商中,已實現磷酸鐵鋰量產的廠商市場份額達到 47.8%,在研發的廠商市場份 額達到 26.5%,大部分廠商兼有三元與磷酸鐵鋰電池業務,三元正極企業的客戶渠道資源 可復用於磷酸鐵鋰。此外,下游整車廠商也在轉向應用磷酸鐵鋰電池,如特斯拉標準續航 版 Model 3 和 Moderl Y 將全部改用磷酸鐵鋰電池。2)技術積累方面,三元正極企業在三 元正極材料的開發、量產、品質管控及工程建設方面已積累經驗,磷酸鐵鋰開發進度較快。

四、三元正極材料市場迎格局變化

4.1 三元材料順利傳導原材料價格壓力

三元正極產業是成本加成定價模式。其原材料占據成本比重大多在 90%以上,原材料的價 格波動會極大影響正極材料的價格波動。三元材料廠商 2021 年 Q1-Q3 毛利率保持相對穩 定,能夠傳導原材料成本的上漲。 當前原材料價格上漲下,三元材料傳導相對順利。2020 年 8 月-2021 年 12 月,碳酸鋰、 氫氧化鋰、硫酸鈷、硫酸鎳、硫酸錳價格分別上漲 19.7、14.9、4.2、1.0、0.4 萬元/噸, 523、622、811原材料成本分別上漲11.40、10.58、11.01萬元/噸,售價分別上漲11.28、 11.41、10.87 萬元/噸,基本可以覆蓋原材料成本的上漲。從龍頭公司看,2021 年三元正 極企業毛利率、凈利率出現回升。

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本輪價格上漲下三元正極企業增加原材料儲備。從原材料庫存情況看,2021 年產銷兩旺背 景下,正極企業原材料庫存增加值仍達到五年內歷史新高,原材料庫存多為戰略儲備。具 體來看,正極企業在庫存管理節奏上存在差異,但新增庫存總額相近,容百科技原材料庫 存增長貫穿全年,當升科技集中在上半年,長遠鋰科集中在下半年。

4.2 三元正極產業供應鏈全球化

供應鏈網路縱橫交錯,國內廠商全球市場份額有望提升。為分散供應風險,動力電池廠商 採取多元化的方式保障正極材料供應,也是造成行業格局較為分散的原因之一。主要三元 正極企業中,長遠鋰科、振華新材、廈鎢新能以國內客戶為主,容百科技、當升科技、貝 特瑞海外客戶比重較高,且開始通過自建、合資等形式出海建廠,未來有望進一步提高全 球市場占有率。

國內三元正極企業逐步進入海外供應鏈。隨着海外市場的逐步崛起,國內企業逐步進入海 外供應鏈, 1)伴隨着國內電池企業的海外擴張進入海外車企供應鏈,國內以寧德為代表 的動力電池企業陸續在歐美建設電池工廠,其中寧德時代佈局最早。2)進入海外電池供應 鏈,繼而進入海外車企供應鏈。從全球動力電池的市占率格局上看,2021 年 TOP10 中海 外企業有 4 家,總體市占率為 42.6%,是不可忽視的一部分。國內正極材料企業正不斷提 升其在海外供應鏈的占比,不考慮其通過下游電池業務間接供應海外市場,從其海外營收 占比這個直接的指標上看,當升科技的海外占比較高,21 年在 3 成左右,未來隨着產業鏈 企業逐步出海,海外市場營收占比有望提升。

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4.3 格局持續優化,集中度有望提升

4.3.1 三元正極材料行業以往集中度不高

三元正極材料行業集中度不高。2017-2020 年國內三元正極出貨量由 14.7 萬噸增長至 42 萬噸,同比增速呈下滑趨勢,同時上游三元前驅體行業快速發展,企業總數由 2015 年的 26 家增長至 2020 年的 46 家,上下游錯綜復雜的供應網路開始形成。2017 年三元正極企 業 CR3 為 33%,CR6 為 57%,2021 年 CR6 為 37%,CR8 為 64%, 行業集中度略有提 升,但與四大主材其他環節相比仍有差距,2021 年國內隔膜、負極、電解液行業 CR6 分 別為 80.8%、80%、75%。

三元正極材料市場格局集中度不高,主要有以下幾個原因。

一)技術工藝上看,三元材料高鎳滲透率以往不高,各個企業的差距不夠大,企業難以通 過高鎳的技術優勢搶占市占率。

二)從成本角度看,三元正極材料原材料成本占比往往大於 90%,企業難以通過成本優勢 提升市占率。以往的企業之間的成本差異小,行業成本曲線是扁平化的,企業間差異化較 小。

三)正極材料從產值角度考慮,是兵家必爭之地。從成本拆分上看,正極材料占電池總成 本的比例最大,發展正極材料產業可以快速形成較大的產值。從四大材料的產值規模考慮, 三元正極材料產值最大,企業以及地方政府招商引資相對重視。同時從資本開支角度看, 正極材料處於 4 億元/萬噸的水平,相比負極、電解液更大。

四)正極行業參與者眾多。正極材料的技術迭代往往決定了電池行業的技術迭代,下游電 池企業技術角度考慮,為了提升對整體材料和工藝的理解,往往會投資部分正極材料;同 時從供應鏈角度,電池企業涉及部分正極材料產能可以幫助降低成本,打造一體化優勢。 比如寧德時代早期通過旗下的邦普佈局了正極材料環節,目前也加碼了產業一體化。21 年 12 月,寧德時代邦普一體化新能源產業項目開工儀式在宜昌高新區白洋工業園正式舉行, 項目總投資約 320 億元,占地面積約 5500 畝,規劃建設年產 36 萬噸磷酸鐵、22 萬噸磷酸 鐵鋰、18 萬噸三元前驅體及材料、4 萬噸鈷酸鋰、4 萬噸再生石墨和 30 萬噸電池循環利用 的超大規模生產基地。預計 2023 年實現一期投產,2025 年全部投產。

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4.3.2 高鎳和產業鏈一體化趨勢下,集中度有望提升

1)高鎳化方面,自 2021 年年初開始,三元 811 與 523 正極材料月度產量差距持續縮小,截至 2022 年 3 月, 811 已占三元正極材料總產量的 41.4%,高鎳化趨勢明確。高鎳正極 在工藝流程、客戶認證與成本控制等方面存在壁壘,龍頭企業率先實現高鎳正極量產,獲 得動力電池廠商認證,未來市場會進一步向產品質量優異、生產成本較低、擴產進度匹配 下游需求的正極廠商集中。未來在高鎳化帶動下,行業集中度有望提升。

2)一體化方面,鋰、鎳等有色金屬原材料供應緊張背景下,一體化有助於增強企業供應鏈 管控能力,並穩定原材料成本。以容百、當升為例的大部分正極廠商採用資源循環再利用 經營模式,通過投資、合資建廠或供銷協議與前驅體供應商建立合作關系,佈局鋰電回收 業務,從而保障原材料供應。也有部分正極廠商如長遠鋰科,依托於集團公司的礦產資源, 並積極向上游前驅體、鋰礦、鎳礦延伸。鋰電正極行業下游需求旺盛,上游有色金屬資源 緊缺現象短期內難以緩解,未來市場會進一步向具備一體化優勢的正極企業傾斜。更重要 的是,在一體化之後,不同企業的成本曲線有望陡峭化,產品價格由邊際成本決定,成本 差異化下行業格局有望向具備一體化優勢的企業集中。

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五、重點公司分析

5.1 寧德時代:龍頭地位穩固,海外市場及儲能業務爆發

業績符合預期,盈利能力優異。公司 21年歸母凈利潤在此前業績預告的 140-165 億區間的上 限。其中 Q4 實現營收 569.94 億元,同比增長 203%,環比增長 95%;歸母凈利潤 81.80 億 元,同比增長 267%,環比增長 150%。公司業績的增長主要依賴於下游新能源車需求的增長。 利潤率方面,2021 年毛利率是 26.28%,凈利率為 13.70%。

產能持續擴張,打造極限製造體系。1)產能:公司產能從2020年的69.10GWh提升至2021 年的 170.39Gwh,且在建產能 140Gwh,隨着產能的持續擴張,有望逐步攤薄製造成本。2) 技術研發:2021 年研發人員突破萬人大關,達到 10079 人,同比增長 80%,其中本科及以 上是 6246 人。3)打造極限製造體系:利用人工智慧、先進分析和邊緣計算/雲計算等技術, 公司電池生產良率、一次合格率等指標較上年大幅提升。2021 年 9 月,公司寧德工廠被達沃 斯世界經濟論壇評選為“燈塔工廠”,成為全球首個獲此認可的電池工廠。

加強供應鏈佈局,深化產業合作。公司積極加強在正極、鋰礦、鎳資源、負極等領域的佈局。 1)2021 年 12 月,寧德時代邦普一體化新能源產業項目投產,總投資約 320 億元,規劃建設 年產 36 萬噸磷酸鐵、22 萬噸磷酸鐵鋰、18 萬噸三元前驅體及材料、4 萬噸鈷酸鋰、4 萬噸再 生石墨和 30 萬噸電池循環利用的生產基地。預計 2023 年實現一期投產,2025 年全部投產。 2)公司控股子公司普勤時代擬與 PTAnekaTambangTbk.和 PTIndustriBateraiIndonesia 在印 度尼西亞投資不超過 59.68 億美元,建設從紅土鎳礦開發、火法冶煉、濕法冶煉、三元電池 材料到電池回收及三元電池等產業集成化的電池全產業鏈項目。通過一體化佈局,有望保障 供應鏈穩定性的同時降低成本。(報告來源:未來智庫)

5.2 蔚藍鋰芯:電動工具電池龍頭企業,業績快速增長

鋰電池業務持續擴張,盈利情況良好。2021 年公司鋰電池業務實現營收約 26.74 億元,同比 增長 84.80%。子公司江蘇天鵬實現凈利潤約 5.37 億元,對應凈利率為 20%。公司鋰電池銷 量為 3.90 億只,同比增長 65.5%,對應凈利潤為 1.38 元/只。在原材料價格的上漲下,公司 產品通過提價較好的傳導了成本上漲壓力,預計 22 年有望繼續順利傳導成本壓力。

公司充分受益於電動工具電池國產化趨勢。近年來,國內電動工具電池企業陸續實現高倍率 技術的突破,逐步進入下游 TTI、百得等巨頭的供應鏈,行業格局出現國產化趨勢,公司作 為龍頭企業,顯著受益。產能方面,淮安工廠一期項目預計 2022Q4 投產,屆時總產能為 12.5 億顆,且淮安工廠二期項目也在持續推進,公司產能的快速擴張有望滿足電動工具、電 踏車、吸塵器等領域增長需求。

LED 業務轉型初見成效,金屬物流業務增長較快。1)LED:公司從普通照明領域向背光領 域的轉型初見成效,2021 年背光產品銷量同比增長約 400%,總營收占比達到 20%左右。整 個板塊營收 12.83 億元,同比增長 49.3%,產品均價持續提升,板塊毛利率為 14.67%,實現 了業績的扭虧為盈。2)金屬物流:隨着上年度金屬業務股權架構的調整優化,核心人員的積極性得到激發,2021 年板塊實現營收 27.14 億元,同比增長 41%。板塊產品銷量 48.71 萬 噸,同比增長 8.2%。

5.3 長遠鋰科 :三元龍頭,鐵鋰新貴

產品結構升級,噸盈利有所提升。2021 年公司正極材料銷量合計 4.54 萬噸,受益於高鎳占 比提升以及碳酸鋰庫存,公司毛利率提升 1.9pct,單噸毛利為 2.50 萬元/噸,較 2020 年提升 0.95 萬元/噸,單噸凈利為 1.54 萬元/噸,較 2020 年提升 0.87 萬元/噸。

降本增效持續開展,未來有望為公司帶來超額收益。2021 年公司推出新一代 65 系高電壓單 晶降鈷產品與低鈷 Ni83 單晶產品,並在高鎳產品收率、降氧以及前驅體單釜產能提升等方面 推進降本增效,伴隨一期項目滿產以及新增產能釋放,公司成本優勢將進一步放大。

產能持續擴張,搶占市場份額。2021 年公司三元正極材料國內市占率為 10.0%,位列國內前 三,較 2020 年提升 3.4pct。到 2022 年年底,公司將建成車用鋰電正極擴產二期(4 萬噸) 與磷酸鐵鋰正極項目(6 萬噸),中遠期三元正極材料將擴大至 20 萬噸以上,繼續保持行業 第一梯隊水平。

5.4 當升科技:高鎳趨勢明確,海外擴產加碼

高鎳占比提升,業績大幅增長。2021 年公司正極材料銷量合計 4.7 萬噸,同比增長 97%, Ni83、Ni88、Ni90 型高鎳三元批量供應,單噸毛利為 3.19 萬元,同比增長 0.64 萬元。2022 年 1-2 月延續業績增長態勢,實現營收 23.48 億元左右,同比增長 202.21%左右,歸母凈利 潤 2.30 億元左右,同比增長 113.91%左右。

產能加速擴張,進軍海外市場。2021 年底公司自有產能達 4.4 萬噸,2022 年常州當升二期 5 萬噸項目將於下半年投產;江蘇當升四期 2 萬噸小型鋰電正極材料項目積極推進,同時啟動 歐洲首期 10 萬噸產業基地項目;協議與 SK 在韓國或美設立合資工廠,項目進入立項階段。

推進建設一體化產業鏈,深度綁定資源供應。公司在資源開發、產品供銷、產業投資等方面 拓展合作,與華友鈷業合作開發鎳鈷資源,22-25年採購三元前驅體 30-35萬噸;與中偉股份 合建 6 萬金噸鎳產線,規劃年產 30 萬噸以上磷酸鐵鋰一體化產業項目。公司積極開展前瞻性 技術儲備,固態電池向衛藍新能源批量銷售,磷酸錳鐵鋰進入客戶認證,富鋰錳基開發順利。

5.5 中偉股份:佈局產業一體化,前驅體龍頭加速成長

2021 年業績處於預期區間內,單噸毛利有所提升。公司業績處於前期業績預告中值附近,全年資產減值約 0.62 億元。業務上,三元前驅體業務毛利率 12.26%,相比 2021H1 的 12.45% 維持穩定,我們預計 21 年三元前驅體單噸毛利約 1.24 萬元/噸,同比+0.21 萬元/噸。

產能持續擴張。產量方面,2021 年公司三元前驅體和四氧化三鈷分別為 15.8、2.3 萬噸,市 占率分別為 26%、24%,保持行業第一。產能方面,截止 2021 年末有 20 萬噸/三元前驅體、 3 萬噸四氧化三鈷產能。公司預計到 2023 年產能將超過 50 萬噸,將繼續保持行業第一梯隊 水平。

橫向、縱向擴張,業績有望高增。公司從橫向上積極佈局印尼鎳資源的礦產冶煉(預計 22Q3投產)和南部基地配套礦產冶煉,有望增厚單噸盈利水平;從縱向上涉足磷酸鐵鋰材料, 擬在 23 年之後貢獻業績,打造第二增長曲線。

5.6 容百科技:高鎳三元龍頭,加碼產能建設及一體化佈局

產能快速擴張,搶占市場高地。2021 年底公司產能合計 12 萬噸,2022 年韓國基地一期 2 萬 噸產能將於年底建成,貴州遵義基地 2-2 期 3.4 萬噸擴建穩步推進,湖北仙桃一期 10 萬噸開 始建設,2022 年公司正極產能預計將達到 25 萬噸,到 2025 年,公司將擴大高鎳正極產能至 60 萬噸以上規模。

簽訂長協鎖定優質客戶。公司客戶包括寧德時代、SK On、SDI、孚能科技等全球 Tier 鋰電 池廠商。公司與寧德時代簽訂長協,2022 年供貨 10 萬噸,2023-2025 年作為其三元正極粉 料第一供應商,與孚能科技簽訂長協,2022 年供貨 3.10 萬噸高鎳三元正極材料。

加速新一體化產業鏈佈局。公司與華友鈷業、格林美等達成戰略合作,通過設立股權投資基 金,在資源端、前驅體與回收端加強部署。公司在仙桃增建一體化產業基地,持續上探盈利 邊界。

(本文僅供參考,不代表我們的任何投資建議。如需使用相關信息,請參閱報告原文。)

精選報告來源:【未來智庫】。