新能源汽车电池解析——正极材料

一、正极材料产业简介

1.作用

锂离子电池分布在生活中的每一个角落，其应用领域包括电动汽车、手机、平板电脑、无人机及其他各类电动工具。作为电能的载体和众多设备的动力来源，可以说，离开了锂离子电池，当今的物质世界就会受到很大影响。

正极材料作为目前锂离子电池里面主要的储存锂离子的地方，其性能直接影响锂离子电池的性能（正极材料的质量比一般为3:1-4:1，因此正极材料起到决定性影响），其成本的高低也决定锂电池成本的高低。

在新能源汽车成本构成中，电池占了很大的比重，大约在40%左右。其中电池主要由正极材料、负极材料、电解液以及隔膜构成。正极材料成本占整个电池的比例最高，约占35%，同时也是提升续航里程的最主要部分。

2.几种常见正极材料对比

正极材料主要分为三元材料、磷酸铁锂、钴酸锂和锰酸锂四大类。

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，电池容量较高，是动力电池主要正极材料之一，主要用于乘用车。

磷酸铁锂原材料低廉，循环性和安全性好，但容量较低，主要用于动力电池当中的客车和物流车。

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。

钴酸锂能量密度高，但价格高且不环保，目前主要用于3C产品数码电池中。

3.行业产业链

正极产业链包括：上游的原材料厂家；中游的材料制造商；下游消费电子、动力电池等各个应用领域。

二、国内正极材料产业现状分析

1.产量分析

得益于国内终端新能源汽车增长持续、高端3C数码市场需求稳定和钴酸锂、三元材料海外需求加大，国内正极材料产销得以增加。

其中三元材料2017年总产量8.6万吨，同比产量增加了58.38%，主要受新能源乘用车和专用车、锂电自行车、低端数码电池等市场带动。

钴酸锂材料产量4.5万吨，同比有增长28.9%。其主要受国外3C数码市场的需求拉动，同时国内高端智能数码电池需求增长。

锰酸锂材料产量2.1万吨，同比增长16.6%。在新能源客车市场、电动自行车、电动工具、数码三元混合锰酸锂等增长明显。

磷酸铁锂2017年总产量5.8万吨，同比增长基本持平，只有1.75%。

从产值来看，2017年国内正极材料产值413亿，约21万吨，同比增长了98.56%。

2.价格走势

2017年锂电正极四大材料价格有较大幅度波动，其中三元材料与钴酸锂上涨幅度最大，锰酸锂其次，而磷酸铁锂最小，四大材料各自波动不一。

主要原因有：

1）上游原材料碳酸锂、钴金属、镍金属价格同比大幅上涨，涨幅超过15%，导致三元材料、钴酸锂价格跟随上涨；

2）无水磷酸铁国内产能过剩，市场竞争激烈，其价格同比每吨下降超过20%，因此使得碳酸锂价格上涨的情况下，磷酸铁锂材料出现下滑趋势；

3）以当年磷酸铁锂电池需求量来看，其材料国内产能已严重过剩，加上动力电池补贴与能量密度挂钩，因此大部分电池企业转型三元，并对铁锂材料价格形成压力；

4）锰酸锂价格历年波动情况相对稳定，其价格波动主要受碳酸锂价格影响较大。

3.存在的问题

目前，由于我国正极材料产能主要集中在低端产品，在一些高端产品，比如高性能三元材料等领域目前产能仍有不足。

国内正极材料领域低端产品竞争比较激烈，毛利率也较低；高端产品的毛利率则较高且竞争相对平稳。现在高端的三元材料与钴酸锂仍以进口为主。

因此，锂电正极材料行业目前整体来看处于供大于求的阶段，未来主要驱动力来自于动力电池的需求增长情况。并且在产品分布方面，低端产品产能过剩，高端产品供给不足。

三、行业企业2017年状况

在2017年度，前十大正极产能中，湖南杉杉资本遥遥领先其他公司，达到年产总量4.3万吨，最低的巴莫科技也达到1万吨的产量。

十家企业当中，杉杉股份实现营业收入827,054.09万元，同比增长51.07%；实现归属于上市公司股东的净利润89,611.51万元，同比增长171.42%。主要系本期公司锂电池材料正极业务经营业绩同比大幅增长，同比增长179.54%，占据总营收的51.5%。

格林美2017年实现营业收入107.52亿元，同比增长37.22%;实现净利润6.1亿元，同比增长131.42%。报告期内，与邦普循环签署了建设2万吨/年三元正极材料产线合作协议，进一步夯实了公司向国内最大动力电池企业CATL提供三元材料的能力，保障了格林美三元电池材料在国内的市场地位。

厦门钨业2017年度报告显示，公司当年度实现营收141.88亿元，同比增长66.37%；实现归属上市公司股东净利润6.18亿元，同比增长320.66%。其中，以正极材料为主的锂电池材料相关业务电池材料营收40.81亿元，同比增长99.02%，占总营收比重达28.76%。符合此前业绩预期。

而在其中，各家的主要产品类型如下（排名不分先后）：

四、三元材料的未来预测

1.市场占有

2017年全国正极材料产量为21万吨，同比增长3成，其中三元材料8.6万吨、磷酸铁锂5.8万吨、钴酸锂4.5万吨、锰酸锂2.1万吨，三元材料接替2016年磷酸铁锂成为2017年增速最高的正极材料，受益乘用车接替客车成为新能源车重要增量。

在2018年首批公示的36款新能源乘用车配套电池类型中，三元锂电池25款，占比达69％，相比2017年增加了46%。

从以上数据可以看出，当前新能源乘用车的动力电池采用三元材料电池正成为新趋势。而从今年初工信部公布首批推荐目录以来，市场内的锂电企业从推荐目录的差别中，灵敏地嗅到了新的商机——三元材料电池将成为主流。如沃特玛、比亚迪、国轩高科、力神等部分大企业在今年年初也纷纷开始布局三元材料的产能。

从上游原材料企业布局的大动作，和中游锂电企业的加大三元材料的产能布局，再到推荐目录上乘用车采用三元材料电池的比例突增，都在释放着三元材料电池的春天或将到来的信号。

值得一提的是，随着国家对新能源汽车的能量密度要求逐年提高，未来三元材料的市场比重将有望持续提升。

由此可预见，三元材料的趋势已基本明确。

2.技术走向：高镍三元材料未来趋势明显

三元材料是指镍钴锰，它们具有高比容量、长循环寿命、低毒和廉价的特点，此外，三种元素之间具有良好的协同效应，因此受到了广泛的应用。在氧化还原储能中，镍是主要的成分，通过提高材料中镍的含量以有效提高材料的比容量，是三元材料再往前迈进的关键问题。

一般来说，高镍的三元正极材料是指材料中镍的摩尔分数大于0.6的三元材料，这样的材料具有高比容量和低成本的特点，但也存在容量保持率低，热稳定性差等缺陷。但通过制备工艺的改进可以有效改善材料性能。颗粒的微纳尺寸以及形貌结构，在很大程度上决定着高镍三元正极材料的性能。因此目前主要的制备方法是将不同原料均匀分散，通过不同生长机制，得到比表面积大的纳米球形颗粒。

高镍三元锂离子电池正极材料凭借比容量高、成本较其他两种元素低和安全性优良等优势，成为研究的热点，被认为是极具应用前景的锂离子动力电池正极材料。