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请务必阅读最后一页的免责条款正极产能快速扩张，磷酸锰铁锂和高镍三元是未来主流技术方向锂电产业行业专题报告 |2022.8.26 行业视点正极材料是锂电池最为关键的材料。正极材料是锂电池电化学性能的决定性因素，直接决定电池的能量密度及安全性，进而影响电池的综合性能。正极材料在锂电池材料成本中占比最大的，所占比例达45，其成本也直接决定了电池整体成本的高低，因此正极材料在锂电池中具有举足轻重的作用，并直接引领了锂电池产业的发展。正极材料市场增长空间大，产能快速扩张。2021年中国正极材料的产值达到1419.1亿元，同比增长123.1。2022年，磷酸铁锂正极材料主要生产企业产能将达到162.65 万吨，三元正极材料主要生产企业产能将达到97.66万吨，根据各企业产能规划，2025 年磷酸铁锂正极材料产能将超过417.75万吨，三元正极材料产能将超过195.91万吨。根据我们测算，2022-2025年全球锂电池正极材料（主要为磷酸铁锂、三元材料）需求量分别为133.1万吨、202.3万吨、287.4万吨、408.6万吨，复合增长率48.9，上游原材料短期制约正极材料供给。2022年上半年由于上游原材料钴、镍、锂等价格快速上涨，同时下游新能源汽车销量持续向好，部分环节产能供应紧张的局面仍没得到有效缓解，导致市场仍处于供给紧平衡的状态。锂盐供需错配导致锂矿价格维持高位，预估2023年价格会有一定的松动。中国锂、镍资源较为匮乏，对外依存度高，需大量从国外进口，2020年底，中国锂矿储量仅占全球6.31，镍储量仅占全球4.39％。磷酸锰铁锂和高镍三元是正极材料发展方向。随着下游对锂电性能要求不断提升，正极材料将迎来一轮新的技术迭代和升级，磷酸锰铁锂和高镍三元为代表的两条技术路径最为明确。高能量密度是磷酸锰铁锂相较磷酸铁锂的核心优势，随着国内多个磷酸锰铁锂材料项目的建成投产，预计最晚2023年国内会稳定批量生产。高镍三元电芯的能量密度已达到300-400Wh/kg，相较于其他正极材料技术壁垒更高，可以更好地满足新能源汽车轻量化、智能化的发展要求。国内真正能够实现高镍三元材料批量出货的企业并不多，出货量较高的企业主要为容百、巴莫、贝特瑞以及邦普。容百高镍产量占比70左右，处于高镍三元行业龙头地位。投资建议随着下游对锂电性能要求不断提升，正极材料将迎来一轮新的技术迭代和升级，磷酸锰铁锂和高镍三元为代表的两条技术路径最为明确，磷酸锰铁锂电池预计明年开始商业应用，高镍三元在三元电池中的占比也将持续提升。长期来看，正极材料行业技术开发将不断迭代，技术壁垒将不断加大，我们认为以头部电池企业为主要客户，技术方面保持优势且有不断技术迭代能力的正极材料企业将更具竞争力。建议重点容百科技、当升科技、德方纳米、湖南裕能、华友钴业、厦钨新能、长远锂科、振华新材等。市场指数走势（最近 1 年）风险因素需求增速不达预期、政策变动风险、产业链竞争格局恶化研究员刘杰执业编号 S0990521100001 电话 0755-83007043 E-mail liujieydzq.sgcc.com.cn 相关报告 1. 锂电行业专题报告之隔膜篇隔膜产品日益紧俏，行业扩产节奏加快（ 20220415） 2. 电力能源行业跟踪报告锂电原材料成本向下游传导，新能源车企承压开启涨价潮（ 20220322） 3. 电力能源行业跟踪报告动力电池厂商扩产步伐加速，集中度不断提升（ 20220304） 4. 电力能源行业跟踪报告供需错配下加速锂盐价格上涨，盐湖提锂有望重点开发（ 20220223） 5. 新能源汽车行业专题报告之四新能源车企百家争鸣，行业格局开始成型（ 20220128） 6. 新能源汽车行业专题报告之三新能源汽车销量继续创新高，渗透率持续提升（ 20220114） 7. 锂电设备行业报告锂电设备市场空间巨大，行业格局强者恒强（ 20211202） 8. 新能源汽车行业深度研究报告电动化进程加速，新能源汽车全产业链受益（ 20210806）行业研究报告请务必阅读最后一页的免责条款目录一、正极材料是锂电池最为关键的材料 .4 1、正极材料的构成 . 4 2、正极材料分类 . 5 3、正极材料产业链 . 6 二、正极材料市场增长空间大，产能快速扩张 .7 1、正极材料市场规模 . 7 2、正极材料竞争格局 . 9 3、正极产能建设快速扩张 . 10 4、正极材料需求测算 . 12 三、上游原材料短期制约正极材料供给 .13 1、锂电正极材料市场价格维持高位 . 13 2、锂资源供需紧张，价格维持高位 . 13 3、镍资源较为匮乏，对外依存度高 . 15 四、磷酸锰铁锂和高镍三元是正极材料发展方向 .18 1、磷酸锰铁锂是磷酸铁锂升级方向 . 18 2、三元正极高镍化趋势愈加明显 . 19 3、其他正极材料技术路径 . 20 五、投资建议 .23 图表 1 电动汽车成本构成情况 4 图表 2 正极材料构成 4 图表 3 锂电池正极材料分类 5 图表 4 锂电池正极材料产业链 6 图表 5 中国正极材料的产值（亿元） 7 图表 6 国内锂电正极材料出货量情况（万吨） 7 图表 7 中国正极材料产量变化（万吨） 8 图表 8 中国正极材料出货量变化（万吨） 8 图表 9 磷酸锰铁锂和三元电池装车量情况（ MWh） 8 图表 10 2020 年锂电四大材料 CR6 行业集中度情况 .9 行业研究报告请务必阅读最后一页的免责条款图表 11 2021 年国内锂电池正极市场份额 .9 图表 12 中国磷酸铁锂正极材料市场格局 10 图表 13 2021 年中国三元正极材料市场格局 .10 图表 14 主要企业磷酸铁锂正极材料产能（万吨） 11 图表 15 主要企业三元正极材料产能（万吨） 11 图表 16 全球锂电池正极需求测算 12 图表 17 正极材料价格走势（万元 /吨） 13 图表 18 锂价格走势（万元 /吨） 13 图表 19 全球锂矿储量主要分布国家（ 2020 年） .14 图表 20 中国锂资源分布 14 图表 21 各企业 2022 年 6 月锂权益储量（万吨） 15 图表 22 镍价格走势（万元 /吨） 15 图表 23 全球镍储量主要分布国家 16 图表 24 中国镍资源分布 16 图表 25 各企业 2021 年硫酸镍产能（万吨） 17 图表 26 磷酸锰铁锂的性能特点 18 图表 27 磷酸锰铁锂产业化布局 19 图表 28 2021 年不同类型三元材料出货量占比 .19 图表 29 富锂锰基正极材料主要特点 20 图表 30 高电压镍锰酸锂正极材料主要特点 21 图表 31 钠离子正极材料进展情况 22 图表 32 国内正极企业估值情况 23 行业研究报告请务必阅读最后一页的免责条款一、正极材料是锂电池最为关键的材料锂电池主要由正极材料、负极材料、隔膜、电解质和电池外壳几个部分组成。正极材料是锂电池电化学性能的决定性因素，直接决定电池的能量密度及安全性，进而影响电池的综合性能。正极材料在锂电池材料成本中占比最大的，所占比例达 45，其成本也直接决定了电池整体成本的高低，因此正极材料在锂电池中具有举足轻重的作用，并直接引领了锂电池产业的发展。在电动车成本构成中，动力系统占比最大，接近 50，动力系统主要由电池、电机和电控构成，其中电池最为核心，成本占比 76，电机占比 13，电控占比 11；在电池系统成本构成中，正极在电池中成本占比约为 45，负极在电池中成本占比约为 10，隔膜在电池中成本占比约为 10，电解液在电池中成本占比约为 10，其他成分占比约为 25。图表 1 电动汽车成本构成情况数据来源 GGII，英大证券整理 1、正极材料的构成锂电池正极材料主要包括活性材料，导电剂、溶剂、粘合剂、集流体、添加剂，辅材等。图表 2 正极材料构成数据来源艾邦锂电网，英大证券整理行业研究报告请务必阅读最后一页的免责条款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大宗化学制品，市场供应较为充足。值得关注的是，以上化学制品中硫酸盐（硫酸镍、硫酸钴和硫酸锰）和锂盐（碳酸锂和氢氧化锂）的价格在过去浮动较大。上游供应商包括格林美（ 002340.SZ）、必和必拓（ BHP，澳大利亚）、丸红（ Marubeni，日本）、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。生产过程中耗用的主要能源为电力，由当地供电部门直接供应。 2、正极材料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、三元材料镍钴锰酸锂 NCM和镍钴铝酸锂 NCA等。其中，磷酸铁锂主要应用于新能源车及储能电池市场，三元材料则在新能源乘用车、电动自行车和电动工具电池市场具有广泛应用。不同的正极材料具有不同的优缺点，钴酸锂正极材料具有较好的电化学性能和加工性能，以及比容量相对较高，但钴酸锂材料成本高（金属钴价格昂贵）、循环寿命低、安全性能差。锰酸锂相比钴酸锂，具有资源丰富、成本低、无污染、安全性能好、倍率性能好等优点；但其较低的比容量、较差的循环性能，特别是高温循环性能使其应用受到了较大的限制。磷酸铁锂价格低廉、环境友好、较高的安全性能、较好的结构稳定性与循环性能，但其能量密度较低、低温性能较差。镍钴锰三元材料综合了钴酸锂、镍酸锂和锰酸锂三类材料的优点，存在明显的三元协同效应。相较于磷酸铁锂、锰酸锂等正极材料，三元材料的能量密度更高、续航里程更长。图表 3 锂电池正极材料分类项目钴酸锂 LCO 锰酸锂 LMO 磷酸铁锂 LFP 三元材料镍钴锰酸锂 NCM 镍钴铝酸锂 NCA 晶体结构层状尖晶石橄榄石结构层状层状理论比容量（ mAh/g） 274 148 170 273-285 273-285 实际比容量（ mAh/g） 135-150 100-120 130-140 155-220 210-220 振实密度（ g/㎝ ³） 2.8-3.0 2.2-2.4 0.8-1.1 2.6-2.8 2.6-2.8 压实密度（ g/cm³） 3.60-4.20 2.80-3.20 2.20-2.60 3.40-3.80 3.40-3.80 循环寿命（次） 500-1000 500-2000 2000-6000 800-2000 800-2000 电压范围（ V） 3.0-4.5 3.0-4.3 3.2-3.7 2.8-4.5 2.5-4.6 热稳定性较差良好优秀一般随 Ni 含量变高而变差较差材料成本较高低低中中优点振实密度大、能量密度高、工作电压高成本低、安全性能好成本低、安全性好、循环寿命长能量密度高、成本相对较低能量密度高、低温性能好缺点成本高、钴价格昂贵能量密度低、高温循环性能差能量密度偏低，低温性能较差高温易胀气、循环性、安全性较差循环性、安全性较差主要应用领域 3C 电子产品电动自行车、电动工具电动汽车、商用客车及储能 3C 电子产品、电动工具、电动自行车、电动汽车及储能电动汽车，目前主要用于特斯拉汽车数据来源容百科技招股说明书，英大证券研究所行业研究报告请务必阅读最后一页的免责条款 3、正极材料产业链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。图表 4 锂电池正极材料产业链数据来源前瞻产业研究院，英大证券研究所目前，锂、钴、镍、锰、铁等金属资源是锂电池正极最主要的原材料，主要的生产企业包括西藏矿业、天齐锂业等，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 ;在中游，当升科技、容百科技与厦钨新能等是锂电池正极材料行业的龙头企业 ;下游锂电池行业的企业中，宁德时代在动力电池、 3C消费电池和储能电池领域均有布局，市场份额较大。行业研究报告请务必阅读最后一页的免责条款二、正极材料市场增长空间大，产能快速扩张 1、正极材料市场规模由于上游锂、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。图表 5 中国正极材料的产值（亿元）数据来源 EVTank，英大证券整理根据 EVTank数据显示， 2021年，中国锂离子电池正极材料出货量为 109.4万吨，同比大幅增长 98.5。其中磷酸铁锂正极材料出货量 45.5万吨，占比 41.6，三元正极材料出货量 42.2万吨，占比 38.6，磷酸铁锂出货量反超三元正极材料。 GGII预测，到 2025年中国正极材料出货量将达 471万吨，市场增长空间大。图表 6 国内锂电正极材料出货量情况（万吨）数据来源 EVTank，伊维经济研究院，英大证券研究所行业研究报告请务必阅读最后一页的免责条款根据鑫椤锂电数据，国内正极材料 2022年上半年总产量达 72.02万吨，同比增长 54.6，其中磷酸铁锂材料累计产量为 38.47万吨，同比增长高达 119.1，占比 53；三元正极材料累计产量为 26.38万吨，同比增长 45.9，占比 37。我国磷酸铁锂和三元正极主材 2022 上半年的出货量分别达到 41.1和 28万吨，同比上涨 136和 48。图表 7 中国正极材料产量变化（万吨）图表 8 中国正极材料出货量变化（万吨）数据来源鑫椤资讯，英大证券研究所整理数据来源鑫椤资讯，英大证券研究所整理磷酸铁锂电池凭成本低廉、安全性强等优势，在产量、装车量方面已超三元电池。 2022年 1-7月，我国动力电池累计装车量 134.3GWh，累计同比增长 110.6。其中三元电池累计装车量 55.4GWh,占总装车量 41.3，累计同比增长 55.7；磷酸铁锂电池累计装车量 78.7GWh,占总装车量 58.6，累计同比增长 180.9，呈现快速增长发展势头。图表 9 磷酸锰铁锂和三元电池装车量情况（ MWh）数据来源中国动力电池产业创新联盟，英大证券研究所行业研究报告请务必阅读最后一页的免责条款 2、正极材料竞争格局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。图表 10 2020 年锂电四大材料 CR6 行业集中度情况数据来源 GGII，英大证券研究所整理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。图表 11 2021 年国内锂电池正极市场份额数据来源 EVTank，英大证券研究所整理磷酸铁锂正极材料行业竞争格局稳定，市场集中度较高，呈现二强竞争局面。 2021年我国磷酸铁锂正极材料两大巨头分别为湖南裕能、德方纳米， CR2为 45.21，占据市场近一半的市场份行业研究报告请务必阅读最后一页的免责条款额。德方纳米与湖南裕能市场份额较为接近，二者常轮动为行业市占率第一与第二，呈现二强竞争局面。图表 12 中国磷酸铁锂正极材料市场格局数据来源 GGII，英大证券研究所整理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 NCM为主，日本三元材料以 NCA为主，韩国则兼有 NCM和 NCA。 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。图表 13 2021 年中国三元正极材料市场格局数据来源鑫椤锂电，英大证券研究所整理 3、正极产能建设快速扩张据不完全统计，目前磷酸铁锂扩产规模已达到 800万吨，三元材料扩产规模接近 180万吨，正行业研究报告请务必阅读最后一页的免责条款极材料合计扩产规模达到 980万吨。磷酸铁锂正极材料的扩产周期相对较短，在技术成熟的条件下，扩产周期在 6-10个月。随着新能源汽车、储能等终端需求的加大，磷酸铁锂正极材料企业将不断加大自身产能投建，寻找合适标的进行投资扩产。根据产业 π 统计， 2022年，磷酸铁锂正极材料主要生产企业产能将达到 162.65万吨，根据各企业产能规划， 2025年磷酸铁锂正极材料产能将超过 417.75万吨。图表 14 主要企业磷酸铁锂正极材料产能（万吨）公司名称 2021 2022E 2025E 德方纳米 10.55 34.5 78.5 湖南裕能 19.3 26.7 89.3 龙蟠科技（常州锂源） 3.25 19.75 61.75 湖北万润 4.28 17.5 45 融通高科 10.5 22 30 国轩高科 5 10 25 安达科技 4 9 40 富临精工 6.2 12.2 31.2 重庆特瑞 5 9 15 东圣先行 2 2 2 合计 66.83 162.65 417.75 数据来源产业派，英大证券研究所整理三元正极材料企业产能扩建相对容易， 1万吨三元正极材料扩产时间（产线建设时间）约为 1-1.5年，不存在产能投产的核心限制因素。外加三元电池在新能源乘用车市场是确定的趋势之一，市场对上游三元正极材料需求未来仍会持续增加，为满足下游电池企业需求，头部材料企业将更倾向到贴近客户、贴近资源或要素成本较低的地区扩产。 2022年，三元正极材料主要生产企业产能将达到 97.66万吨，根据各企业产能规划， 2025年三元正极材料产能将超过 195.91万吨。图表 15 主要企业三元正极材料产能（万吨）公司名称 2021 2022E 2025E 容百科技 12 25 60 当升科技 4.11 9.11 21.11 华友钻业（巴莫科技） 12.65 15.15 40 长远锂科 4 12 12 振华新材 3.7 7.6 18 厦钨新能 3.5 6.5 9.5 贝特瑞 3.3 8.3 8.3 湖南杉杉 6 9 10 宜宾锂宝 3 3 15 富临精工 2 2 2 合计 54.26 97.66 195.91 数据来源产业派，英大证券研究所整理行业研究报告请务必阅读最后一页的免责条款 4、正极材料需求测算根据我们测算， 2022-2025年全球锂电池需求预计分别为 675.84、 1025.69、 1455.07、 2065.73GWh，对应正极材料（主要为磷酸铁锂、三元材料）需求量分别为 133.1万吨、 202.3万吨、 287.4万吨、 408.6万吨。 2021-2025年锂电池正极材料需求量年复合增长率 48.9，其中磷酸铁锂、三元材料年均复合增速分别为 53.9、 37.1。预计现有正极材料产能可以满足未来 5年锂电池装机需求。图表 16 全球锂电池正极需求测算 2021 2022E 2023E 2024E 2025E 动力电池出货量（ GWh） 371 556.5 834.75 1168.65 1636.11 增速 50 50 40 40 储能电池出货量（ GWh） 66.3 119.34 190.94 286.42 429.62 增速 80 60 50 50 全球动力储能锂电池需求（ GWh） 437.3 675.84 1025.69 1455.07 2065.73 磷酸铁锂电池出货量（ GWh） 251.8 453.2 691.8 987.6 1411.3 每 GWh 磷酸铁锂电池正极需求量（吨） 2200-2500 吨磷酸铁锂正极需求量（万吨） 55.4 99.7 152.2 217.3 310.5 三元电池出货量 185.5 222.6 333.9 467.5 654.4 每 GWh 三元电池正极需求量（吨） 1500-1800 吨三元正极需求量（万吨） 27.8 33.4 50.1 70.1 98.2 合计（万吨） 83.2 133.1 202.3 287.4 408.6 数据来源 EVTank， GGII，英大证券整理行业研究报告请务必阅读最后一页的免责条款三、上游原材料短期制约正极材料供给 1、锂电正极材料市场价格维持高位 2022年上半年由于上游原材料钴、镍、锂等价格快速上涨，同时下游新能源汽车销量持续向好，部分环节产能供应紧张的局面仍没得到有效缓解，导致市场仍处于供给紧平衡的状态，带动正极材料价格普遍出现明显上涨，尽管二季度开始部分原材料价格出现下滑，目前三元正极 811型价格保持在 38.1万元 /吨，磷酸铁锂正极材料价格 15.5万元 /吨，但相较于 2021年同期价格仍处于高位。图表 17 正极材料价格走势（万元 /吨）数据来源鑫椤锂电，英大证券研究所整理 2、锂资源供需紧张，价格维持高位锂盐供需错配导致锂矿价格维持高位。目前，电池级碳酸锂价格在 47.9-48.9万元 /吨，氢氧化锂价格在 47.1-47.7万元 /吨，预估 2023年价格会有一定的松动。图表 18 锂价格走势（万元 /吨）数据来源鑫椤锂电，英大证券整理行业研究报告请务必阅读最后一页的免责条款截至 2020年底，全球锂矿储量 12828万吨，主要分布在智利 41.06％、澳大利亚 14.34％、阿根廷 13.20、中国 6.31及美国 4.44。图表 19 全球锂矿储量主要分布国家（ 2020 年）数据来源全球锂、钴、镍、锡、钾盐矿产资源储量评估报告（ 2021），英大证券整理中国锂资源储量丰富，兼具矿石锂和盐湖锂两种类型；中国锂资源主要有盐湖、锂辉石和锂云母三种，其中盐湖锂占比 83，主要分布在青海和西藏。四川甘孜州和阿坝州高品位锂辉石资源储量丰富；江西宜春地区是锂云母的主要生产基地，另外就是青海和西藏的盐湖提锂。图表 20 中