深度解析！新能源汽車續(xù)航里程要求持續(xù)提升 高鎳三元正極材料迎巨大需求支撐

鋰電池正極材料行業(yè)上市公司：光華科技(002741)、廈門鎢業(yè)(600549)、杉杉股份(600884)、容百科技(688005)、科恒股份(300340)、當升科技(300073)、長遠鋰科(688779)、振華新材(688707)、德方納米(300769)、貝特瑞(835185)、華友鈷業(yè)(603799)、國軒高科(002704)等

本文核心數(shù)據(jù)：新能源汽車續(xù)航里程分布 能量密度分布 三元材料性能指標 產(chǎn)銷量 市場份額 成本結構等

新能源汽車市場：高續(xù)航里程需求迅速增長 電池能量密度提升成必然趨勢

近年來，新能源汽車市場爆發(fā)式增長。隨著中高端新能源車型陸續(xù)上市，續(xù)航里程成為衡量新能源汽車效能重要的參數(shù)。根據(jù)真鋰研究數(shù)據(jù)，2019年-2020年期間上市的新能源汽車中國，高續(xù)航里程的車輛占比迅速提升。2019年，續(xù)航里程在200公里以下的新能源汽車占比高達71%，而2020年迅速下降至14%;而續(xù)航里程在300公里以上的新能源汽車占比由2019年的15%左右提升至2020年的60%以上，預計未來高續(xù)航里程的汽車需求將爆發(fā)式增長。

提升新能源汽車續(xù)航里程最為有效的方法之一即提高其電池系統(tǒng)的能量密度，而正極材料作為鋰電池核心材料之一，是鋰電池電化學性能的決定性因素，對電池的能量密度及安全性能起主導作用。因此，在新能源汽車高續(xù)航里程需求驅動下，鋰電池能量密度的提升成為正極材料技術發(fā)展的必然趨勢。

2019年，能量密度小于120Wh/kg的新能源汽車電池系統(tǒng)占據(jù)70%以上的市場，到2020年，鋰電池系統(tǒng)能量密度大于120Wh/kg的新能源汽車占比達85%以上，且已有160Wh/kg的高能量密度電池系統(tǒng)量產(chǎn)上市。

鋰電池新規(guī)要求：國家提升鋰電池能量密度標準

2021年11月18日，工信部發(fā)布《鋰離子電池行業(yè)規(guī)范條件(2021年本)》(征求意見稿)和《鋰離子電池行業(yè)規(guī)范公告管理辦法(2021年本)》(征求意見稿)。其中提出，引導企業(yè)減少單純擴大產(chǎn)能的制造項目，加強技術創(chuàng)新、提高產(chǎn)品質量、降低生產(chǎn)成本，具體對鋰電池產(chǎn)品及其相關材料的主要技術指標標準作出如下規(guī)定：

對于電池組的能量密度要求，目前三元和磷酸鐵鋰基本不受新規(guī)限制，但對于單體能量密度的要求，主流的磷酸鐵鋰電池單體能量密度還在160Wh/kg左右，相當一部分產(chǎn)品尚無法滿足新規(guī)要求。

新規(guī)范同時對正極材料提出新的要求：磷酸鐵鋰比容量≥150Ah/kg;三元材料比容量≥175Ah/kg。目前，三元8系及以上高鎳材料毫無疑問均達標，但三元5系及以下的量產(chǎn)比容量或有部分企業(yè)不達標，因此三元鋰電池市場也同樣面臨能量密度提升的壓力。

主流正極材料性能對比：三元材料具備高理論比容量

當前主流的鋰電池正極材料體系主要分為鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰和三元材料等多種技術路線，作為對比，比容量、循環(huán)壽命、成本及安全性等是正極材料的核心指標。

其中，三元材料的理論比容量高達280mAh/g，工作電壓接近3.7V，因此三元鋰電池的能量密度理論上為目前主流鋰電池中最高，作為同樣可達到高能量密度的鈷酸鋰電池因其安全性較低，目前已逐步被市場淘汰。

綜合來看，理論上三元材料有較大的能量密度提升空間，在新能源汽車高續(xù)航里程需求和鋰電池新規(guī)的推動下，為高端新能源汽車市場的必然選擇。

三元材料市場發(fā)展現(xiàn)狀：產(chǎn)銷量均快速增長 市場份額有小幅下降

——三元材料產(chǎn)銷量

2016-2020年，我國三元材料產(chǎn)量呈上升態(tài)勢。2020年，我國三元材料產(chǎn)量為21萬噸，同比上升6.6%。

2016-2020年，我國三元材料(NCM和NCA)銷量持續(xù)上升態(tài)勢。2020年，我國三元材料銷量為23.6萬噸，同比上升22.9%。

——三元材料市場份額：三元材料占比呈小幅下降態(tài)勢

從中國鋰電池正極材料出貨量結構來看，2019-2021年，正極材料領域三元材料占比略微下滑6個百分點至40%，磷酸鐵鋰占比上升了3個百分點，至25%。

磷酸鐵鋰市場占比大幅提升主要是因為：首先，磷酸鐵鋰具有較低的成本，整體性價比較為明顯;同時2019年以來，以CATL、比亞迪、國軒高科為代表的主流電池企業(yè)分別開發(fā)出CTP、刀片、JTM技術，磷酸鐵鋰電池的能量密度得到一定提升;其次，相比三元材料，磷酸鐵鋰具有更高的安全性。

三元材料市場發(fā)展趨勢：高鎳低鈷技術有望帶動三元材料市場份額回升

——低鈷化：三元材料降低成本的路徑

事實上，三元電池雖然現(xiàn)階段成本高于磷酸鐵鋰，但憑借材料體系的創(chuàng)新，其成本仍有較大的下降空間。從長期看，三元高鎳和磷酸鐵鋰的成本差距會越來越小。根據(jù)財通證券的測算，預計2030年高鎳電池成本最終會和磷酸鐵鋰相當。

在三元正極的成本中，原材料成本對三元材料價格影響顯著，其占比超過90%，尤其是鈷的價格，一直居高不下，而且鈷材料對外依存度高達90%。目前業(yè)內(nèi)一致的方案就是采取高鎳低鈷甚至無鈷方案，例如NCM811電池正極材料的鈷含量相比NCM523的鈷含量由12.2%降至6.1%，折算到動力電池每kWh用鈷量從0.22kg降至0.09kg，降幅高達59%，在鈷價大漲的今天，三元高鎳的材料成本優(yōu)勢越發(fā)凸顯。

——高鎳化：三元材料能量密度提升路徑

長期來看，磷酸鐵鋰材料受理論比容量(170mAh/g)的限制，電池單元能量密度的提高空間已經(jīng)越來越小。相反，三元材料正處在技術的快速迭代期，從NCM333到NCM523再到NCM811，其能量密度是逐步提升，NCM811能量密度相較于目前主流三元NCM523，能量密度提升可18%左右。

目前中鎳三元正極材料占據(jù)市場主導地位。根據(jù)鑫欏資訊數(shù)據(jù)，2020年中鎳5系三元材料產(chǎn)量占比為53%;中高鎳6系三元材料產(chǎn)量占比為20%;高鎳8系三元材料產(chǎn)量占比為22%。

未來新能源汽車需要更高的電池容量，600公里以上高鎳是最好的選擇，800公里以上高鎳幾乎是唯一的選擇。

因此，前瞻認為，隨著新能源汽車續(xù)航里程需求的逐步提升，三元鋰電池在新能源高端市場還具備較大的成長空間。隨著三元材料能量密度的提升及成本的降低，未來的市場占比有望得到回升，高鎳三元正極材料市場潛力巨大。

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