锂电正极与三元材料行业深度展望调研投资分析报告Word文档格式.docx
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环境方面，机动车是氮氧化物排放的主要来源，汽车尾气是目前PM2.5超标的主要原因之一。
据环保部报告显示，2015年，全国机动车排放污染物4532.2万吨，北京、上海PM2.5的25%来源于机动车。
发展新能源汽车是能源消费的变革。
随着汽车行业的发展，能源危机和环保问题将倒逼新能源汽车的发展。
国家已出台多项政策限制燃油汽车平均油耗，工信部设立2020年生产乘用车平均油耗目标为百公里5L，节能型汽车燃料消耗量降到4.5L/百公里以下，倒逼新能源汽车的发展。
短期：
磨合期逐步结束，蓄势待发
2016年是新能源汽车的整治之年。
由于骗补、车辆准入等因素影响，在2016年政策落地时间不断延后，2016年下半年行业进入调整期，整体销量被压制，直到最后两个月，销售才释放出来。
据中汽协会统计，2016年，中国新能源汽车生产51.7万辆，销售50.7万辆，同比分别增长51.7%和53%。
2017年前五个月政策磨合期逐步结束。
2017年新的补贴方案正式实施伊始，企业进入战略调整阶段，加上春节等因素同时影响，导致1月份产销不加，然而1-4月整体来看，2到4月份同比均有增长，4月更是实现了纯电动销量同比增长19.4%、插混销量同比增长26.8%的上扬，政策落地后回暖趋势开始显现。
进入5、6月份，行业政策逐步完善，产业链调整基本结束，新能源汽车行业已基本恢复正常。
5月，新能源汽车产销分别达到5.1万辆和4.5万辆，同比分别增长38.2%和28.4%，呈现较好发展态势。
2017年3季度将是较好的投资期。
2016年政策的调整导致销量被压制，2019年补贴将在2017年的基础上退坡20%，前后紧逼预计将导致2017年、2018年新能源汽车销量上涨。
随着政策逐步配套完善、新车型开发和产能逐步释放，我们预计2017年是升华、反弹之年，新能源汽车产销量将逐月逐季上浮，同比、环比较好状态将在第三季度到来。
同时我们认为2018年新能源汽车将迅猛发展，需求大幅增加，将是真正的大年。
图3：
全国新能源汽车分类月度销量（单位：
量）
市场：
需求拉动新能源汽车产品升级换代，正极材料是核心
不管是购车和使用成本，还是续航里程和充电运营，市场对新能源汽车的要求逐步提高。
目前国内厂家各类车型不断升级换代，续航里程不断增加，其他性能也越来越有竞争力。
以比亚迪e6车型为例，2014年款e6的纯电最高续航里程（综合工况法）为300km，而2016年款e6的续航里程则达到了400km，拥有很大提升。
国外方面，以nissanLeaf车型为例，2015年款电池容量为24kWh，续航里程在200km左右。
仅一年后2016款的电池容量提升为30kWh，续驶里程增加。
2017年款则加入了快充的性能，半个小时之内即可从低电量状态充至80%。
车型的升级主要是电池的升级，电池的升级核心在于材料品质的提升，而动力电池材料的核心即在于正极材料。
图4：
比亚迪e6性能对比：
产品升级，续航里程提升
二、正极材料：
动力锂电拉动正极材料大发展，技术优劣渐分
锂电池：
已成大产业，动力电池拉动作用明显
受到新能源汽车行业大发展的影响，动力电池需求量不断攀升。
根据EVTank数据显示，2016年，中国国内锂动力电池出货量合计达到30.5GWh，同比2015年17GWh增长79.4%。
我们预计2017年国内动力电池需求约为41GWh，2020年需求保守估计将达到110GWh。
图5：
国内锂动力电池出货量/GWh
面对持续增长的动力电池需求，国内锂电池厂商不断扩大产能。
表1：
部分国内锂电池厂商产能及扩产计划
动力电池是影响包括整车质量、续航里程等一系列性能的关键所在，其成本可以达到整车成本的35%-50%。
因此，动力电池的成本与性能是整车厂商关心的重中之重。
而在动力电池的各个组成部分中，正极材料更是起着最关键的影响。
因此，新能源汽车大爆发将大幅拉动正极材料市场的走强。
正极材料：
占比最大，影响最关键，市场空间巨大
锂离子电池电芯的核心结构包括正极材料、负极材料、电解液和隔膜等。
具体来看，正极材料在电芯制造成本、质量中占比最大，直接决定着动力电池产品的安全性、能量密度等各项性能。
正极材料的发展大幅影响着行业的结构性突破。
图6：
锂离子电池成本大致构成
根据中国有色金属工业协会数据，2016年国内正极材料市场总规模达194亿元，其中三元材料产值占比最高，达79.8亿元。
面对不断增长的下游需求，根据各类车型销量以及材料价格变动趋势，我们预测2017年动力锂电正极材料市场规模达到134.5亿元，2020年市场规模达到接近250亿元；
国内整体正极材料市场规模2017年达248亿元，2020年达363亿元。
全球角度，我们预测2017年动力电池正极材料市场规模在400亿元左右。
图7：
国内动力锂电正极材料市场规模预测/亿元
图8：
国内锂电正极材料市场规模预测/亿元
正极材料对比分析：
各有优劣势，性价比是关键因素
目前锂离子电池正极材料主要包括三元材料（NCM/NCA）、磷酸铁锂（LFP）、钴酸锂、锰酸锂等。
其中，三元材料主要应用在动力电池，并且已经开始用于小型锂电领域；
磷酸铁锂更多的应用在动力电池和大型储能领域；
钴酸锂主要用于3C产品；
锰酸锂主要应用于动力电池和储能领域，且多与三元材料掺杂使用。
数据显示，2016年全国锂电池正极材料产量16.16万吨，同比增长43%。
其中，磷酸铁锂产量5.7万吨，同比增长75%；
三元材料产量5.43万吨，同比增长49%；
钴酸锂出货量3.49万吨，同比增长9.4%。
各类正极材料分别在安全性、比容量等方面具有不同优势。
表2：
各类正极材料差异与优劣势
三元材料：
综合多维优势，发展前景广阔
三元材料综合了LiNiO2、LiCoO2、LiMn2O4的特点，三种过渡金属元素具有显著的协同效应，镍元素可以提高材料容量，钴元素主要起到减少阳离子混合占位、稳定层状结构的作用，锰元素则可以提高安全性和稳定性，因此三元材料具有能量密度高、循环寿命较长、安全性能较好等优点。
三元材料理论比容量可以达到接近300mAh/g，目前广泛应用的NCM622实际比容量在170mAh/g左右，未来随着技术的进一步发展，实际比容量仍有很大的上升前景。
图9：
三元材料生产流程简图
磷酸铁锂：
安全性能较好，成本具有优势，客车上应用较为广泛
磷酸铁锂技术较为成熟，安全性能较好，目前主要应用于储能、动力电池等领域。
动力电池方面，客车上的应用更为普遍。
未来随着三元材料性能的提高，我们认为磷酸铁锂会逐步缩小在动力电池上的应用范围。
磷酸铁锂理论比容量可以达到170mAh/g，目前已经做到实际比容量140mAh/g左右，未来继续发展的上调空间不大。
图10：
磷酸铁锂生产流程简图
钴酸锂：
3C应用较多，成本劣势不可忽视
钴资源较为紧缺，2016年以来钴价持续上涨不断压缩钴酸锂产业链利润空间。
由于钴酸锂在在更高电压下的结构不稳定，因此钴酸锂继续向高电压发展需要更深的技术积淀。
目前钴酸锂主要应用于3C领域，已经存在某些小型锂电领域如移动电源上三元与钴酸锂混用的趋势。
钴酸锂理论比容量可以达到270mAh/g以上，目前已达到实际比容量在150mAh/g左右，未来随着技术发展实际比容量可上涨空间较大。
未来钴酸锂主要将朝着高电压方向发展，将通过掺杂和表面包覆来提高高电压下钴酸锂的性能。
图11：
钴酸锂生产流程简图
锰酸锂：
成本优势明显，高温性能较差
锰资源非常丰富，具有很大的成本优势。
然而锰酸锂理论比容量仅有不到150mAh/g，考虑到其能量密度与高温性能，未来应用受限，大多应用在与其他材料掺杂使用的过程中。
图12：
锰酸锂生产流程简图
综合来说，我们预计在动力电池领域，乘用车上三元材料的渗透率将不断提升，考虑到安全性以及相关政策调整，客车上磷酸铁锂仍将在一段时间内与三元材料分庭抗礼。
小型锂电领域，短期内钴酸锂和三元材料并行。
钴酸锂在容量、电压平台和压实密度等方面有较好的优势，尤其是在体积能量密度方面优势较为突出，因此在智能手机等领域还有空间。
但是在充电宝、平板电脑等产品中，NCM已经有替代钴酸锂趋势。
同时考虑到钴价上涨等因素，在3C产品领域，三元材料仍十分有潜力。
三、三元材料：
三元技术路线清晰，高镍渐露头角
三元电池与其他锂电池的主要区别在于正极材料的使用。
三元电池以三元材料为正极材料，相应的也需要负极、隔膜和电解液共同配合改进来适应新的材料体系，以达到最佳效果。
目前业已形成从上游金属矿到下游新能源汽车、3C等领域应用的完整产业链。
图13：
三元材料产业链图
2016年，三元材料出货量占正极材料出货量34%，产值达79.8亿元，即使受到客车上禁止配套三元电池政策的影响，其占比仍然有所上升。
未来随着乘用车电动化的趋势不断深化，我们认为三元材料占比将进一步提升。
图14：
国内分类型正极材料出货量占比
根据三元渗透率以及相关动力电池行业情况，我们预计2017年国内三元动力电池需求在22GWh左右，2020年，达到82GWh，2017-2020年复合增长率达56%，对应动力领域三元材料需求约为4.3万吨和16.4万吨，考虑到三元价格变动趋势，我们预计动力领域三元材料市场规模2017年达82亿元，2020年达228亿元；
三元材料整体市场规模2017年接近150亿元，2020年超过320亿元。
图15：
国内三元动力电池市场空间预测
图16：
国内三元材料市场规模预测
三元材料中镍元素含量的增加会增加材料容量，而综合性能受到镍钴锰三种元素的比例影响较大，未来在对电池能量密度需求不断提升的背景下，三元材料将向高镍化方向发展。
但是同时考虑到镍含量增加会影响产品结构稳定性、热稳定性和循环性能，因此高镍化趋势更加考验企业对产品的把控能力。
镍酸锂与钴酸锂相比具有更高的特征比容量，钴酸锂在实际充放电过程中当锂离子脱嵌量高于50%时会形成不可逆的结构变化，但镍酸锂能可逆脱嵌出约70%的锂离子而不产生不可逆相变。
可是由于Ni4+氧化性极强，导致电池的热稳定性和安全性变差，因此很难进行大规模商业化应用。
考虑到钴酸锂和镍酸锂晶体结构的相近性，产生用部分钴来替代镍元素的趋势。
在镍钴锰酸锂结构中，主要的电化学活性元素是镍元素，Ni3+先被氧化。
所以在相同的充放电电压范围内，镍含量越高，其首次比容量越高。
而钴离子半径更小，随着钴含量的增加，阳离子有序度增加，层状结构更加稳定，循环稳定性能提高。
图17：
三元电池原理示意图——越高镍、越高能
三元材料发展的一大阻力在于材料稳定性会随着镍元素含量的增加而降低。
由于二价镍离子和锂离子半径接近，随着镍元素含量的提高，镍锂混排现象会更加严重，阻碍锂离子的嵌入，目前主要通过离子掺杂和表面包覆两种途径来逐步解决此类问题。
离子掺杂过程是指为抑制离子混排现象，采用阳离子或阴离子掺杂来提高材料的结构稳定性、热稳定性和倍率性能。
通常使用的掺杂元素有铝元素、镁元素和氟元素等。
表面包覆是指通过对表面进行惰性涂层，阻止电解液与正极之间的反应以减少活性物质的损失，提高电化学性能。
因此，更高镍含量的三元材料面临更高的技术门槛，对企业的把控能力要求也更为严格。
政策：
发展恰遇政策助力，三元电池势不可挡
政策多管齐下助力三元
政策推动技术发展，三元材料成为必经路线。
2017年2月，《促进汽车动力电池产业发展行动方案》开始实行，《方案》指出到2020年新型锂离子动力电池单体比能量超过300瓦时/公斤；
系统比能量力争达到260瓦时/公斤、成本降至1元/瓦时以下，使用环境达-30℃到55℃，可具备3C充电能力。
到2025年，新体系动力电池技术取得突破性进展，单体比能量达500瓦时/公斤。
目前来看，三元是最有可能达到相关要求的技术路线。
客车方面的解禁也极大推动三元材料应用的进程。
《电动客车安全技术条件》要求从2017年1月1日起，新申报《公告》的客车车型必须提交第三方检测报告。
2017年起申请《推荐车型目录》的使用三元电池的客车，提交第三方检验报告即可。
意味着三元电池在客车上的应用从2017年起正式解禁。
补贴退坡，能量密度成为重要考量依据
2017年1月1日起，新的财政补贴方案正式实施，补贴与动力电池能量密度直接挂钩，规定乘用车能量密度高于120Wh/kg的按1.1倍给予补贴，能量密度成为补贴数额的重要考量依据，意味着技术领先的企业能够直接获得更高补助。
补贴方案表明，除燃料电池汽车外，各类车型2019－2020年中央及地方补贴标准和上限，在现行标准基础上退坡20%，分别设置中央和地方补贴上限，其中地方财政补贴（地方各级财政补贴总和）不得超过中央财政单车补贴额的50%。
对于纯电动客车分别从系统能量密度和快充倍率两方面做出了补贴分级的规定，对于纯电动乘用车则主要在续航里程方面做出了规定。
除此之外，还提出了提高推荐车型目录门槛并动态调整的决定。
综合来看，政策要求逐步提高、补贴力度逐渐缩紧是主要方向。
表3：
新能源汽车推广补贴方案及产品技术要求
面对补贴政策要求逐步提高的态势，下游整车厂商对动力电池要求不断提高，相应的对正极材料的性能、质量也有着更高的要求。
政策上对动力电池能量密度的要求不断提升，引致三元材料不断向高镍化发展。
积分制政策揭开面纱，续航里程将成重要因素
未来乘用车积分中新能源乘用车积分直接取决于续航里程，进一步紧逼续航里程的增加。
2017年6月13日，工信部就《乘用车企业平均燃料消耗量与新能源汽车积分并行管理办法（征求意见稿）》征求意见通知。
该办法指出，新能源乘用车积分直接取决于续航里程，除插混乘用车外，纯电乘用车与燃料电池乘用车的积分均随续航里程的不同而有所区别。
同时，该办法指出，按整车整备质量不同，综合工况条件下电耗不满足一定条件的，车型积分只能按照标准车型积分的0.5倍计算，并且积分仅限自身使用；
当电耗满足较高要求后，车型积分按照1.2倍计算。
动力电池更高能量密度带来相对更低车重，电耗亦随之降低，因此更高的能量密度更加受到青睐。
两方面同时作用，面对巨大的积分需求市场，提升能量密度与续航里程愈加重要。
表4：
2016-2020年新能源乘用车车型积分
上游：
布局前驱体，关注锂钴价格
前驱体：
技术含量高，对正极材料产品影响最大
三元前驱体是制造三元材料的主要原材料，约占三元材料成本的一半，对三元材料的生产至关重要，其产品质量直接影响着正极材料的品质。
前驱体涉及到化学合成环节，具有较高的门槛，需要一定时间的积累。
特别的，动力电池用三元材料更是对前驱体有着严苛的技术要求。
因此，无论是从产品品质还是成本控制的角度来看，布局前驱体或是掌握优质的供货渠道都是三元正极材料厂商必须要纳入考虑范围的。
同时，前驱体生产环节与动力电池回收环节息息相关。
动力电池拆解后，会将其中含有的钴、镍等重要资源回收，经溶解、提纯、合成等环节进一步加工成前驱体进行再利用，因此动力电池回收——前驱体是打造产业闭环的关键所在。
表5：
正极材料厂商上游供应商情况情况
原材料价格波动考验企业把控能力
上游原材料情况：
锂钴价格维持坚挺，将推动回收环节发展。
上游锂钴资源有限，原料供给偏紧。
在新能源汽车快速发展的带动下，电池级碳酸锂和电池级氢氧化锂的需求不断攀升；
我们预计锂价将保持强势。
钴价大涨后一直维持高位，后期随着下游需求提升，特别是三元占比的提升，我们预计钴价仍将维持坚挺态势。
未来随着动力电池回收环节的壮大、完全循环经济体系的建立，价格有望回归合理区间；
时间上展望，这估计是2、3年后的事情，此情景有望在2019年展现。
我们看好资源价格坚挺下未来动力电池回收环节的机会：
一方面，在上游资源约束趋紧的形势下，要求对动力电池的资源进行回收来达到持续发展的目的。
另一方面，车载动力电池即将进入大规模报废期：
新能源汽车动力电池寿命普遍在5年左右，近年新能源汽车销量的增长必将带来若干年后动力电池的寿命终结问题；
报废动力电池的去向将推动动力电池回收产业的发展。
在锂电领域深耕的企业将迎来再次发展的机会。
图18：
四川电池级、工业级碳酸锂价格（元/吨）
图19：
国内有色金属现货价平均价:
钴:
1#
图20：
镍板:
行业盈利情况：
加成定价较多，成本传导机制较完善
钴价上涨意味着下游需求的上涨。
国内正极材料厂商主要采取加成定价模式，在原材料成本的基础上增加利润与加工费，目前正极材料产品整体的毛利率在10%左右。
正极材料厂商有着较为稳健的成本上升的传导机制，注意到钴价稳定上涨意味着产业链需求较好，会利好成本加成型行业，随着钴价上涨企业毛利率有上扬态势：
2015年与2016年三元电池需求上涨，三元材料厂商毛利率总体来看呈上升趋势。
但是也要关注原材料价格走高会一定程度上压缩产业链利润。
表6：
主要正极材料厂商毛利率情况（%）
下游：
国内外共推三元发展，优质客户带来稳定需求
国外：
特斯拉引领三元潮流
作为全球行业龙头的特斯拉，其动力电池技术路线始终采用NCA。
特斯拉现已量产车型MODELS和MODELX使用的电芯均为18650，指直径18mm、长度65mm的圆柱型电池，电池单节容量为3100mAh。
而在即将大规模爆发生产的MODEL3上则是应用的21700。
与18650相较，21700能够在保持同样的寿命与安全性能的同时，在达到同样的产能后可以带来能量密度的增长与成本的下降。
目前，理想条件下MODELS能达到最高逾600公里的续航里程，MODELX能达到500多公里的续航里程，预售的MODEL3续航里程预计也可达到345公里。
杰出的性能使得特斯拉成为国内厂商的前进标杆，NCA技术路线也为人们重点关注。
国内：
三元聚焦点——把握乘用车、专用车产业链机会
三元占比突出，尤以乘用车和专用车为甚。
《新能源汽车推广应用推荐车型目录》（2017年第5批）中乘用车和专用车三元占比十分突出，乘用车占比更是达到75%以上。
综合看2017年1-5批目录，26%的车型搭载三元锂电池，乘用车与专用车三元占比均在70%左右。
图21：
2017年1-5批目录乘用车技术路线占比
图22：
2017年1-5批目录专用车技术路线占比
目前已有多家国内主要汽车厂商为不同车型配套三元电池，三元的应用越来越广阔。
2017年2月27日，比亚迪旗下两款插混车型——唐100和秦100正式上市。
这两款车均配套三元锂电池，标志着比亚迪正式迈出了三元的步伐。
作为国内新能源汽车和动力电池龙头，比亚迪在动力电池技术路线上的转变也意味着整体行业倾向的转变，进一步印证了三元浪潮之势不可挡。
表7：
国内主要乘用车厂商部分车型配套电池情况
电池龙头趋势显现，优质客户带来更稳定的下游需求
动力电池龙头集中趋势开始显现，拥有优质下游客户的正极材料厂商将有更加稳定的销售渠道，因此各个正极材料厂商不断加快与电池龙头的合作步伐。
表8：
正极材料厂商销售费用及客户情况
趋势：
高镍化是趋势，技术优势引领行业升级
高镍趋势显现，企业全方位布局
高镍三元壁垒较高，需要一定的积累沉淀；
正极材料客户开发时间较长，国内外大小公司总体需要一到两年时间不等。
因此率先取得技术突破以及较早布局的企业拥有很大的时间优势。
目前多家企业准备或是已经布局三元材料尤其是高镍三元材料生产线，我们预计2018年左右会有大规模产能爆发。
但目前可以开始批量供应NCM622的企业包括当升科技、宁波金和等，数量仍然有限。
表9：
部分正极材料企业扩产布局计划
我们对部分正极材料公司2017年三元材料扩产情况进行了收入弹性测算，可以看到，到2018年，各个企业扩产计划对该企业净利有着显著的正影响。
表10：
部分正极材料厂商三元扩产计划收入弹性测算
从研发看未来，企业力争技术高地
由于三元材料、尤其是高镍三元材料技术壁垒较高，各个正极材料厂商纷纷加大研发投入，努力抢占技术高地。
2016年，企业研发占比多有所提升。
表11：
主要正极材料厂商研发费用占比情况
低端产品竞争激烈，行业分化考验团队积淀
目前三元材料主要型号包括NCM333、NCM523、NCM622、NCM811以及NCA等，其中NCM523应用广泛，国内NCM622、NCM811和NCA仍未得到大规模商用。
作为最有潜力达到政策要求的技术路线，三元材料得到企业大规模布局，我们预计2018年左右得到大规模放量，竞争愈加激烈，尤其是低端产品供给上升，供需相较可能出现结构性产能过剩。
由于高镍三元材料技术仍为少数厂家掌握，且仍未能达到大规模量产阶段，供需相较出现供给不足。
拥有技术优势的龙头有望崛起，国内市场面临洗牌。
行业面临分化，进一步考验企业团队的积淀与专注，拥有深厚行业积累及更加专注的企业将进一步在已有优势上得到发展。
表12：
主要正极材料企业核心成员及相关背景
四、相关建议
关注政策变动
行业发展前景巨大。
新能源汽车被列为十大重点发展领域之一，拥有着广阔的发展空间。
而作为其核心部件动力电池的重要组成部分，正极材料的需求相应的快速增加，市场前景好。
但新能源汽车产业仍属于政策拉动型行业，受政策影响较大。
因此要把握政策长期趋势，兼顾短期具体变动。
关注行业有积淀公司
行业内有积淀的公司拥有领先的技术优势和良好的产品质量，客户开发能力更好。
能够依托高技术和研发实力，争取技术优势，抢占高端高镍三元电池市场，有更多可能获取客户的忠诚度。
为了追求产品质量，追求更高的安全性、稳定性、一致性，
下游厂商更愿意与技术水平高、质量把控能力优良的企业建立合作关系，因此具有更强的品牌优势和稳固的市场地位。
同时考虑到其对上游有着更高的把控能力，也将拥有一定的成本优势。
未来行业面临洗牌，有积淀的企业将厚积薄发。
关注上下游布局企业
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