锂电池正极行业投资分析报告：磷酸铁锂渗透率持续提升，三元高镍化趋势不变

川财证券研究报告 本报告由川财证券有限责任公司编制 谨请参阅尾页的重要声明 1/16  正极材料：锂电池性能的关键核心 锂电池产业链上游大致可分为正极、负极、隔膜、电解液四个部分。其中正极材料是其电化学性能的决定性因素，对电池的性能起主导作用，且正极材料的成本占比也较高，占锂电池材料成本的30%-40%，因此正极材料是锂电池性能的关键核心。从产业链看，正极材料上游包括金属矿（钴矿、镍矿、锰矿、锂矿等）原材料，下游为动力电池、3C电池和储能等领域的应用。  新能源汽车高速增长，磷酸铁锂装机量持续提升 2021年电动车渗透率持续提升。2021年12月份电动车销量为53.09万台，环比增加18.02%，同比增加113.9%；电动车渗透率从2021年1月的7.16%提升到12月的19.06%。从全年来看，2021年电动车销量达350.7万台，全年渗透率为13.4% 。2021年动力电池装机电量持续提升，年底环比增速极速上升。2021年动力电池装机电量在12月份达到263.7GWh，环比提升45.4%，同比提升96%。从全年增长趋势看，前三季度装机电量稳步提升，环比增速约35%，第四季度极速上升，环比增速达60%左右。2020 年铁锂渗透率出现拐点的原因是补贴政策弱化以及CTP 对于铁锂系统能量密度短板的改善。一方面国内补贴经历大幅退坡之后，对于车企的技术方案选择造成的扰动明显弱化，且补贴方案也不再强调能量密度提升。另一方面，也是更重要的是，电池优秀企业宁德时代、比亚迪先后推出了CTP、刀片电池的封装工艺革新，带来了电芯到PACK 环节成组效率的大幅抬升。  产能紧张导致市场集中度下降，优秀公司竞争力依然领跑 截止2021年底，国内磷酸铁锂产能为64万吨/年，根据各公司投产计划，磷酸铁锂产能在未来几年内扩张迅速，预计2024年年底磷酸铁锂产能将增加140万吨至203万吨，2021年到2024年CAGR达46%。相较而言，仅4家公司在2021年发布了三元正极材料扩产公告，预计截至2024年，三元电池正极材料产能将增加33万吨，远低于磷酸铁锂产能增量。从产量来看，湖南裕能连续两年稳居行业第一位，且市占率在2021年进一步提升至25%。 风险提示：上游资源供给不足，价格持续大幅上涨，中游某些环节扩产进度慢，导致的行业产销量不及预期；国际贸易摩擦影响。 磷酸铁锂渗透率持续提升，三元高镍化趋势不变 —锂电池正极行业投资分析报告 所属部门：行业公司部 分析师：孙灿 报告类别：行业研究报告 执业证书：S1100517100001 报告时间：2022年3月15日 联系方式：suncan@cczq.com 北京：东城区建国门内大街28号民生金融中心A座6层，100005 上海：陆家嘴环路1000号恒生大厦11楼，200120 深圳：福田区福华一路6号免税商务大厦32层，518000 成都：高新区交子大道177号中海国际中心B座17楼，610041 川财证券研究报告 本报告由川财证券有限责任公司编制 谨请参阅尾页的重要声明 2/16 正文目录 一、正极材料：锂电池性能的关键核心 ........................................ 4 1.1 锂电池正极材料基本介绍 .............................................. 4 1.2 正极材料技术发展路径与展望 .......................................... 5 二、新能源汽车高速增长，磷酸铁锂装机量持续提升 ............................ 8 2.1 新能源汽车高速增长，渗透率不断提升 .................................. 8 2.2 新型电池技术引领磷酸铁锂电池装机量持续提升 .......................... 9 三、正极材料行业竞争格局和重点公司介绍 ................................... 12 3.1 产能紧张导致市场集中度下降，优秀公司竞争力依然领跑 ................. 12 3.2 重点公司介绍 ....................................................... 12 风险提示 ................................................................. 14 rQpRnQtMrQnOpPnPqQqRqQ6McMbRmOoOmOsQfQpPtQlOpOoRbRmNsNwMtPuNwMtQzR 川财证券研究报告 本报告由川财证券有限责任公司编制 谨请参阅尾页的重要声明 3/16 图表目录 图 1：锂电池产业链 ........................................................ 4 图 2：锂电池正极材料技术发展路径 .......................................... 6 图 3：高镍正极的使用趋势 .................................................. 7 图 4：锂电池各部分成本占比 ................................................ 7 图 5：国内新能源汽车销量 .................................................. 8 图 6：国内锂电池产量 ...................................................... 8 图 7：国内新能源汽车渗透率 ................................................ 9 图 8：中国动力电池装机量 ................................................. 10 图 9：全球磷酸铁锂出货量 ................................................. 11 表 1：锂电池各种技术路径性能对比 .......................................... 5 表 2：三元正极材料性能对比 ................................................ 6 表 3：新型磷酸铁锂电池性能 ............................................... 10 表 4：重点公司业绩与估值情况 ............................................. 13 川财证券研究报告 本报告由川财证券有限责任公司编制 谨请参阅本页的重要声明 4/16 一、正极材料：锂电池性能的关键核心 1.1 锂电池正极材料基本介绍 锂电池产业链上游大致可分为正极、负极、隔膜、电解液四个部分。其中正极材料是其电化学性能的决定性因素，对电池的性能起主导作用，且正极材料的成本占比也较高，占锂电池材料成本的30%-40%，因此正极材料是锂电池性能的关键核心。从产业链看，正极材料上游包括金属矿（钴矿、镍矿、锰矿、锂矿等）原材料，下游为动力电池、3C电池和储能等领域的应用。 图 1： 锂电池产业链 资料来源：容百科技招股书，川财证券研究所 图 1：锂电池产业链 为了满足锂电池较高的能量性能、较好的循环性能和可靠的安全性能，正极材料需要具备以下几方面条件：1）为电池充放电提供锂源；2）提供更高的电极电位保障输出电压高；3）电压平台稳定保障输出电位平稳； 4）化学稳定性好、资源丰富、制备成本低等。根据不同的技术路线，常见的正极材料可以分为钴酸锂（LCO）、锰酸锂（LMO）、磷酸铁锂（LFP）、镍钴锰酸锂（NCM）、镍钴铝酸锂（NCA）等。 钴酸锂作为第一代商品化的锂电池正极材料，具有振实密度大、充放电稳定、工作电压高的优势，在小型电池中应用广泛。锰酸锂比容量较低、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；磷酸铁锂价格较低、环境友好、安全性和高温性能较好，但能量密度较低、低温性能较差；三元材料能量密度更高，但成本较高，安全性要求更高。三元材料因突出的单体能量密度，能极大程度提升续航里程，目前广泛应用于乘用车动力电池中。 川财证券研究报告 本报告由川财证券有限责任公司编制 谨请参阅本页的重要声明 5/16 表1：锂电池各种技术路径性能对比 指标 钴酸锂 锰酸锂 磷酸铁锂 镍钴锰酸锂 镍钴铝酸锂 比容量 （mAh/g） 140-150 100-120 130-150 150-220 210-220 工作电压 （V） 3.7 3.8 3.2 3.6 3.7 循环寿命 （次） 500以上 500以上 2000以上 1000以上 500以上 压实密度 （g/cm3） 4.0-4.2 3.1-3.3 2.0-2.4 3.6-3.8 3.6-3.8 安全性 差 良好 优秀 较好 差 成本 高 低 低 中 中 原材料资源 少 多 多 少 少 优点 充放电稳定 工艺简单 价格低 安全性能好 安全性好 寿命长 电化学稳定 循环性能好 高能量密度 低温性好 缺点 价格贵 寿命低 能量密度低 放电电压低 能量密度低 价格贵 高温性能差 安全性差 资料来源：GGII，川财证券研究所 表 1：锂电池各种技术路径性能对比 从能量密度上看，磷酸铁锂也在逐渐弥补短板，通过补锂、掺硅以及使用固液混合电解质等一系列改进，目前磷酸铁锂电池能量密度可以突破200Wh/kg，电池单体到系统的体积成组效率从40%增加到60%。最新发布磷酸铁锂电池能量密度可高达210Wh/kg，单体能量密度已经达到三元NCM 5系水平。从成本上看，随着国家补贴政策的滑坡，磷酸铁锂的成本优势愈发显著。正极材料在锂电池的成本中占比高达30-40%，因此降低正极材料成本是降低电池成本的关键。磷酸铁锂原材料主要为碳酸锂和正磷酸铁，并以碳酸锂为主，尽管由于今年磷酸铁锂的火热局面，导致原料价格有所上升，预计从中长期来看，在具有充足产能且供需平衡的条件下，磷酸铁锂仍具有较强的成本优势。 1.2 正极材料技术发展路径与展望 锰酸锂（LMO）-磷酸铁锂(LFP)-中低镍(NCM3系、5系)-高镍（NCM8系）的技术迭代已完成。2010 年日产最早推出LMO 体系的电动车,2014 年开始LFP 体系在国内新能源汽车上得到广泛应用，随着市场对乘用车续航里程的要求，2016 年来三元材料逐步应用到新能源车上，在补贴退坡的大背景下，三元材料逐渐从中低镍往高镍化发展，目前高镍811材料体系已基本成熟，容百科技、当升科技等厂商已具备量产能力。