1、锂电池正极材料概述

 

       锂电池是一种常用的二次电池，其工作原理是依靠锂离子在正负极之间移动来实现充放电。相较于其他二次电池（如镍镉、镍氢、铅蓄电池），锂电池的工作电压高、能量密度大、循环寿命长且无重金属污染，广泛应用于消费电子、电动工具、机车启动电源、新能源汽车、储能等领域。

 

       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。另外，由于正极材料在锂电池材料成本中所占的比例达30-40%，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。

 

       锂电池一般按照正极材料体系来划分，可以分为钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、三元材料等多种技术路线。

 

      （1）钴酸锂：钴酸锂正极材料作为第一代商品化的锂电池正极材料，具有较好的电化学性能和加工性能，以及比容量相对较高，在小型充电电池中应用广泛。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，近年来被三元正极材料替代部分市场份额。在超薄电子产品领域，因钴酸锂体积能量密度及倍率性能好等优势还无法实现替代。预计未来钴酸锂正极材料会朝高压实性和高安全性的方向发展。

 

      （2）锰酸锂：锰酸锂是除钴酸锂之外研究最早的锂电池正极材料，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。锰酸锂电池将主要在物流车，以及在注重成本、对续航里程要求相对低的微型乘用车领域具有一定市场份额。

 

      （3）磷酸铁锂：磷酸铁锂的出现是锂电池正极材料的一项重大突破，低廉的价格、环境友好、较高的安全性能、较好的结构稳定性与循环性能，使其已形成了较广泛的市场应用。但其能量密度较低、低温性能较差，目前主要使用在商用车（客车）领域。

 

      （4）三元材料：三元正极材料的一般分子式为Li（NiaCobXc）O2，其中a+b+c=1，具体材料的命名通常根据三种元素的相对含量而定。其中，当X为Mn时，指的是镍钴锰（NCM）三元材料；当X为Al时，指的是镍钴铝（NCA）三元材料。三种元素的不同配比使得三元正极材料产生不同的性能，满足多样化的应用需求。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。

 

       随着镍含量的升高、钴含量的降低，三元材料的能量密度逐渐提高，单位成本下降，但热稳定性的技术要求有所提高。因此，相比于采用常规三元材料的锂电池，高镍三元材料电池具有更长的续驶里程、更低的综合成本。同时，为了保证电池产品的安全性，高镍三元正极材料也对电池厂商的产品设计、制造工艺及设备环境提出了更高的要求。随着电池行业的技术进步，三元正极材料市场正在逐步往高镍方向发展，已从早期的NCM333材料进步到NCM523和NCM622，并逐渐升级到NCM811和NCA。

 

       2、锂电池正极材料行业下游应用市场结构分析

 

      随着锂电池在电动汽车、3C等领域的应用快速增长，我国锂电池产量逐年增长。2018年中国锂电池出货量达102GWh，预测未来五年中国锂电池出货量将保持30.6%年复合增长，到2023年出货量将突破380GWh。

 

       在全国新能源汽车产业爆发前，3C是我国锂电池主要应用领域，占据锂电池一半以上的产量。近年来全国新能源汽车对锂电池的需求快速增长，并在2016年超过3C领域成为锂电池的主要消费终端。

 

       基于下游应用市场的驱动，锂电池正极材料经历了三个发展阶段。第一阶段受消费电池驱动，正极材料以钴酸锂为代表；第二阶段，随着新能源汽车市场放量，磷酸铁锂快速增长；第三阶段，受新能源乘用车对长里程需求与国家政策的推动，三元材料已成为市场需求主导。

 

       经过十多年的发展，我国已经成为全球锂电池正极材料行业主要的制造国之一。其中，我国在钴酸锂及锰酸锂材料方面目前已成为世界最大出口国，磷酸铁锂及三元正极材料成为世界最大生产及使用国。

 

       2018年我国锂电池正极材料市场总产值达535亿元，同比增长27.66%。我国锂电池正极材料主要包括三元材料（NCM、NCA）、磷酸铁锂（LFP）、钴酸锂（LCO）以及锰酸锂（LMO），四大材料因各自的特性差异应用于不同市场。

 

       2018年我国NCM三元正极材料的市场规模达230亿元，同比增长33%。我国NCM三元正极材料的市场规模市场呈现快速增长，主要受益于国内车用动力电池、3C电池的低钴化、电动工具、电动自行车等应用市场的快速发展，带动了NCM三元正极材料市场需求的持续增长。

 

       3、行业发展有利因素

 

       新能源汽车行业作为我国“十三五”重点发展的战略性新兴产业，是国家坚定支持的战略方向。在国家产业政策的支持下，新能源汽车产品不断丰富、配套设施不断完善，开启了快速发展大潮。

 

2015-2019年我国新能源汽车行业销量增长分析

资料来源：汽车工业协会、普华有策市场研究中心

 

       随着核心技术的突破和产业链的日趋成熟，我国新能源汽车正在从政府导向下的示范运行，向产业化、市场化方向快速发展，新能源汽车的市场渗透率将持续进一步提高。

 

       汽车电动化的发展与普及将进一步推动电池技术与电池材料的不断革新，国内新能源汽车产业链优势企业将充分受益于全球新能源汽车产业的发展。

 

       4、我国锂电池正极材料的重点企业分析

 

      （1）北京当升材料科技股份有限公司

 

       北京当升材料科技股份有限公司（SZ.300073）成立于1998年，为国家首批创新型中央企业北京矿冶科技集团有限公司的下属企业，并于2010年在深圳证券交易所创业板上市。该公司业务领域涵盖锂电材料与智能装备两大板块，其中的锂电材料主要产品包括多元材料、钴酸锂、锰酸锂等正极材料与前驱体材料。

 

      （2）湖南长远锂科有限公司

 

       湖南长远锂科有限公司成立于2002年，为中国五矿集团有限公司的下属企业。该公司主要从事高效电池材料的研究与生产，主要产品包括前驱体、三元正极材料、钴酸锂等锂电正极材料和镍氢电池正极材料。

 

      （3）贵州振华新材料股份有限公司

 

       贵州振华新材料股份有限公司成立于2004年4月，控股股东为中国振华电子集团股份有限公司，为中国电子信息产业集团有限公司旗下专业从事锂离子电池正极材料研发、生产及销售的企业，主要产品涵盖消费电子产品及电动汽车所用的锂离子电池正极材料领域，包括动力三元、钴酸锂、复合三元、钴镍锰酸锂三元、高锰多晶系列产品。

 

      （4）厦门钨业股份有限公司

 

       厦门钨业股份有限公司（SH.600549）于2002在上海证券交易所上市，涉及钨、钼、稀土、新能源材料和房地产等产业。在新能源材料产业，该公司拥有锂电正极材料和镍氢电池负极材料（贮氢合金）两大产品线，其中锂电正极材料覆盖了钴酸锂、三元材料、锰酸锂和磷酸铁锂等主流品种。

 

      （5）湖南杉杉能源科技股份有限公司

 

       湖南杉杉能源科技股份有限公司（NEEQ:835930）成立于2003年，为A股上市公司杉杉股份（SH.600884）下属企业，主营业务为锂离子电池正极材料的研发、生产与销售，包括钴酸锂、多元正极材料、锰酸锂正极材料等产品，主要应用于通讯设备锂电池及新能源动力电池市场。

 

      （6）宁波容百新能源科技股份有限公司

 

       公司主要从事锂电池正极材料及其前驱体的研发、生产和销售，主要产品包括NCM523、NCM622、NCM811、NCA等系列三元正极材料及其前驱体。三元正极材料主要用于锂电池的制造，并主要应用于新能源汽车动力电池、储能设备及电子产品等领域。成为国内首家实现高镍产品（NCM811）量产的正极材料生产企业，NCM811产品技术与生产规模均处于全球领先。