1、 三元路线占据正极市场的主流，高镍化成未来趋势1.1 正极材料是锂电池的重要上游，三元路线占据市场主流正极材料是锂电池产业链的重要上游环节。锂电池产业链上游大致可分为正极材 料、负极材料、隔膜、电解液四个主要部分。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，占锂电池材料成本的30%-40%，因此正极材料是锂电池最为关键的材料。从产业链看，正极材料上游包括金属矿（钴矿、镍矿、锰矿、锂矿）原材料，下 游为动力电池、3C电池和储能等领域的应用。当前锂电池的正极材料体系主要分为钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂和三元材料等多 种技术路线，作为对比，成本、能量密度、安全性为核心指标。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。但钴酸锂成本高、循环性和安全性较差；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，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，是目前乘用车动力电池的主要正极材料。从正极材料出货结构看，三元材料依旧占据主流地位。根据 GGII 数据，2020 年 中国正极材料市场出货量达 51 万吨，同比增长 27%。从占比来看，三元材料占 比为 46%，因受到上半年疫情影响较 2019 年略有下滑，但仍占比最高，且增长 态势不变；磷酸铁锂材料因补贴效应弱化占比提升；除三元和磷酸铁锂外，其他 材料类型出货量占比下降。1.2 能量密度叠加综合成本优势，高镍化成未来趋势高镍正极能量密度高，具备里程优势。三元材料中，Ni/Co/Mn 是过渡金属元素， 形成固溶体，原子可任意比例混排；Ni 上升会提升容量；Mn4+呈电化学惰性，主 要起稳定结构的作用，Mn 含量上升会提升释氧温度，保障安全性；Co 既能稳定 材料的层状结构，又能减小阳离子混排，有利于电池循环性能。目前电池能量密度方面 NCA＞NCM811＞NCM622＞NCM523，随着能量密度的提升，整车里程焦虑不 断改善。另外单位 Wh 的电池成本也将进一步改善。LMO-LFP-中低镍-高镍的技术迭代已完成。2010 年日产最早推出 LMO 体系的电动 车（聆风），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。高能量密度和里程是未来乘用车的第一追求，高镍技术成为中长期发展的确实趋 势。消费者最重要的两个需求维度分别是里程和价格，为了消除消费者真实的里 程焦虑需要电池的能量密度进一步提升。真实工况下综合平均里程仅为标称里程 的约 70-80%，而在高速+冬天的最严峻工况下，新能源车真实里程平均仅有标称 里程的一半。由此我们认为中长期标称里程达到 600km 以上，配合快充的基础设 施建设，才能较好的消除里程焦虑，而平价与真实里程需求的共同满足需要高镍 锂电进一步的发展。未来新能源汽车需要更高的电池容量，600 公里以上高镍是 最好的选择，800 公里以上高镍几乎是唯一的选择。通过系统能量密度的进一步提升与自身降本，高镍锂电中长期有望从系统级成本 上接近或低于铁锂。我们认为单 Wh 成本与价格上，高镍锂电高于铁锂，但通过 系统能量密度的大幅提升，与进一步降本下 Wh 成本差的缩小，到 2030 年高镍锂 电可实现系统级成本中低里程与铁锂相近，高里程(续航大于 800km)下低于铁锂。目前三元材料市场中镍材料占据主流，高镍材料占比逐年增加。从产品结构来看， 2020 年三元材料市场仍以 5 系及以下型号为主，但 5 系及以下材料占比同比下 降 9 个百分点。随着补贴的持续退坡，动力电池市场将出现分化，倒逼车企和动 力电池企业的技术朝高能量密度发展，高镍化趋势明显，预计后续将会以正极材 料 NCM811 及 NCA 为主流发展方向。高镍三元材料从 2017 年开始逐步导入进入市 场，市占率逐步提升。高镍材料首先在圆柱电池中使用，随后宁德时代开始大规 模导入，需求开始逐步爆发。在三元材料中，高镍正极占比不断攀升，需求井喷。2017 年，高镍正极占总三元材料的比重仅为 5%，2018-2020 年分别为 8%、15%、 24%，提升显著。预计在 2025 年高镍占比可达到 46%，发展潜力巨大。