【灼识咨询新能源汽车专题一】新能源汽车电池：锂电池三元正极材料成为发展主要趋势

新能源汽车市场已经进入发展快车道，在环境、政策、市场因素均为其塑造积极发展氛围的背景下，技术发展，尤其是电池技术发展成为决定电动车发展速度的关键因素。政策和市场对于能量密度的要求正在驱动三元正极材料成为动力电池的主要发展趋势，三元正极材料市场及企业发展空间可期。

环境、政策、技术、市场因素共同影响电动汽车发展

电动汽车并非近年科技发展的产物，第一台电动汽车早在1832年到1839年之间就已经诞生，为由苏格兰人罗伯特·安德森发明的使用一次性电池的汽车电动汽车, 之后环境、政策、技术、市场等因素相互交织影响了纯电动车的发展历程。20世纪10年代由于汽油价格昂贵，电动汽车的销量一度超过了燃油车，1912年美国和欧洲的电动汽车保有量大约5万辆，占了整个汽车市场的40%，燃油车只占了22%。20世纪20年代，随着遍布全球的石油大发现，汽油价格迅速下降，而电动汽车技术停滞不前，逐步被内燃机驱动的燃油车所取代。二十世纪90年代初，由于不断恶化的空气污染，电动车再次进入人们的视野。2010年，全球石油价格持续走高、保护环境呼声日益强烈，消费者对低碳生活的积极需求等诸多因素的影响下，电动汽车的发展再度被各国政府和各大车企提上日程。2010年也成为全球电动汽车市场开始爆发的关键一年。

中国市场新能源汽车市场也在2010年开始进入增长期，尤其在2015年开始放量之后进入发展快车道。中国新能源汽车销量由2011年的0.8万台增长到2018年的125.6万台，实现年复合增长率133.7%。

电池技术——锂电池三元正极材料成为主流

在环境、政策、市场因素均有利于电动车发展的大背景下，技术发展成为决定电动车发展速度的关键因素。动力电池占整车成本的1/3-1/2，是新能源汽车最重要的构成部分，新能源汽车的技术进步也主要体现在电池领域。

当前在产的大多数新能源汽车都使用镍氢电池和锂离子电池作为动力源。从长远角度看，虽然镍氢电池有耐用，价格较低且污染较少等优点，但比锂离子电池具有更低的能量密度，并且不适用于纯电动汽车。另一方面，锂离子电池具有高电压和高能量密度。在重量相同的情况下，锂离子电池的理论容量是镍氢电池容量的1.6 倍。因此锂离子电池在新能源汽车中使用更广。

锂离子电池的核心部件为电芯，而电芯的原材料主要包括正极、负极、隔膜、电解液等。其中，正极材料是锂电池中最关键的原材料，约占锂电池电芯成本的36%，是锂电池最大的成本来源，主要影响着锂电池的能量密度、安全性、循环寿命等性能。正极材料的主要原料为前驱体和碳酸锂，正极材料的性能主要由前驱体决定。根据正极材料的不同，锂离子电池可分为不同的技术路线，主要包括钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、及三元材料（包括镍钴锰酸锂（NCM）、镍钴铝酸锂（NCA））等。

三元材料是由镍、钴、锰三种材料按照一定的配比共同组成电池正极。在动力电池发展早期，磷酸铁锂等非三元材料在安全性，成本、高温性能和循环寿命方面具有领先优势，因此得到了广泛的应用。然而磷酸铁锂较低的能量密度制约了其发展。

在2016 年底发布的新能源汽车补贴政策中，首次在产品技术要求上提出以电池能量密度作为参考指标，补贴与体积比能量挂钩。尤其在2017年4月，工信部发布的《汽车产业中长期发展规划》要求动力电池单体比能量达到300Wh/Kg，系统比能量260Wh/Kg；提高电池能量密度成为行业共识。基于磷酸铁锂的动力电池能量密度很难满足此要求，相比之下三元锂电池能量密度较高，其能量密度预计会在2020 年达到300Wh/kg，并且低温放电性好， 在零下20 摄氏度条件下放电性能达到磷酸铁锂的两倍，循环次数方面在使用1000 次以后依然可以保持90%的电池容量。未来，随着高镍三元材料及固态电池等的应用，能量密度还会继续提升。从政策和市场两个层面来看，三元化已成为动力电池的主要发展趋势。

新能源乘用车放量趋势出现，三元电池的市场比重持续提升

2016 年三元电池在中国乘用车市场占比首次过半，达到58.49%；其中，在纯电动乘用车市场上，三元电池用量占比提升到63.36%；在插混乘用车市场上，三元电池用量占比提升到21.57%，而2015 年仅为3.23%。2017 年三元电池在中国乘用车市场占比进一步达到75%以上。

总体产量方面，2017 年三元正极材料产量达到8.6 万吨，同比增长58.38%。同期，正极材料的产量达到21万吨，同比增长30%。2017 年正极材料产量增长的主要原因是动力锂电池的能量密度与新能源汽车补贴紧密挂钩后，动力电池企业加速往高能量密度方向发展。

三元正极材料市场竞争

目前三元正极材料企业可主要分为三类：

➤  独立的正极企业，包括从钴酸锂起步发展起来的传统正极材料企业杉杉股份、当升科技等，以及跟随动力电池成长新进入正极材料领域的新兴正极企业贝特瑞、湖南升华等。

➤  上游资源企业，掌握矿产资源或拥有回收资源，例如华友钴业、格林美、金川科技等，向下游延伸进入正极领域。

➤  下游电池企业，包括CATL、比亚迪、国轩高科等全国前三大动力电池企业以参股或内部化方式布局正极材料。

前驱体在三元材料产业链中占据重要位置且具有较高的技术壁垒，对三元正极材料的品质有重要影响，为非标定制的产品。所以自产前驱体的厂商在技术升级的竞赛中更具优势。自产前驱体的厂商目前处于领先位置，包括当升科技、宁波金和、瑞翔新材、河南科隆。格林美、天力锂能等自产三元前驱体的厂商在产能或技术上虽然与领先企业尚有差距，但发展速度较快，有望缩小差距。外购前驱体的企业中，杉杉能源和北大先行在锂电产业中有着较深的背景和资源优势，处于市场领先位置；振华新材生产三元正极材料的技术路线与传统路线有所差别，其自主研发的湿法工艺和游离锂控制技术处于国内外领先水平，若该技术路线能够超过传统技术方法，则公司有可能成为三元材料领域的黑马。在单独生产前驱体的企业中，海纳新材为领先企业，其前驱体有能力供应国内外一线三元材料供应商；金川科技背靠金川集团，拥有大量镍钴资源，联合瑞翔新材，在技术有一定优势，有望在前驱体领域占据一席之地。