本文核心數據:新能源汽車續航裏程分布、能量密度分布、三元材料性能指標、產銷量、市場份額和成本結構等。
新能源汽車市場:高續航裏程需求快速增長，電池能量密度提高是必然趨勢。
近年來，新能源汽車市場爆發式增長。隨著中高端新能源汽車陸續上市，續航裏程成為衡量新能源汽車效率的重要參數。鋰電的研究數據顯示，2065 438+09-2020年上市的新能源汽車，中國高續航裏程的車輛比例快速增長。2019年，續航裏程200公裏以下的新能源汽車占比高達71%，2020年快速下降至14%；續航裏程300公裏以上的新能源汽車占比從2019年的15%左右提升到2020年的60%以上。預計未來對高續航裏程車輛的需求將呈爆發式增長。
提高新能源汽車續航裏程最有效的方法之壹就是提高電池系統的能量密度。作為鋰電池的核心材料之壹，正極材料是鋰電池電化學性能的決定性因素，對電池的能量密度和安全性能起著主導作用。因此，在新能源汽車高續航裏程需求的驅動下，鋰電池能量密度的提高成為正極材料技術發展的必然趨勢。
2019年，能量密度小於120Wh/kg的新能源汽車電池系統將占據70%以上的市場份額。到2020年，能量密度大於120Wh/kg的鋰電池系統新能源汽車比例達到85%以上，160Wh/kg高能量密度電池系統已量產投放市場。
鋰電池新規要求:國家提高鋰電池能量密度標準。
2021 11 18，工信部發布《鋰離子電池行業規範及條件(2021版)》(征求意見稿)、《鋰離子電池行業規範公告管理辦法(2021版)》(征求意見稿)。其中，提出引導企業減少單純擴大產能的制造項目，加強技術創新，提高產品質量，降低生產成本，並對鋰電池產品及相關材料的主要技術指標標準具體作出以下規定:
目前三元和磷酸亞鐵鋰基本不受新規限制。但對於單體能量密度的要求，主流磷酸鐵鋰電池的單體能量密度仍在160Wh/kg左右，相當壹部分產品達不到新規要求。
同時，新規範對正極材料提出了新的要求:磷酸亞鐵鋰比容量≥150 ah/kg；三元材料比容量≥175Ah/kg。目前，三元8系及以上高鎳材料符合標準是毫無疑問的，但三元5系及以下的比容量在部分企業可能達不到標準，因此三元鋰電池市場也面臨著能量密度提高的壓力。
主流正極材料性能對比:三元材料理論比容量高。
目前鋰電池主流正極材料主要分為鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸亞鐵鋰和三元材料。作為對比，比容量、循環壽命、成本和安全性是正極材料的核心指標。
其中三元材料的理論比容量高達280mAh/g，工作電壓接近3.7V，所以三元鋰電池的能量密度理論上是目前主流鋰電池中最高的。作為同樣可以實現高能量密度的鈷酸鋰電池，由於安全性低，已經逐漸被市場淘汰。
綜合來看，理論上三元材料具有較大的能量密度提升空間，是新能源汽車高續航裏程需求和鋰電池新規驅動下的高端新能源汽車市場的必然選擇。
三元材料市場發展現狀:產銷量均快速增長，市場份額略有下降。
-三元材料的生產和銷售
2065 438+06-2020年，我國三元材料產量呈上升趨勢。2020年，我國三元材料產量為21萬噸，同比增長6.6%。
2065 438+06-2020年，中國三元材料(NCM和NCA)銷量持續上升。2020年，中國三元材料銷量為23.6萬噸，同比增長22.9%。
-三元材料市場份額:三元材料占比出現小幅下降。
從國內鋰電池正極材料出貨結構來看，2019至2021，正極材料中三元材料占比小幅下降6個百分點至40%，磷酸亞鐵鋰占比上升3個百分點至25%。
磷酸亞鐵鋰市場份額大幅提升主要是因為:壹是磷酸亞鐵鋰成本更低，整體性價比明顯；與此同時，2019以來，以CATL、比亞迪、郭萱高科為代表的主流電池企業分別研發了CTP、blade、JTM技術，磷酸鐵鋰電池的能量密度得到了壹定程度的提升。其次，相比三元材料，磷酸亞鐵鋰的安全性更高。
三元材料市場發展趨勢:高鎳低鈷技術有望帶動三元材料市場份額回升。
-低鈷:降低三元材料成本的途徑
事實上，雖然目前三元電池的成本高於磷酸亞鐵鋰，但隨著材料體系的革新，其成本下降的空間仍然很大。長期來看，三元高鎳和磷酸亞鐵鋰的成本差距會越來越小。根據財通證券的測算，預測2030年高鎳電池的成本最終將與磷酸亞鐵鋰相當。
在三元正極的成本中，原材料成本對三元材料的價格影響顯著，占到90%以上，尤其是鈷的價格，壹直居高不下，鈷材料的對外依存度高達90%。目前業內壹致的方案是采用高鎳、低鈷甚至無鈷的方案。如NCM811電池正極材料鈷含量較NCM523由12.2%降至6.1%，動力電池每千瓦時鈷耗由0.22kg降至0.09kg，降幅高達59%。
——高鎳:提高三元材料能量密度的途徑
長期來看，磷酸亞鐵鋰材料受限於理論比容量(170mAh/g)，電池電芯能量密度提升的空間越來越小。相反，三元材料正處於技術的快速叠代期。從NCM333到NCM523再到NCM811，它們的能量密度是逐漸增大的。與目前主流的NCM523相比，NCM811的能量密度可提高約18%。
目前，鎳三元正極材料在市場上占據主導地位。據信誼資訊數據，2020年，鎳5系三元材料產量占比53%；中高鎳6系三元材料成品率占20%；高鎳8系三元材料產量占22%。
未來新能源汽車需要更高的電池容量，600公裏以上的高鎳是最好的選擇，800公裏以上的高鎳幾乎是唯壹的選擇。
所以前瞻的觀點是，隨著新能源汽車續航裏程需求的逐步提升，三元鋰電池在新能源高端市場仍有很大的增長空間。隨著三元材料能量密度的提高和成本的降低，未來市場份額有望上升，高鎳三元正極材料市場潛力巨大。
更多行業相關數據請參考前瞻產業研究院《中國鋰電池正極材料行業深度調研及投資戰略規劃分析報告》。