一、正極材料為鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)鍵材料

    鋰離子電池產(chǎn)業(yè)鏈包括正極材料、負(fù)極材料、隔膜、電解質(zhì)、電芯制造與電池封裝 5 個(gè)環(huán)節(jié)，其中正極材料約占成本的 30-40%，同時(shí)正極材料的性能是制約鋰離子電池容量進(jìn)一步提高的關(guān)鍵因素。

鋰離子電池結(jié)構(gòu)

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    相關(guān)報(bào)告：智研咨詢發(fā)布的《2017-2023年中國(guó)正極材料行業(yè)市場(chǎng)深度調(diào)研及投資前景分析報(bào)告》

電芯材料成本構(gòu)成

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    正極材料相較于負(fù)極材料，容量較低。目前，工業(yè)化正極材料的實(shí)際比容量在200 mA h g-1 左右，而負(fù)極材料的實(shí)際比容量在 300 mA h g-1 以上。由于電池的整體容量是由較小的正極材料的比容量決定，所以正極材料制約了鋰離子電池容量的進(jìn)一步提高，是關(guān)鍵性材料。從原料到正極材料產(chǎn)品，一般會(huì)經(jīng)過從礦石到前驅(qū)體，再到正極材料的工程。

    如磷酸鐵鋰材料的前驅(qū)體為磷酸鐵。其中前驅(qū)體的性質(zhì)很重要，因?yàn)榍膀?qū)體的形貌、粒徑、比表面積、振實(shí)密度等因素對(duì)于最終形成的正極材料的性質(zhì)有很大影響。

正極材料產(chǎn)業(yè)鏈

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    二、傳統(tǒng)的電池材料正不斷被替換

    目前，國(guó)內(nèi)的鈷酸鋰技術(shù)較為完善，主要應(yīng)用于消費(fèi)類電池領(lǐng)域。但是由于鈷資源較為緊缺，且具有毒性，使得其正在被更高電壓的鈷酸鋰、能量密度和成本更加均衡的三元材料等取代。

    隨著消費(fèi)類電池的平穩(wěn)增長(zhǎng)和動(dòng)力型電池的快速增長(zhǎng)，正極材料的產(chǎn)量逐步擴(kuò)大。①產(chǎn)能方面：2012-2016 年，國(guó)內(nèi)正極材料產(chǎn)量從 4.4 萬噸增長(zhǎng)到 16.16 萬噸，年復(fù)合增長(zhǎng)率高達(dá) 38%。2016，磷酸鐵鋰產(chǎn)量 5.7 萬噸，同比增長(zhǎng) 75%；三元材料產(chǎn)量 5.43 萬噸，同比增長(zhǎng) 49%；鈷酸鋰產(chǎn)量 3.49 萬噸，同比增長(zhǎng) 9.4%。②產(chǎn)值方面：2011-2016 年，正極材料產(chǎn)值從 57 億元增長(zhǎng)到 208 億元，年復(fù)合增長(zhǎng)率高達(dá) 24.08%。2016 年增長(zhǎng)超過 54%。其中，國(guó)內(nèi)三元材料、磷酸鐵鋰、錳酸鋰等正極材料市場(chǎng)規(guī)模同比增速超過 70%。三元材料市場(chǎng)規(guī)模接近 80 億元，磷酸鐵鋰與錳酸鋰產(chǎn)值分別突破 50 和 7 億元。③產(chǎn)量方面：2013-2015 年，鈷酸鋰從 3.8 萬噸增長(zhǎng)到 4.2 萬噸，NCM 從 2.3 萬噸到 3.65 萬噸，錳酸鋰從 1 萬噸增長(zhǎng)到 1.7 萬噸，磷酸鐵鋰從 0.5 萬噸增長(zhǎng)到 3.24 萬噸?？傮w來看，磷酸鐵鋰和三元 NCM 在急速增加，鈷酸鋰和錳酸鋰在平穩(wěn)增加。

中國(guó)正極材料細(xì)分產(chǎn)品產(chǎn)量（2013-2015，萬噸）

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中國(guó)正極材料產(chǎn)量（2012-2016，萬噸）

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中國(guó)正極材料產(chǎn)量結(jié)構(gòu)（2016，萬噸）

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    三、上游漲價(jià)帶動(dòng)正極材料價(jià)格上漲

    受到上游原料的漲價(jià)影響，正極材料價(jià)格普遍上漲。2017 年初至今，金屬鈷和碳酸鋰價(jià)格上漲明顯，截止 2017 年 6 月 27 日，電池級(jí)碳酸鋰價(jià)格為 15 萬元/噸，從年初至今上漲 11%；截止 2017 年 7 月 3 日，電解鈷（≥99.98%）中間價(jià) 41.1 萬元/噸，從年初至今價(jià)格上漲 62%。作為下游的正極材料的重要原料，金屬鈷和碳酸鋰等的價(jià)格上漲帶動(dòng)了正極材料價(jià)格的上漲。截止 2017 年 6 月，鈷酸鋰價(jià)格為 38 萬元/噸，比 2016 年初上漲 107%；磷酸鐵鋰價(jià)格為 9.5 萬元/噸，比 2016 年初下跌 2%；三元 NCM523 價(jià)格為 18.5 萬元/噸，比 2016 年初上漲 24%。其中磷酸鐵鋰價(jià)格變動(dòng)不大，主要是由于磷酸鐵鋰材料沒有用到價(jià)格上漲劇烈的原料鈷，價(jià)格相對(duì)平穩(wěn)。2016 年以來由于碳酸鋰價(jià)格處于高價(jià)，全年均價(jià)高達(dá) 13.5 萬元/噸，同時(shí) 2016 年鎳、鈷金屬價(jià)格持續(xù)上漲，直接帶動(dòng)正極材料價(jià)格上漲。未來隨著新能源汽車的補(bǔ)貼逐步退坡，乘用車廠家降價(jià)壓力較大，勢(shì)必部分壓力轉(zhuǎn)嫁到上游的動(dòng)力電池和材料廠商。因此未來幾年，正極材料廠商也面臨降成本、提高材料利用率等壓力。

磷酸鐵鋰價(jià)格變動(dòng)趨勢(shì)圖（元/噸）

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鈷酸鋰價(jià)格變動(dòng)趨勢(shì)圖（元/噸）

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部分正極材料價(jià)格漲跌表（萬元/噸）

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    四、動(dòng)力電池材料成為熱點(diǎn)

    對(duì)于正極材料的制備，一般從前驅(qū)體開始制備生成產(chǎn)品。常見的，磷酸鐵鋰的前驅(qū)體是磷酸鐵，NCM/NCA 的前驅(qū)體是沒有配鋰源進(jìn)行燒結(jié)的前驅(qū)體，鈷酸鋰的前驅(qū)體是四氧化三鈷。前驅(qū)體的性質(zhì)對(duì)于最后合成的正極材料產(chǎn)品至關(guān)重要。

三元NCM523價(jià)格變動(dòng)趨勢(shì)圖（元/噸）

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常見正極材料合成示意圖

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    磷酸鐵鋰材料目前占比偏大。根據(jù)數(shù)據(jù)，2016 年動(dòng)力鋰電正極材料產(chǎn)量中磷酸鐵鋰的產(chǎn)量（含企業(yè)自產(chǎn)）為 5.7 萬噸，同比增長(zhǎng) 75%。三元材料產(chǎn)量 5.43萬噸，同比增長(zhǎng) 49%，磷酸鐵鋰材料占比相對(duì)較高。磷酸鐵鋰的合成一般經(jīng)過以下步驟：鋰源和鐵源經(jīng)過噴霧干燥后形成磷酸鐵鋰前驅(qū)體，再和碳源燒結(jié)形成最終的磷酸鐵鋰正極材料。

磷酸鐵鋰合成路線圖

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三元材料合成路線圖

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    目前，三元正極材料市場(chǎng)以NCM523為主，預(yù)計(jì)未來高鎳三元材料的比重會(huì)增加。NCM 材料一般包括 NCM111、NCM424、NCM442、NCM523、NCM622、NCM811等。其中 NCM111、NCM523、NCM622 和 NCM811 較為常見，目前國(guó)內(nèi)三元材料以 NCM523 為主，2016 年其在三元材料分型號(hào)產(chǎn)量中占比為 76%，NCM111 和NCM622 占比分別為 13%和 10%。未來隨著對(duì)動(dòng)力電池能量密度的高要求和續(xù)航里程的延長(zhǎng)，高鎳的 NCM622、NCM811 以及 NCA 占比會(huì)持續(xù)增加。

三元材料分型號(hào)產(chǎn)量占比（2016）

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