【导读】（报告出品方/作者：国泰君安证券，王浩，李嘉琪） 核心观点： 电动化进程加快，海内外需求共振提升高镍三元正极材料景气度。中国整体增速超越国际，欧洲增速放缓，美国渗透率低于全球水平，空间可期 海外高镍三元正极材料需求旺盛，三元材料出货持续增长，高镍占比持续提升，是最高增速细分赛道 镍钴价格下行，利好三元比例提升+高镍比例提升，高镍三元材料性价比…
（报告出品方/作者：国泰君安证券，王浩，李嘉琪）核心观点：电动化进程加快，海内外需求共振提升高镍三元正极材料景气度。中国整体增速超越国际，欧洲增速放缓，美国渗透率低于全球水平，空间可期海外高镍三元正极材料需求旺盛，三元材料出货持续增长，高镍占比持续提升，是最高增速细分赛道镍钴价格下行，利好三元比例提升+高镍比例提升，高镍三元材料性价比悄然回升。高镍三元正极材料优势明显，高镍化有望推动行业走向集中。高镍三元材料优势明显，4680与麒麟电池完美解决安全性与成本问题高镍比容量显著提升，是推进电池性能提升、成本下降的主要方向，8系高镍三元占比逐渐上升，超高镍进一步提升高镍三元竞争力，具备高镍化技术储备的头部三元正极企业的有更大发展潜力高镍三元正极在工艺、技术、规模化、资金等方面的具备更强壁垒，格局更优，头部引领格局持续优化。01、产业空间：电动化进程加快，海内外高镍三元需求共振1.1、新能源车持续向好，高镍是增速最高细分赛道降本增效、安全性能等方面不断优化催化三元正极材料的技术革新，正极材料体系是决定电池能量密度和性质的主要决定性因素。发展到商品化锂电池，负极基本确定，除石墨外拓展到掺杂硅碳，未来可发展锂金属。目前最广泛应用的是石墨负极，那么决定锂电池能量密度及电池性质的，主要来自正极材料体系。更低成本+更高能效是行业共识的技术迭代方向，电池包成组效率=所有电池单体的质量和/电池包的质量，能量密度=电池单体的能量密度/电池系统的能量密度。从公式看提升思路分为两种——提升电池单体密度和提升成组率，提升电池单体密度最直接方式即采用更高能量密度的电芯，即导入更高能量密度的正极材料。中国电动车增速超越国际，欧洲增速放缓，美国渗透率低于全球水平，中国欧洲占新能源汽车消费主要市场，国内整体增速超越国际。乘联会数据显示，2021年全球狭义新能源乘用车销量达623万辆，同比增长118%，市场渗透率7%，中国、欧洲市场新能源汽车渗透率已达13%，其中2021年Q4，中国新能源汽车渗透率已超20%。GGII预计到2025年，全球新能源汽车销量将达2,600万辆，相较于2021年年均复合增长率约为41.42%。美国市场有较大空间。2022年H1，全球新能源汽车销量达498.2万辆，同比增长74%，渗透率达12.9%。中国新能源汽车销量达244.6万辆，同比增长127.8%，渗透率达23.0%；欧洲新能源汽车销量达56.2万辆，同比增长23.7%，渗透率达20.4%；美国新能源乘用车销量达21.6万辆，同比增长71.8%，渗透率达6.5%。1.2、海外市场高镍三元需求旺盛,高镍车型推出和放量将成为需求增长主要驱动力海外以三元需求为主，高镍车型推出和放量将成为三元电池需求增长主要驱动力，欧洲市场动力电池装机量以三元材料为主,近年高镍三元装机量同比增长近500%。2017-2020年，欧洲动力电池装机量由16.5GWh上升至98.1GWh，CAGR达81.4%。其中三元动力电池装机量始终占据主导地位，2020年占比超过90%。三元材料之中，NCM622占据主导地位，2017-2020年，装机量由4.1GWh上升至50.8GWh，CAGR达131.4%。2021年1-11月欧洲动力电池装机量达144.9GWh，同比增长92.1%。三元动力电池仍占据主导地位，占比提升至95.4%；其中8系三元装机量达30.2GWh，同比增长495.2%，比重从6.7%大幅提升至20.9%。高镍三元正极或为增速最快的正极细分环节。根据车厂和车型规划，据高工锂电预测，预计2022年中国、美国、欧洲新能源汽车高镍电池渗透率分别可达20%、77%、66%，高镍三元正极需求超40万吨，到2025年中国、美国、欧洲高镍电池渗透率分别可达30%、78%、77%，高镍三元正极需求超150万吨，预计YOY可达53%，或为增速最快的正极细分环节。海外以三元需求为主，高镍车型推出和放量将成为三元电池需求增长主要驱动力，欧洲市场：2035年欧盟实现零排放，欧洲新能源汽车渗透率持续提升。2021年欧洲市场新能源汽车销量达到226.3万辆，其中BEV达到121.8万辆，同比增长63.4%，PHEV销量达到104.5万辆，同比增长68.5%；渗透率方面，累积渗透率达19.2%。2022年H1欧洲整体新能源汽车销量达到112.0万辆，同比增长8.8%，累计渗透率达到20.0%。欧盟实施全球最严碳排放标准显示其势在必行的电动化决心。1.3、镍钴价格下行，高镍三元性价比悄然回升三元正极定价为成本加成模式，应用场景主要为车用，三元正极定价是成本加成模式，即核算核心原材料前驱体和碳酸锂/氢氧化锂的成本水平，在此基础上，加上合理加工费，形成三元正极的价格。因此三元正极定价是动态变化的。历史上看，在碳酸锂价格大幅上涨之前，硫酸镍为高镍三元电池第一大原材料成本来源，占比电池总成本约20%。三元正极主要原料为三元前驱体和碳酸锂/氢氧化锂，随着型号走向高镍化，钴的占比下降，镍占比提升，镍已经成为三元正极的成本核心之一。镍钴价格往下，利好高镍比例提升+三元比例提升。成本上，预计镍价持续下行叠加能量密度提升，高镍三元正极材料度电成本有望下降10%以上，与LFP材料度电差距显著缩小；安全性上，材料体系和电池系统两方面均有实质性突破，部分厂商高镍电池可以通过针刺实验，性能上，通过工艺优化以及材料表面修饰，高镍三元体系性能优势更加突出，预计2023年麒麟电池和4680电池重磅产品放量，强拉动三元高镍渗透率提升，从实际需求端看，车用动力电池是三元正极的主要应用领域，预计2025年对三元正极需求量超150万吨；三元电池在部分数码产品、轻型动力、电动工具领域也有一定的应用。02、竞争格局：高镍三元优势明显，高镍化有望推动行业走向集中2.1、技术路线竞争单晶三元正极材料难点在包覆材料与工艺控制，单晶工艺的优点：减少副反应并提升能量密度。在电池充放电过程中，由于各向异性的晶格变化，多晶材料容易出现晶界开裂，导致二次颗粒发生破碎。从而导致副反应快速增加，阻抗上升，性能快速下降等。采用单晶颗粒，可以减少晶界，减少副反应的发生，还能提高压实密度，从而提高能量密度。与多晶相比，单晶材料的循环性能一般会好很多。单晶的工艺难度：通过包覆/掺杂等方法进行改性，难点是包覆材料的选择和工艺控制，研发难度在于单晶更高的烧结温度引起锂镍的混排。对正极材料的包覆/掺杂可以降低游离锂、降低内阻、提高材料在高温、高镍、高电压环境下的循环稳定性。包覆/掺杂可以弥补单晶材料功率性能差、内阻大等缺点，单晶三元正极烧结多次提升性能：对改性的要求越高，使用的包覆材料种类越多，可能需要的烧结次数越多，若烧二次，成本更低；若烧三次，性能更好。不同包覆剂的包覆温度不一样，包覆硼的温度是300℃、包覆其他元素是600℃。具体选择三烧还是二烧，每家企业对工艺理解不一样：1）二烧节省成本。容百科技的一款包覆“铝”和“硼”的正极从之前的三烧变为现在的二烧，将“铝”和“硼”一起包覆，性能影响非常小，同时节省成本；2）三烧节省工序、降低对原材料的要求。振华新材的单晶正极用的是多晶的前驱体，三烧工艺对前驱体要求不高，不需要单晶型前驱体（比普通前驱体贵2000元/吨）；3）三烧可以省去单晶的水洗环节，通过600多度的烧结去除消耗表面的残碱。2.2、公司竞争集中度保持稳步提升的趋势，高镍格局较集中，从趋势上看，三元正极正处于走向其中的过程，2017年行业CR5为38%，2021年达55%，4年时间集中度提升了17pct；上下游难以挤压龙头生存空间，正极厂仅传导上游价格波动，下游压价则头部受益，整体产业向头部集中。市场对三元正极的竞争格局分散的直观影响，更多体现在三元正极的头部企业之间，确实不存在明显的份额差距，2021年容百科技的三元正极出货超过5万吨，巴莫科技、当升科技超过4万吨，长远锂科、振华新材也将达3.5-4万吨的规模，前五家的出货差距并不大。高镍正极本身存在较高的技术、工艺壁垒，反应为竞争格局更为集中，高镍正极的CR3在70%左右，要明显高于常规产品；不过也可以看到从趋势上看，2020年以前高镍集中于少数3-4家企业生产，2021年以来头部企业基本都有高镍出货。从供应链关系可以进一步看出，宁德时代、LGES、SKon、特斯拉等均选择头部正极企业合作。高镍三元正极材料目前格局较集中，由三元材料产品同质化程度较高的常规型产品竞争日趋激烈，倒逼企业加快高镍化单晶化等新系列产品开发，同时加大对头部电池企业的拓展。国内真正能够实现高镍三元材料批量出货的企业并不多，出货量较高的企业主要为容百、巴莫、贝特瑞以及邦普。容百高镍产量占比70%左右，处于高镍三元行业龙头地位，巴莫、贝特瑞与邦普则处于行业第二梯队，当升科技、长远锂科、杉杉股份、振华新材等企业距离TOP4都有一定的差距，处于行业第三梯队。就当前国内高镍三元材料的供货格局来看，2020年国内第一、二梯队的高镍三元材料有望继续扩大其出货规模，从而跻身全球一流高镍三元材料生产商地位，而对于第三梯队的企业而言，如何正确的把握客户需求，生产出差异化的产品，将成为未来公司发展的重要目标。03、未来发展：渗透率加速突破，关注高镍布局和海外出口2022年，全球新能源汽车销量将达到千万辆级，高镍三元进入上升周期复盘三元电池渗透率，2020年以前与政策关联度较高，如2017年开始的补贴倾向导致三元电池依托能量密度优势持续扩大渗透率，2020年以后政策效力减弱，铁锂依托CTP、刀片等技术缩小与三元能量密度差距，迎来渗透率提升；高镍三元预计随着22H2镍价下跌带来成本劣势缩小+23年开始4680电池放量增强能量密度优势而逐步进入渗透率上升周期。短期：技术持续进步，高镍可以去做超高镍，短期技术进步赚取超额利润可以弥补材料的成本差距，或下游客户突破性放量，长期：有资源的公司会兼顾一体化资源整合和技术进步。一体化企业可做到哪一端更挣钱就会多做哪一端，长期趋势为镍+烧结（正极）+前驱体。未来预计渗透率加速突破，整体竞争格局走向集中新能源汽车的革命很可能是下一个智能机的革命，渗透率突破到一个位置之后，取而代之的很可能是快速的提升而非趋缓。下半年市场多次上调对下游电动车销量的预期。市场由下调电动车销量预期至500万辆，到现在基本已经形成了预期销量600-650万辆的共识。通过对市场的回溯，我们发现市场真正的演绎比我们想象的要乐观。对于2023年以及之后的电动车销量增长，由于2022年中国新能源汽车渗透率达到20%，市场担忧销量增速随之趋缓。我们认为，这个担忧的本质是对渗透率定义。我们认为，新能源汽车的革命很可能是下一个智能机的革命，渗透率突破到一个位置之后，取而代之的很可能是快速的提升而非趋缓。差异化竞争：一体化带来成本优势，未来差异主要看高镍比例和海外出口，下游绑定：格局想打破比较难，下游客户稳定，未来格局变化看二、三线电池厂：2022年电池厂扩产，格局变化需关注中航锂电、亿纬锂能、蜂巢这些二线电池厂能否有效量产、扶持哪家。高镍化趋势明确，海外市场明显提速从动力电池企业的技术路线规划来看：宁德时代：三元方案分为高能量密度和高倍率方案，高能量密度仍将坚持高镍路径，并逐步在2021-2022年导入硅碳技术。中镍路线将通过高电压、大电芯的思路提升能量密度，但更加侧重于倍率性能的提升，达4C充电；LG化学：2019年开始在特斯拉圆柱上使用811，后逐步更改为NCMA方案，未来圆柱产能占比提升；此外至2022年配套通用的软包使用NCMA；其他电池厂：SKI将在福特、大众的配套车型中应用9系、8系材料；三星SDI开发了8系、9系的NCA方案；孚能科技配套戴姆勒的8系也已量产。海外电池格局变化带来正极加速出海机会海外车企由于开发周期较长，配套供应商、产能转向需要时间，三元方案的需求空间更大。估算2025年海外三元装机量超780GWh，远超国内约600GWh。与此同时，国内电池、正极材料企业参与全球化加工的程度在不断深化，2018-2019年海外动力电池装机中松下占据半壁江山，但松下的供应链体系比较封闭，国内材料厂占比较低；2020-2021年放量的LG化学，以软包方案为主，放量初期大部分为LG体系内的正极厂供应。2021年以来，宁德时代、SKI的海外市占率持续提升，对于国内正极产业链的拉动显著。同时，特斯拉也改变原先美国工厂依赖松下供应的策略，开发4680电池，加大自产、LG化学、三星SDI及国内电池厂的圆柱方案配套供应，是国内正极厂加速出海的契机。高镍三元制造天花板高，未来存在多种升级可能电池能量密度、安全性能等方面要求愈发严苛，同时随着锂电原材料价格跳涨，降本增效呼声渐高，倒逼锂电材料体系革新。在高镍化方面，8系高镍三元正极市场需求高速增长已经成为出货主力。出于提高能量密度与降低原料成本的综合考虑，下游对9系超高镍正极材料的需求增加以及海外市场高镍增量镍含量更高的高镍正极成为电池材料企业的布局重点，在此情况之下，容百科技、巴莫科技、振华新材等企业也加大对镍9系超高镍正极材料的研发布局，加速产业化进程，从历史上看，正极基本保持两年左右代际更迭的频次，站在当前时点仍可看到持续进步的空间，不过可以预见的是，随着技术逐步趋于成熟，产品迭代的周期可能会拉长，但与之相关的壁垒将有所提升，技术进步依旧是正极的重要主线。未来可能：锂硫电池与富锂正极还存在技术难点锂硫电池，锂硫电池虽能量密度高，但存在循环寿命低、倍率性能低的问题。最主要问题在于使用醚电解液。其发挥容量作用必须经历溶解沉积过程。电池浸泡在醚里，必然产生硫的物质的穿梭，正极在不断改变，结构稳定性在变化，影响整个电池的能量发挥，影响循环次数。锂硫（硒）电池是锂硫电池的改进型电池。锂硫（硒）电池的负极是金属锂，放电产物为Li2S或者Li2S2，理论能量密度达2600Wh/kg。硒和硫是同族元素，硒具有更高导电率，锂硒电池的能量密度却远低于锂硫电池，锂硫（硒）电池利用了硫和硒的协同作用。锂硫（硒）电池优点缺点同样突出。虽能量密度较高，但充放电功率和循环寿命远不如锂离子电池。我们认为该电池未来可能在载人航天等领域中应用，中短期不会应用在动力电池领域。由于该电池使用金属锂作为负极，推广后可能进一步增加锂的需求。未来可能：无钴电池成本较低，但安全性仍需改进三元电池中钴对于材料性能提升不明显，二元无钴电池性能仍优秀。2022年11月21日，国家工业和信息化部对第365批《道路机动车辆生产企业及产品公告》进行了公示。新能源乘用车共88个车型，从配套的电池类型来看，磷酸铁锂电池35款、三元电池46款、无钴锂离子电池1款，其余车型未注明配套电池类型。继配套长城欧拉闪电猫、好猫、樱桃猫车型后，在本批次公告中，蜂巢能源无钴锂电池再添一款配套车型——长城沙龙机甲龙。国内蜂巢能源无钴电池已经量产，其已有产品采用单晶4.3V电极，单体能量密度240Wh/kg，成本较811低10%，安全性能较811提升。如果是做传统多晶无钴产品，专利在美国企业。而蜂巢能源自主开发的无钴产品是单晶层状结构无钴产品。”“大无钴系”主要包括蜂巢能源研发推出的层状无钴材料电池以及磷酸铁锂、磷酸锰铁锂等电池体系。蜂巢能源无钴锂电池已获得国内多家车企定点，同时也在同步推进与国际一线车企的配套验证。据公告，蜂巢能源还将于2023年推出第二代层状无钴材料电池，预计成本与磷酸铁锂接近，续航里程将达800km。
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