（报告出品方/作者：信达证券，武浩、张鹏）
一、新能源车发展如火如荼，带动正极材料发展
1.1 新能源车对碳中和有重要意义
碳中和成为全球共识，并进入加速发展期。碳中和在 2019 年以来成为全球范围内的共识， 并进入加速发展期。中国成立了高规格的碳达峰、碳中和领导小组，正在构建 1+N 的政策 体系；欧盟承诺 2030 年底，温室气体排放量较 1990 年减少 55%，并发布了一揽子计划， 涉及能源、运输、制造、航空、航运、农业等众多产业，其中汽车行业 2035 年碳排放要降 低 100%，也就是实现零排放；美国宣布重返巴黎协定，并提出 2030 年零排放汽车占比将 达到 50%。
目前全球 GDP 中占比 75%的国家、碳排放中占比 65%的国家都宣布了碳中和目标。从能源 结构转型的角度看，全球主要经济体试图构建新能源经济链，发展供给侧的光伏、风电和 需求侧的新能源车、以及存储侧的储能具有重大意义。据国际可再生能源署预测，面向 1.5 度温控目标，未来三十年，全球在能源领域、交通领域的投资额，将从平均每年五六千亿 美元，提高到每年约两万亿美元。
交通行业减排对于国内的 3060 政策有重大意义。在世界各国政府为实现净零排放制定目标的浪潮中，中国是重 要的组成部分，中国是世界上最大的能源消费者和碳排放国，其二氧化碳排放量占全球总 量的三分之一。2019 年，中国交通运输领域的二氧化碳排放量占全国能源体系排放总量的 10%左右，其中道路交通在交通全行业碳排放中的占比约 80%，交通行业减排对国内的 3060 政策有重大意义。
在 “电能统一”的共识下，各国从发、输、配、用、储等环节发力，以实现碳中和目标。 主要围绕两方面，一是在发电侧使用风电、光电等清洁电能，二是在用能侧实现电气化替 代，因此现阶段交通行业电动化成为节能减排的主要途径。 动力电池是新能源车产业核心环节，即将进入 Twh 时代。根据工信部统计数据，纯电动车 成本主要源自电池、电机与电控三电系统。下游新能源汽车需求带来动力电池的需求增加， 2021 年全球动力电池装机 296.8Gwh，同比增长 88.7%，2014-2021 年 CAGR 达到 31.8%。 我们预计 2022-2026 年 CAGR 将达 30.1%，到 2025 年全球动力电池将进入 Twh 时代。
1.2 产业链涨价引发对需求的担忧，正极环节是关键
2020 年下半年以来新能源车需求快速爆发，产业链在供需错配下，涨价明显。2020 年 7 月至 2021 年年底，新能源车产业链原材料碳酸锂、硫酸钴、硫酸镍、硫酸锰的单吨价格分别 上涨 587.5%、123.0%、53.8%、78.6%。 电池环节涨价明显，正极环节影响最大。以 NCM622 电池为例，我们测算 2021 年 12 月价 格相比 2021 年 1 月增长 0.3 元/wh，其中正极贡献 0.17 元/wh，占比 57%，电解液贡献 0.09 元/wh，占比 30%。考虑到六氟磷酸锂为代表的电解液产业链未来的供给释放充足，价格有 望逐步回归；但是碳酸锂为代表的正极产业链原材料价格仍有望维持在高位，正极依然是 对成本影响最大的环节。
二、三元正极行业长坡厚雪，技术不断迭代升级
2.1 需求高增，带动行业大扩张
下游新能源汽车与电化学储能的蓬勃发展带动正极材料市场发展。在全球倡导碳中和的背 景下，1）2015-2021 年全球电动车销量由 54.3 万台增长至 675.0 万台，年复合增速达到 52.2%。2）可再生能源的发展助推全球储能发展，2015-2020 年全球电化学储能新增装机 规模由 0.38GW 增长至 4.73GW，年复合增速达到 65.7%。
2.2 三元正极产业链普遍采用高温固相烧结工艺
正极材料是锂离子电池的重要组成部分，其占锂离子电池总成本比例最高，性能直接影响 锂离子电池的能量密度、安全性、循环寿命等各项核心性能指标。目前主流正极材料主要 包括钴酸锂（LCO）、锰酸锂（LMO）、磷酸铁锂（LFP）以及三元正极材料（NCM 及 NCA）。
1）钴酸锂 LCO：电压平台高、压实密度高，在正极材料中具备最高的体积能量密度，因 此在电子设备等 3C 应用领域得到广泛的应用。 2）锰酸锂：具有价格低廉、 安全性好、原料锰资源丰富及无毒性等优点。 3）磷酸铁锂：具备良好的结构稳定性，同时由于铁元素储量丰富导致其价格低廉，因此主 要在新能源商用车、部分价格敏感的新能源乘用车及储能领域应用。 4）NCM：由于其具备较高的质量能量密度、较好的循环稳定性、较好的安全性能以及较 高的性价比，成为目前主流的动力电池正极材料之一。 5）NCA：和 NCM 较为接近，日韩企业应用较多。
NCM 三元正极材料产业链主要分为上游的三元前驱体、碳酸锂/氢氧化锂，中游三元正极材 料制造商、下游锂电池生产厂商以及应用层面的新能源汽车、3C 及小动力（电动工具、二轮 车等）、储能等领域。
2.3 三元正极材料技术不断迭代
三元正极材料的技术升级总体主要是两大方向，1）能量密度的提升，根据 W=QU 公式， 演变为两大方向，一个是提升 Q 的高镍方向以及未来其余的高能量的材料体系，另外一个是提升电压 U。2）稳定性、循环性、安全性等的提升，主要有掺杂、包覆、单晶等技术。
2.3.1 单晶等改性技术可提升材料性能
高镍三元材料往往存在阳离子混排现象、表面不稳定、不可逆相转变微裂纹等缺陷问题。 随着三元正极材料中镍元素含量的增长，越来越多小缺陷问题也随之显露，其中主要包括： 1）阳离子混排现象。Ni2+半径与 Li+十分接近，晶格中 Ni2+与 Li+容易互换位置，即发生 Li+/Ni2+混排，此时半径略大的 Li+进入 Ni2+位点将会增大过渡金属层间距，从而压缩 Li+ 层间距，降低 Li+扩散系数，使材料表现出较差的倍率性能；Ni2+进入 Li+层后能够阻断 Li+的传输路径，减少参与充放电循环的 Li+的数量，导致材料比容量降低。随着 Ni 含量提 高，不稳定 Ni3+还原为 Ni2+的概率也随之提高，则发生阳离子混排的机率更大。2）表面 不稳定。高价镍离子具有强氧化性、碱性，容易使表面 Li+与环境中及电解液残余的 H2O， CO2 反应生成 LiOH，Li2CO3 等锂化物，降低材料表面稳定性。而副产物 Li2CO3 又易在 高压下进一步分解产生 CO2 气体，加剧电芯产气，引发安全问题。3）不可逆相转变微裂 纹。三元材料主要由 Ni2+/Ni3+和 Ni3+/Ni4+氧化还原电对提供容量，因此在充放电过程中， Ni 通常处于不稳定的高价态（Ni3+，Ni4+），容易通过失氧的方式向稳定的低价态转变， 这一相变引起的各向异性体积变化及深度脱锂时晶胞体积变化将导致正极材料的颗粒内部 产生微裂纹。同时微裂纹加速电解质渗透到颗粒内部，从而与沿微裂纹暴露的内部初级颗 粒上的不稳定 Ni4+反应并生成类似 NiO 的杂质层，同时也加速了 Ni，Co 和 Mn 元素的溶 解，导致活性物质损失。
单晶的发展目前更成体系，我们主要介绍单晶技术情况。
单晶正极材料循环性、稳定性更优。单晶和多晶是按照晶体结构进行的划分，单晶三元正 极材料一次粒径约几微米且呈现单分散状态，而与之对应的多晶三元正极材料则是若干直 径约几百纳米的一次颗粒团聚而形成直径约十微米的二次颗粒。 以往的三元材料大多是细小晶粒团聚而成的颗粒，1）其二次球形结构容易使其“骨架”结 构牢固性差，在循环过程中，尤其是高电压充放电下，由于颗粒不断膨胀收缩，会导致材 料开裂、破碎。2）同时，由于晶体颗粒之间的连接较为脆弱，在极片冷压过程中，易导致 颗粒破碎，引起电池性能恶化。3）二次球颗粒容易导致气胀等问题。 单晶三元正极材料在压实和高温循环过程中，不易发生破碎，从而高温循环稳定性优于多 晶三元正极材料，即具有更好的结构稳定性和耐高温性能。
2.3.2 高电压逐步普及
2.3.3 高镍化进程有望加速
正极高镍化具有重要的意义。钴的作用在于稳定材料层状结构，提升循环与倍率性能，价 格波动较大，锰具有良好的电化学惰性，起到降低材料成本、提高材料安全性和结构稳定 性的作用，镍是锂电材料重要活性物质，掺镍比例提高可提升正极材料能量密度。高镍化 是指提升三元材料中镍的含量，从而提升能量密度，并通过降钴降低原材料成本。
高镍三元有望继续加速。高镍具备能量密度高的显著优势，未来高镍三元应用是否会加速， 我们认为需要从高镍三元当前的应用痛点找寻答案，主要有：1）高镍化技术上，前几年产 业企业技术储备相对较少，且材料的安全性和热稳定性不好解决。从固有属性上看，随着 镍的含量提升，体系的热稳定性变差。且高镍的热稳定性问题是一个系统问题，往往需要 正极厂商和电池企业协同攻克。2）高镍三元电池电池的物理结构改性尚未大规模普及；3） 不同市场地区对技术路线的选择。
二、高镍三元正极相比中低镍的或有原材料成本优势，整体盈利性占优。当前产业链原材 料涨价明显，随着三元材料逐步高镍化，高价位的钴用量逐步减少，低价位的镍用量逐步 提升，高镍三元物料成本相比中低镍三元几无差距，在镍价格较低时或成本更低，这意味 着对于同样质量的材料，高镍三元的主要物料成本并不贵。以 2021H1 为例，2021 上半年 在硫酸镍持续上涨情况下，三元 811 原材料成本仍低于 622 正极材料，和 523 相差无几。 高镍价回归正常水平后，高镍正极的原材料优势将进一步凸显。
在原材料成本相差不大的情况下，高镍三元正极价格较高，吨盈利水平较高。以长远锂科、 容百科技等企业为参照，我们测算 2020 年高镍正极材料（以 8 系为代表）比中低镍正极 （以 5 系为代表）单吨毛利高约 1.5 万元/吨。
2.3.4 新型正极材料体系——三元材料体系不断升级
锂电池正极材料经历了消费和动力电池时代的变迁。1）从 1990年代开始，经历了 LiCoO₂ 为代表的消费电池时代，彼时是松下的 18650电池时代；2）2010-2015年：新能源车市场兴起，三元正极作为新兴技术路线，发展与推广尚不成熟，磷酸铁锂正极技术已十分完善 并成为主流选择。3）2016-2020 年，三元正极技术日益成熟，且与磷酸铁锂正极相比，具 备更高能量密度。与此同时，新能源汽车补贴政策以续航里程为标准，补贴金额与续航里 程密切挂钩，进一步推动三元正极材料市场占有率的快速提升。截至 2019-2020 年，三元 正极材料占比均已超过 60%。4）2020Q3 开始，随着新能源汽车补贴政策逐步退坡以及磷 酸铁锂电池能量密度的持续提高（如刀片电池、CTP 技术的应用等），以及热门车型助推 下，磷酸铁锂电池装机量持续回升，根据中国汽车动力电池产业创新联盟统计，2022 年 1- 3 月，三元正极与磷酸铁锂正极材料的装机市占率分别达到 58%、42%。
三元正极材料体系仍有较大的进步空间。电池行业本质是技术驱动的行业，技术是最大的 机遇，也同时是最大的风险。从企业的长期发展角度，未来正极材料的发展是我们关注的 焦点。除了当前的三元和磷酸铁锂材正极材料体系，还有富锂锰基、钠离子、固态电池等 体系，钠离子电池正极材料产业化刚起步，富锂锰基产业化仍需时日，固态电池时代仍需 三元材料，三元正极材料体系仍有较大的进步空间。
钠离子电池正极材料产业化刚起步
钠离子电池具有和锂离子电池相似的电化学特征，对其的研究起源于 20 世纪 80 年代，近 年来才逐步有一定的工业化。其安全性较高，循环寿命、自放电率与锂离子相差不大，适 用于对成本敏感、对能量密度要求不高的储能场景。
富锂锰基产业化仍需时日
富锂锰基 xLi2MnO3（1-x）LiMO2 可以看作是 Li2MnO3 和 LiMO2（M 代表过渡金属）的 连续固溶体形成的，因其能量密度高、成本低和环境友好等特点，成为未来可能的一种正 极材料发展方向。其比容量高达 300mAh/g，远高于当前商业化应用磷酸铁锂和三元材料 等正极材料放电比容量，是动力锂电池能量密度突破 400Wh/kg 的技术关键。
固态电池时代仍需三元材料
固态电池具有热稳定性高、能量密度高的优点，但是有成本较高、界面阻力等问题尚待解 决。得益于其采用固态电解质，固态电解质可以抑制锂枝晶、不易燃烧、不易爆破、无电 解液走漏、不会在高温下发生副反应等，具备热稳定性高的优点。能量密度高主要是由于 全固态电解质后，电池可以不必使用嵌锂的石墨负极，而是直接使用金属锂来做负极，可 以减轻负极材料的用量，使得整个电池的能量密度有明显提高。固态电池能量密度可达 300-400Wh/kg。在产业化阻碍上，固态电解质与电极材料之间的界面是固-固状态，因此 电极与电解质之间的有效接触较弱，离子在固体物质中传输动力学低。
完全的固态电池产业化仍需时间。2022 年 3 月，中国电动汽车百人会论坛上，中国电动汽 车百人会副理事长、中国科学院院士欧阳明高表示，我国动力电池产业化的目标为，到 2025 年，液态体系电池单体能量密度将达到 350Wh/kg；2030 年，液态电池向固态电池过 渡的固液混合体系电池单体能量密度为 400Wh/kg；2035 年，准/全固态体系电池单体能量 密度将达 500Wh/kg，2030 年应该是转向全固态电池发展的一个关键节点。
三、三元正极材料行业进入一体化时代
3.1 全球材料巨头成长之路的启发
正极材料产业链盈利性：上游资源>下游正极材料>中游前驱体。三元前驱体与三元正极材 料行业处于正极产业链的中下游环节，采用成本加成的盈利模式，原材料成本占总成本的 90%以上。从 2018-2021H1 毛利率、净利率情况看，这两个环节基本可以完成原材料成本 的顺利传导，但盈利性仍低于上游资源环节。一体化可以帮助正极材料企业提升盈利深度， 是做大做强的方式。
前驱体-正极材料一体化有助于提升正极企业盈利深度、发挥产业协同优势。自供前驱体一 方面可节省成本，另一方面前驱体对正极材料性有关键作用，自供前驱体能充分发挥产业 链上下游协同效用，提高生产与研发效率。 出于对原材料价格稳定性的考虑，我们选取 2020H1 数据作参考，2020H1 自供 523、622、 811 系列正极材料分别较外购节省 0.5、0.3、1.5 万元/吨。
3.2 纵向一体化增厚利润深度
3.2.1 前驱体对于正极材料性能至关重要
三元前驱体直接决定三元正极材料的核心理化性能。三元前驱体是通过湿法过程制备的， 三元材料是通过火法烧结制备的，三元前驱体很大程度上决定三元正极材料的核心理化性 能。1）前驱体粒径大小、粒径分布直接决定三元正极的粒径大小、粒径分布；2）三元前 驱体比表面积和形貌直接决定三元正极的比表面积和形貌；3）三元前驱体元素配比直接决 定三元正极元素配比等。而三元正极材料的粒径、形貌、元素配比、杂质含量等理化性能 都将影响锂电池能量密度、倍率性能、循环寿命等核心电化学性能。此外，新型正极材料 如梯度、核壳结构三元正极的应用推广，也取决于相应前驱体的研发突破。
前驱体非标属性强，大多采用共沉淀法制备
三元前驱体是镍钴锰（铝）三元复合氢氧化物，化学式为 NixCoyMn(1-x-y)(OH)2 、 NixCoyAl(1-x-y)(OH)3-x-y，按照镍、钴、锰（铝）的构成比例不同，主要可以细分为 NCM811 前驱体、NCM622 前驱体、NCM523 前驱体以及 NCA 前驱体等。三元前驱体作为正极材 料的原料，很大程度上决定着三元材料的性能。前驱体的制备技术主要有溶胶凝胶法、喷 雾热解法、共沉淀法、水热法、高温固相法等。
前驱体性能工艺参数的控制非标属性强，存在大量的 KNOW-HOW。共沉淀法以硫酸镍、 硫酸钴、硫酸锰、氢氧化钠为原料，氨水作为络合剂。共沉淀法生产过程中氨水浓度、pH、 离子浓度、温度、反应时间、搅拌速度、反应釜结构等均对产品成分、形貌、粒度及分布、 振实密度等性能产生影响，因此在实际生产中，工艺过程的把控需要扎实的理论基础和丰 富的经验积累。
氨水作为反应过程的络合剂，作用为络合金属离子。氨水浓度越高，络合金属能力越强， 金属离子释放越缓慢，倾向于在已有一次晶粒上生长，导致一次晶粒不断增厚增大，且前 驱体堆积更致密。当氨浓度较低时，颗粒形貌疏松多孔，致密性差，一次粒子为薄片状； 氨浓度升高后，颗粒形貌致密，一次粒子为细板块状。而络合剂过高时，溶液中被络合的 镍钴例子过多，会造成反应不完全，使前驱体镍、钴、锰三元素的比例偏离设计值。
PH 值主要影响共沉淀反应的成核和晶体生长速度，进而影响材料的微观形貌和振实密度 以及最终产品的电化学性能。PH 较低时，平衡向络合方向移动，晶粒的生长速度远大于 成核速度，因此结晶粗大，反映在粒径上就是样品的粒径大，且由于晶体生长过快，材料 形貌难于控制。随着 PH 的增大，平衡向沉淀方向移动，有利于晶粒的成核，晶粒的成核 速度远大于生长速度，因此晶粒难以长大，形成较多的小颗粒，导致前驱体的球形度较差， 使粒径分布范围变宽。只有 PH 适中时，晶粒的生长速度和成核速度处于较优状态，使晶 粒有序生长，结晶致密，材料粒径适中，粒度分布窄。
搅拌速率影响沉淀产物的振实密度等。强烈搅拌能使加入反应器中的镍、钴、锰离子与氢 氧根离子迅速散开，避免加料过程中体系局部过饱和度过大而引起大量成核;搅拌速率的提 高还可加快反应离子在体系内的传质，单位时间内有更多的反应物达到晶体的表面结晶， 有利于晶体生长；另外还可以加速小颗粒的溶解然后在大颗粒表面重新结晶析出，使得沉 淀产物粒径分布窄，形貌单一，振实密度随之增大。但当搅拌强度到达一定极值后，二次 颗粒的球形结构会发生破坏，导致颗粒尺寸减少。
现阶段前驱体产品需要根据客户产品的参数指标进行研发与生产，正极材料镍钴锰的不同 配比及性能指标需求都需要在实际的生产过程中严格控制环境和工艺。非标属性强的生产 过程存在大量的 know-how，因此三元前驱体的生产对企业的技术能力、研发实力和实际 生产经验都提出了较高的要求，公司的研发实力和技术水平仍是前驱体行业的重要壁垒。 在设备这块，反应釜是主要的湿法接近过程的设备，往往通过对反应釜的结构改进提升反 应效率、降低成本。
3.2.2 前驱体行业上游资源依赖重，向上游镍矿延伸成为趋势
硫酸镍是生产电池的重要原料。硫酸镍可通过湿法中间品 MSP/MHP、镍豆、废料四种原 料加工而成。其中废料的供应较为分散，供应量不稳定，生产路线主要为三种，使用镍豆/ 粉等精炼镍、高冰镍或者通过湿法中间品 MHP/MSP 冶炼硫酸镍，冶炼方法主要分为湿法 与火法冶炼两种路线。
1）湿法冶炼：湿法冶炼是将红土镍矿转化为镍中间品，进而冶炼硫酸镍的工艺。湿法工艺 主要分为氨浸工艺（RRAL）与加压硫酸浸出工艺（HPAL），HPAL 工艺金属回收率较高， 全球在产红土镍矿主要是用 HPAL 工艺。湿法冶炼原材料供应相对稳定，但具备投资高、 投产慢、污染大等缺陷。湿法冶炼优势在于镍、钴回收率较高，主要缺点其一在于，固废 与污染气体排放较大。红土镍矿含有较高的 Fe 与少量 Cr，且湿法冶炼采用液态酸、氨浸 出剂，生产过程中还会会产生大量二氧化碳气体排放。其二在于，由于基础设施与技术开 发成本较高，湿法冶炼投资较高，且达产时间较长。
2）火法冶炼：火法冶炼来源包括红土镍矿与硫化镍矿，其中硫化镍矿冶炼硫酸镍的火法冶 炼方式是将硫化镍矿冶炼成低镍锍，再将低镍锍用转炉吹炼成高镍锍，进而冶炼为硫酸镍。 硫化镍矿储量较小，且面临资源品位降低、生产成本提高等问题。根据 Mysteel 数据，全 球仅 36%的镍矿以硫化矿的形式存在。2000-2020 年，新建硫化镍项目中，高品位镍矿减 少了 44%。矿石回收率下降了 15%，开采复杂度日益提升，同时由于品位降低与复杂性提 高，新建硫化镍项目投资成本也有所提升，成本竞争力下降。
青山打通红土镍矿-镍铁-高冰镍供应链，将有助于缓解硫酸镍原料紧张局面。1）镍铁是含 镍量为 20%-60%的镍铁合金，是冶炼不锈钢的重要原料，根据 Mysteel 数据，全球 51%的 镍矿用于供应镍铁，镍铁-高冰镍-硫酸镍工艺路径打通，将使得较快增长的硫酸镍需求与 储量较大的红土镍矿的供应实现匹配；2）2021 年青山控股镍当量产量达到 60 万吨， 2022年达到85万吨，2023年将跃升至110万吨，公司启用镍铁-高冰镍-硫酸镍生产流程， 将进一步推动解决镍资源结构性短缺的问题。
2022 年 1-4 月硫酸镍呈明显溢价，为镍铁转产提供窗口期。当硫酸镍-镍铁价差大于 1.7 万 元/镍金属吨左右，企业具备镍生铁转产高冰镍的动力。2022 年 1-4 月，电池级硫酸镍的均 价为 4.30 万元/吨，折算成镍金属量为 19.52 万元/镍金属吨；镍铁的均价为 1482.1 元/吨， 折算成镍金属量为 14.82 万元/镍金属吨，硫酸镍和镍铁之间的价差约为 4.70 万元/吨。
前驱体行业成本依赖于原材料，盈利处于产业链的末端。三元前驱体和四氧化三钴的主要 原材料包括硫酸镍、硫酸钴、硫酸锰（硫酸铝）、氯化钴等，原材料占比达 90%以上，且 对上游资源议价能力较弱，致使行业内公司毛利率普遍不高，通常采用原材料成本加价模 式，企业仅通过加工费谋取利润。从产业链各个环节的盈利性上看，前驱体企业的毛利率 和净利率处于较低水平，实质上是处于产业曲线的下端。纵向发展上游是前驱体企业扩展 盈利的重要方式。
3.2.3 三元正极企业积极上游布局，摆脱单纯加工行业的属性
3.3 横向一体化打造锂电正极综合平台
3.3.1 磷酸铁锂和三元路线有望齐头并进
磷酸铁锂材料起源于 20 世纪 90 年代。在此之后，如火如荼的相 关研究席卷全球。2001 年，photech 公司首先实现了磷酸铁锂材料的批量生产；Velence 公司发现了碳包覆和碳热还原技术，使磷酸铁锂材料的性能进一步提高；美国的 A123SYSTEMS 公司技术团队发现了离子掺杂和纳米化技术可以大幅提高磷酸铁锂的导电性。 至此，磷酸铁锂材料进了大规模工业化应用阶段。在新能源汽车市场发展早期，磷酸铁锂 伴随着客车的发展出现爆发式增长，在 18 年之后新能源车市场补贴逐步退坡，且三元材料 在乘用车市场的发展下大幅增长。
2020 年下半年开始，磷酸铁锂电池占有率持续回升，2022Q1 已达到 58.2%。2020Q3 磷 酸铁锂装机比例为 33.6%，2022Q1 这一比例已达到 58.2%。从新能源汽车推广应用推荐 车型目录来看，2022 年发布的第 1 批车型目录共有 22 款乘用车入选，其中搭载磷酸铁锂 的车型有 12 款，占比达到 55%。此番铁锂回潮的主要原因是，原材料价格快速上涨、补 贴退坡的影响下，电池材料成本优势的重要性凸显。供需错配下，我们预计上游原材料年 内仍将处于供需紧平衡状态，2022 年磷酸铁锂将延续高速增长态势。
下游需求高景气，磷酸铁锂迎来高速扩张。在下游需求带动下，磷酸铁锂产线平均开工率 由 2020Q3 的 52%上升至 2021Q4 的 93%，供给端短缺叠加原材料价格上涨，2020Q3 至 今动力型与储能型磷酸铁锂价格分别上涨 183.4%与 153.1%。由于新建产能释放有一定滞 后期，2021Q3开始新增磷酸铁锂产能集中释放，截至2021年末磷酸铁锂产能达48万吨， 同比增长 50.0%。
磷酸铁锂正极行业集中度呈现下降趋势。2021 年 Top2 磷酸铁锂正极企业出货占比合计为 40%，较为稳定，Top3-5的市场份额由 40%大幅压缩至 24%，整体仍呈现高集中度特点。 新玩家入局，磷酸铁锂市场格局生变。根据电池中国对业内不完全统计，各厂商宣布的磷 酸铁锂扩产规模加上现有产能已超 500 万吨，我们测算 2025 年全球磷酸铁锂需求 181 万 吨，规划产能显著高于需求。2021 年化工企业新增产尚未释放，伴随化工企业进入，市场 集中度可能会呈下降趋势，市场新进入者面临机遇。
3.3.2 三元正极材料逐步扩张至磷酸铁锂材料领域
三元企业在磷酸铁锂领域具备客户渠道与技术积累优势。1）客户渠道方面，2021 年主要 动力电池厂商中，已实现磷酸铁锂量产的厂商市场份额达到 47.8%，在研发的厂商市场份 额达到 26.5%，大部分厂商兼有三元与磷酸铁锂电池业务，三元正极企业的客户渠道资源 可复用于磷酸铁锂。此外，下游整车厂商也在转向应用磷酸铁锂电池，如特斯拉标准续航 版 Model 3 和 Moderl Y 将全部改用磷酸铁锂电池。2）技术积累方面，三元正极企业在三 元正极材料的开发、量产、品质管控及工程建设方面已积累经验，磷酸铁锂开发进度较快。
四、三元正极材料市场迎格局变化
4.1 三元材料顺利传导原材料价格压力
三元正极产业是成本加成定价模式。其原材料占据成本比重大多在 90%以上，原材料的价 格波动会极大影响正极材料的价格波动。三元材料厂商 2021 年 Q1-Q3 毛利率保持相对稳 定，能够传导原材料成本的上涨。 当前原材料价格上涨下，三元材料传导相对顺利。2020 年 8 月-2021 年 12 月，碳酸锂、 氢氧化锂、硫酸钴、硫酸镍、硫酸锰价格分别上涨 19.7、14.9、4.2、1.0、0.4 万元/吨， 523、622、811原材料成本分别上涨11.40、10.58、11.01万元/吨，售价分别上涨11.28、 11.41、10.87 万元/吨，基本可以覆盖原材料成本的上涨。从龙头公司看，2021 年三元正 极企业毛利率、净利率出现回升。
本轮价格上涨下三元正极企业增加原材料储备。从原材料库存情况看，2021 年产销两旺背 景下，正极企业原材料库存增加值仍达到五年内历史新高，原材料库存多为战略储备。具 体来看，正极企业在库存管理节奏上存在差异，但新增库存总额相近，容百科技原材料库 存增长贯穿全年，当升科技集中在上半年，长远锂科集中在下半年。
4.2 三元正极产业供应链全球化
国内三元正极企业逐步进入海外供应链。随着海外市场的逐步崛起，国内企业逐步进入海 外供应链， 1）伴随着国内电池企业的海外扩张进入海外车企供应链，国内以宁德为代表 的动力电池企业陆续在欧美建设电池工厂，其中宁德时代布局最早。2）进入海外电池供应 链，继而进入海外车企供应链。从全球动力电池的市占率格局上看，2021 年 TOP10 中海 外企业有 4 家，总体市占率为 42.6%，是不可忽视的一部分。国内正极材料企业正不断提 升其在海外供应链的占比，不考虑其通过下游电池业务间接供应海外市场，从其海外营收 占比这个直接的指标上看，当升科技的海外占比较高，21 年在 3 成左右，未来随着产业链 企业逐步出海，海外市场营收占比有望提升。
4.3 格局持续优化，集中度有望提升
4.3.1 三元正极材料行业以往集中度不高
三元正极材料行业集中度不高。2017-2020 年国内三元正极出货量由 14.7 万吨增长至 42 万吨，同比增速呈下滑趋势，同时上游三元前驱体行业快速发展，企业总数由 2015 年的 26 家增长至 2020 年的 46 家，上下游错综复杂的供应网络开始形成。2017 年三元正极企 业 CR3 为 33%，CR6 为 57%，2021 年 CR6 为 37%，CR8 为 64%， 行业集中度略有提 升，但与四大主材其他环节相比仍有差距，2021 年国内隔膜、负极、电解液行业 CR6 分 别为 80.8%、80%、75%。
三元正极材料市场格局集中度不高，主要有以下几个原因。
一）技术工艺上看，三元材料高镍渗透率以往不高，各个企业的差距不够大，企业难以通 过高镍的技术优势抢占市占率。
二）从成本角度看，三元正极材料原材料成本占比往往大于 90%，企业难以通过成本优势 提升市占率。以往的企业之间的成本差异小，行业成本曲线是扁平化的，企业间差异化较 小。
三）正极材料从产值角度考虑，是兵家必争之地。从成本拆分上看，正极材料占电池总成 本的比例最大，发展正极材料产业可以快速形成较大的产值。从四大材料的产值规模考虑， 三元正极材料产值最大，企业以及地方政府招商引资相对重视。同时从资本开支角度看， 正极材料处于 4 亿元/万吨的水平，相比负极、电解液更大。
四）正极行业参与者众多。正极材料的技术迭代往往决定了电池行业的技术迭代，下游电 池企业技术角度考虑，为了提升对整体材料和工艺的理解，往往会投资部分正极材料；同 时从供应链角度，电池企业涉及部分正极材料产能可以帮助降低成本，打造一体化优势。 比如宁德时代早期通过旗下的邦普布局了正极材料环节，目前也加码了产业一体化。21 年 12 月，宁德时代邦普一体化新能源产业项目开工仪式在宜昌高新区白洋工业园正式举行， 项目总投资约 320 亿元，占地面积约 5500 亩，规划建设年产 36 万吨磷酸铁、22 万吨磷酸 铁锂、18 万吨三元前驱体及材料、4 万吨钴酸锂、4 万吨再生石墨和 30 万吨电池循环利用 的超大规模生产基地。预计 2023 年实现一期投产，2025 年全部投产。
4.3.2 高镍和产业链一体化趋势下，集中度有望提升
1）高镍化方面，自 2021 年年初开始，三元 811 与 523 正极材料月度产量差距持续缩小，截至 2022 年 3 月， 811 已占三元正极材料总产量的 41.4%，高镍化趋势明确。高镍正极 在工艺流程、客户认证与成本控制等方面存在壁垒，龙头企业率先实现高镍正极量产，获 得动力电池厂商认证，未来市场会进一步向产品质量优异、生产成本较低、扩产进度匹配 下游需求的正极厂商集中。未来在高镍化带动下，行业集中度有望提升。
2）一体化方面，锂、镍等有色金属原材料供应紧张背景下，一体化有助于增强企业供应链 管控能力，并稳定原材料成本。以容百、当升为例的大部分正极厂商采用资源循环再利用 经营模式，通过投资、合资建厂或供销协议与前驱体供应商建立合作关系，布局锂电回收 业务，从而保障原材料供应。也有部分正极厂商如长远锂科，依托于集团公司的矿产资源， 并积极向上游前驱体、锂矿、镍矿延伸。锂电正极行业下游需求旺盛，上游有色金属资源 紧缺现象短期内难以缓解，未来市场会进一步向具备一体化优势的正极企业倾斜。更重要 的是，在一体化之后，不同企业的成本曲线有望陡峭化，产品价格由边际成本决定，成本 差异化下行业格局有望向具备一体化优势的企业集中。
五、重点公司分析
5.1 宁德时代：龙头地位稳固，海外市场及储能业务爆发
业绩符合预期，盈利能力优异。公司 21年归母净利润在此前业绩预告的 140-165 亿区间的上 限。其中 Q4 实现营收 569.94 亿元，同比增长 203%，环比增长 95%；归母净利润 81.80 亿 元，同比增长 267%，环比增长 150%。公司业绩的增长主要依赖于下游新能源车需求的增长。 利润率方面，2021 年毛利率是 26.28%，净利率为 13.70%。
产能持续扩张，打造极限制造体系。1）产能：公司产能从2020年的69.10GWh提升至2021 年的 170.39Gwh，且在建产能 140Gwh，随着产能的持续扩张，有望逐步摊薄制造成本。2） 技术研发：2021 年研发人员突破万人大关，达到 10079 人，同比增长 80%，其中本科及以 上是 6246 人。3）打造极限制造体系：利用人工智能、先进分析和边缘计算/云计算等技术， 公司电池生产良率、一次合格率等指标较上年大幅提升。2021 年 9 月，公司宁德工厂被达沃 斯世界经济论坛评选为“灯塔工厂”，成为全球首个获此认可的电池工厂。
锂电池业务持续扩张，盈利情况良好。2021 年公司锂电池业务实现营收约 26.74 亿元，同比 增长 84.80%。子公司江苏天鹏实现净利润约 5.37 亿元，对应净利率为 20%。公司锂电池销 量为 3.90 亿只，同比增长 65.5%，对应净利润为 1.38 元/只。在原材料价格的上涨下，公司 产品通过提价较好的传导了成本上涨压力，预计 22 年有望继续顺利传导成本压力。
公司充分受益于电动工具电池国产化趋势。近年来，国内电动工具电池企业陆续实现高倍率 技术的突破，逐步进入下游 TTI、百得等巨头的供应链，行业格局出现国产化趋势，公司作 为龙头企业，显著受益。产能方面，淮安工厂一期项目预计 2022Q4 投产，届时总产能为 12.5 亿颗，且淮安工厂二期项目也在持续推进，公司产能的快速扩张有望满足电动工具、电 踏车、吸尘器等领域增长需求。
LED 业务转型初见成效，金属物流业务增长较快。1）LED：公司从普通照明领域向背光领 域的转型初见成效，2021 年背光产品销量同比增长约 400%，总营收占比达到 20%左右。整 个板块营收 12.83 亿元，同比增长 49.3%，产品均价持续提升，板块毛利率为 14.67%，实现 了业绩的扭亏为盈。2）金属物流：随着上年度金属业务股权架构的调整优化，核心人员的积极性得到激发，2021 年板块实现营收 27.14 亿元，同比增长 41%。板块产品销量 48.71 万 吨，同比增长 8.2%。
5.3 长远锂科 ：三元龙头，铁锂新贵
产品结构升级，吨盈利有所提升。2021 年公司正极材料销量合计 4.54 万吨，受益于高镍占 比提升以及碳酸锂库存，公司毛利率提升 1.9pct，单吨毛利为 2.50 万元/吨，较 2020 年提升 0.95 万元/吨，单吨净利为 1.54 万元/吨，较 2020 年提升 0.87 万元/吨。
降本增效持续开展，未来有望为公司带来超额收益。2021 年公司推出新一代 65 系高电压单 晶降钴产品与低钴 Ni83 单晶产品，并在高镍产品收率、降氧以及前驱体单釜产能提升等方面 推进降本增效，伴随一期项目满产以及新增产能释放，公司成本优势将进一步放大。
产能持续扩张，抢占市场份额。2021 年公司三元正极材料国内市占率为 10.0%，位列国内前 三，较 2020 年提升 3.4pct。到 2022 年年底，公司将建成车用锂电正极扩产二期（4 万吨） 与磷酸铁锂正极项目（6 万吨），中远期三元正极材料将扩大至 20 万吨以上，继续保持行业 第一梯队水平。
5.4 当升科技：高镍趋势明确，海外扩产加码
高镍占比提升，业绩大幅增长。2021 年公司正极材料销量合计 4.7 万吨，同比增长 97%， Ni83、Ni88、Ni90 型高镍三元批量供应，单吨毛利为 3.19 万元，同比增长 0.64 万元。2022 年 1-2 月延续业绩增长态势，实现营收 23.48 亿元左右，同比增长 202.21%左右，归母净利 润 2.30 亿元左右，同比增长 113.91%左右。
产能加速扩张，进军海外市场。2021 年底公司自有产能达 4.4 万吨，2022 年常州当升二期 5 万吨项目将于下半年投产；江苏当升四期 2 万吨小型锂电正极材料项目积极推进，同时启动 欧洲首期 10 万吨产业基地项目；协议与 SK 在韩国或美设立合资工厂，项目进入立项阶段。
5.5 中伟股份：布局产业一体化，前驱体龙头加速成长
2021 年业绩处于预期区间内，单吨毛利有所提升。公司业绩处于前期业绩预告中值附近，全年资产减值约 0.62 亿元。业务上，三元前驱体业务毛利率 12.26%，相比 2021H1 的 12.45% 维持稳定，我们预计 21 年三元前驱体单吨毛利约 1.24 万元/吨，同比+0.21 万元/吨。
产能持续扩张。产量方面，2021 年公司三元前驱体和四氧化三钴分别为 15.8、2.3 万吨，市 占率分别为 26%、24%，保持行业第一。产能方面，截止 2021 年末有 20 万吨/三元前驱体、 3 万吨四氧化三钴产能。公司预计到 2023 年产能将超过 50 万吨，将继续保持行业第一梯队 水平。
横向、纵向扩张，业绩有望高增。公司从横向上积极布局印尼镍资源的矿产冶炼（预计 22Q3投产）和南部基地配套矿产冶炼，有望增厚单吨盈利水平；从纵向上涉足磷酸铁锂材料， 拟在 23 年之后贡献业绩，打造第二增长曲线。
5.6 容百科技：高镍三元龙头，加码产能建设及一体化布局
产能快速扩张，抢占市场高地。2021 年底公司产能合计 12 万吨，2022 年韩国基地一期 2 万 吨产能将于年底建成，贵州遵义基地 2-2 期 3.4 万吨扩建稳步推进，湖北仙桃一期 10 万吨开 始建设，2022 年公司正极产能预计将达到 25 万吨，到 2025 年，公司将扩大高镍正极产能至 60 万吨以上规模。