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三元正極材料近年來的發(fā)展情況和未來趨勢
思瀚產(chǎn)業(yè)研究院    2022-11-21

（1）在新能源汽車補貼退坡直至取消、上游鋰鹽、鈷鹽等原材料價格大幅上漲的背景下，正極材料產(chǎn)品的性價比成為行業(yè)發(fā)展趨勢及各企業(yè)研發(fā)重點

自2019年下半年開始，各類新能源車型補貼退坡超過50%，2020年至2022年， 新能源汽車補貼在上一年基礎(chǔ)上進一步退坡。新能源汽車購置補貼政策于2022年 12月31日終止，2022年12月31日之后上牌的車輛不再給予補貼。新能源汽車補貼 退坡直至取消，推高了消費者購買新能源汽車的成本。此外，正極材料上游原材 料價格近期呈快速上漲態(tài)勢。

根據(jù)上海有色網(wǎng)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，截至2022年9月末，上游原材料電池級碳酸鋰不含稅價格達45.40萬元/噸，較2021年初上漲868.02%；硫 酸鈷不含稅價格達5.53萬元/噸，較2021年初上漲8.64%；硫酸鎳不含稅價格達3.47 萬元/噸，較2021年初上漲27.57%。 新能源汽車補貼退坡直至取消、上游原材料價格快速上漲向下游傳導(dǎo)，為避 免對終端需求造成沖擊，降低整體生產(chǎn)成本、開發(fā)低成本的正極材料成為行業(yè)發(fā) 展趨勢及各企業(yè)研發(fā)重點。

在此背景下，一方面，憑借相對三元正極材料的低成本優(yōu)勢，磷酸鐵鋰正極 材料應(yīng)用比例不斷上升，根據(jù)中國汽車動力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟數(shù)據(jù)，磷酸鐵鋰動 力電池裝機量占比由2020年的36.65%提升至2021年的51.65%；另一方面，根據(jù)各 元素比較價格，通過降低鈷元素摩爾比含量實現(xiàn)低鈷/無鈷化（鈷含量摩爾比≤10% 或為0），已成為行業(yè)內(nèi)各企業(yè)研發(fā)重點，部分企業(yè)已成功開發(fā)中高鎳低鈷/無鈷 產(chǎn)品并實現(xiàn)批量供貨。

（2）憑借相對鋰離子電池的性價比優(yōu)勢，鈉離子電池及上游材料行業(yè)預(yù)計將在儲能、中低續(xù)航里程電動車、工程車、小動力等領(lǐng)域出現(xiàn)較多的發(fā)展機會

一方面，自2021年以來，電池級碳酸鋰市場價格快速上漲，帶動下游正極材料及鋰離子電池的成本快速上升，給鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)的成本控制、生產(chǎn)經(jīng)營及 盈利能力帶來較大挑戰(zhàn)。 另一方面，2020年，我國提出2030年“碳達峰”與2060年“碳中和”目標。

伴隨著我國對化石能源發(fā)電的限制，以風(fēng)電、水電、光伏等清潔能源為主的新能 源裝機量和發(fā)電量快速攀升。然而，新能源發(fā)電具有較強的波動性與不可預(yù)測性， 因此對發(fā)電側(cè)和電網(wǎng)側(cè)儲能配套提出了較高需求，儲能產(chǎn)品應(yīng)用的普及有助于綠色能源的廣泛利用。電化學(xué)儲能作為新型儲能技術(shù)，相較于傳統(tǒng)的機械儲能（如 抽水蓄能）受地理條件影響較小，建設(shè)周期短，可靈活運用于電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)及 其他各類場景中，隨著相關(guān)技術(shù)的逐步成熟和成本的降低逐漸成為儲能新增裝機 的主流。

2021年7月，國家發(fā)改委、國家能源局聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于加快推動新型儲能發(fā)展的指導(dǎo)意見》，其中明確指出到2025年，實現(xiàn)新型儲能從商業(yè)化初期向規(guī) 模化發(fā)展轉(zhuǎn)變，裝機規(guī)模達3,000萬千瓦以上；到2030年，實現(xiàn)新型儲能全面市場 化發(fā)展。根據(jù)高工鋰電（GGII）數(shù)據(jù)，2021年國內(nèi)儲能電池出貨量48GWh，同比 增長2.6倍；預(yù)計2022年國內(nèi)儲能電池仍將保持快速增長，保守預(yù)計年出貨量有望 突破90GWh，同比增長88%，儲能電池市場迎來快速增長期。目前，我國儲能電 池以磷酸鐵鋰電池為主，但鋰鹽價格的快速上漲也給儲能電池的低成本應(yīng)用帶來 較大挑戰(zhàn)。

在此背景下，為匹配儲能、新能源汽車市場需求，行業(yè)內(nèi)正尋求儲量更加豐 富、成本更加低廉且電化學(xué)性能及安全性具有保障的新型材料體系電池。相較于 鋰元素，鈉元素具有更豐富的儲量、更低廉的價格（地殼中鈉含量約為2.64%， 鋰含量約為0.0065%）。

同時，鈉離子電池的電化學(xué)性能更加穩(wěn)定，安全性優(yōu)于鋰 離子電池。而鈉離子電池的劣勢在于，鈉離子半徑及原子質(zhì)量大于鋰離子，其理 論能量密度低于鋰離子電池，但在儲能、中低續(xù)航里程電動車、工程車、小動力 等領(lǐng)域，能量密度不足可接受或通過尺寸和質(zhì)量彌補。

2022年6月1日，國家發(fā)展 改革委、國家能源局等9部門聯(lián)合印發(fā)《“十四五”可再生能源發(fā)展規(guī)劃》，提出 加強鈉離子電池等高能量密度儲能技術(shù)的研發(fā)。從行業(yè)實踐來看，包括寧德時代在內(nèi)的行業(yè)頭部企業(yè)，也正在布局成本更具優(yōu)勢、電化學(xué)性能更加穩(wěn)定的鈉離子 電池產(chǎn)業(yè)鏈。因此，鈉離子電池及上游材料行業(yè)預(yù)計將在儲能、中低續(xù)航里程電 動車、工程車、小動力等領(lǐng)域出現(xiàn)較多的發(fā)展機會。

（3）高鎳三元正極材料高能量密度的特性契合高端新能源汽車的續(xù)航需求， 未來具備較大市場空間，是各三元正極材料廠商技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化的重點方向

按照鎳含量的差異，三元正極材料可以分為低鎳（以NCM333等3系為主）、中鎳（以NCM523等5系為主）、中高鎳（以NCM613、Ni65等6系為主）和高鎳（以 NCM811等8系為主），各款正極材料能量密度會隨著鎳含量的提高而增加。

2017 年2月，我國工信部、發(fā)改委、科技部、財政部四部委聯(lián)合發(fā)布《促進汽車動力 電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動方案》指出：到2020年，新型鋰離子動力電池單體比能量超過 300wh/kg；系統(tǒng)比能量力爭達到260wh/kg、成本降至1元/wh以下。

高鎳三元正極材料的能量密度高于其他類型正極材料，符合提高能量密度的趨勢要求，可有效 滿足新能源汽車尤其是高端新能源汽車對長續(xù)航里程的需求。 根據(jù)鑫欏資訊數(shù)據(jù)，2021年國內(nèi)高鎳8系三元正極材料產(chǎn)量14.4萬噸（含出口 部分），同比增長211.58%，占三元正極材料整體產(chǎn)量的比例為36.20%，同比提升 14.20個百分點。隨著消費需求逐步引導(dǎo)至新能源汽車，消費者對新能源車型續(xù)航 里程等要求的進一步提升，預(yù)計匹配高鎳三元正極材料的高端新能源汽車市場潛 力將逐步釋放。

在此背景下，各三元正極材料生產(chǎn)企業(yè)紛紛將高鎳8系、9系三元 材料作為技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化的重點方向，預(yù)計未來高鎳三元正極材料仍將保持增 長態(tài)勢。

編制：諸葛御

責任編輯：趙皋

來源： 思瀚產(chǎn)業(yè)研究院 振華新材