三元材料行业发展专题报告

1、 三元材料行业发展专题报告经历崛起与蛰伏，行业迎来大变局 回顾历史：三元正极材料的崛起和蛰伏2013-2017 年：补贴政策和续航需求推动三元材料加速应用新能源汽车产业发展初期，与之配套的成熟动力电池以磷酸铁锂（国内）和钴酸锂电池（特斯拉） 类型为主，这里体现出了电动车初步发展时期对安全的严苛要求。由于磷酸铁锂电池高安全性，价 格便宜，循环寿命高，在国内，2016 年以前新能源汽车领域磷酸铁锂配套份额高达 70%以上，海 外以特斯拉为首的新企业选择了钴酸锂路线。随着市场对电动车续航要求提高，三元材料作为高比 能的新产品，开始考虑从消费类小规模应用转向车用电池环节。2017-2019 年：产能释

2、放，需求疲软，行业竞争格局恶化受下游需求大幅提升刺激，2017-2018 年，三元正极材料和核心原材料钴锂金属价格也节节攀升， 钴金属最高涨至 68 万元/吨，NCM523 正极材料最高涨至 24 万元/吨。三元正极企业纷纷扩产，并 涌现出大量新进入者，期望抓住新能源汽车发展红利。其结果就是三元正极材料产能大幅释放，行 业产能利用率不断下降，叠加 2019 年财政补贴大幅下降导致下游需求停滞等不利因素，三元材料 行业再次进入蛰伏期，价格持续下滑，NCM523 正极材料目前已经较最高点跌去一半；产业竞争 激烈，格局持续分散，头部企业份额仅 10%左右；产品竞争力差，海外出口规模小，海外增量以老

3、牌海外正极产为主，如住友金属，优美科，日亚化学，份额较为集中；加工费用持续压缩，高镍单 利润从 3 万元以上降至 1-2 万元区间，毛利率下降到 10%左右，部分参与者出现亏损。2019-2020 年：原材料价格进入底部，三元材料结构持续优化在经历 2018-2019 年行业价格单边下跌和需求停滞之后，2020 年行业迎来了积极变化期。首先， 三元材料核心原材料价格已经进入底部区间，三元正极采用成本加成模式核算单吨利润，贵金属含 量如钴镍锂等价格波动很大程度影响三元正极企业的加工利润。自 2018 年以来，钴锂均大幅下跌 也带动三元正极材料价格持续下行。目前钴锂价格已经到了底部区间，向上拐点临

4、近，原材料涨价 将直接推动三元正极材料价格上行，叠加下游需求增加，三元材料企业收入规模有望恢复。从供给结构来看，疫情导致头部企业的产能释放节奏放缓，其他企业也停止产能扩张，转向细分领 域。行业整体产能释放以龙头企业为主。疫情进一步压缩下游需求，价格萎靡情况下，市场份额开 始向头部企业集中。国产材料开始认证海外客户，并大规模向海外输出，部分企业把握住了欧洲市 场增量，开始向欧洲车企配套，行业供给结构持续优化。展望未来：盈利迎拐点，行业破局在即我们认为，经过 2018-2020 三年的蛰伏期，我国三元材料行业正在酝酿大变局，头部企业有望抓 住新机遇。从过去几年看，产能利用率持续低位徘徊，行业竞争格

5、局恶化，多种技术路线增加了不 确定性，使得行业盈利水平在锂电池四大材料中垫底。展望未来，在市场需求恢复，海外客户大量 采购和三元材料解决安全问题等驱动因素带动下，我们预计市场份额将持续向头部企业集中，产能 利用率回升促进吨净利抬升，行业将迎来新的发展阶段。驱动因素一：电动车消费放量拉动三元材料需求下半年以来，疫情好转叠加需求周期和政策强刺激，新能源汽车销量大幅提升，对上游材料的需求 逐渐好转，三元正极产量迅速走高，目前已经创下月度历史新高。国内市场在 model 3 等爆款车型 带动下，电动车消费习惯大幅改善，充电基础设施建设更进一步，展望明年，需求大幅增长确定性 强。我们预期明年全球电动车销

6、量约 420 万辆，对应三元正极需求约 33 万吨，叠加三元材料在储 能和数码领域的应用，预计全球需求量超过 40 万吨，三元材料量的增长确定性强，行业再次迎来 高景气度周期。驱动因素二：产能利用率提升吨净利，盈利持续改善从成本构成来看，硫酸钴、硫酸镍、硫酸锰和碳酸锂等核心原料占据了 63%的份额，而液氨、液 碱、纯水等辅助材料成本较低。核心原材料价格波动对三元材料的成本影响较大，2020 年以来， 钴金属的涨价趋势频繁被下游材料厂和电池厂以无钴化为切入点打破。高镍低钴的技术路径也得 到了产业认可，毕竟也能获得材料克容量提升和电池能量密度的提升，从而降低单位 wh 的材料成 本。在这个技术路径

7、里，镍原材料的重要性更加凸显，NCM811 前驱体材料中，镍的成本占比高达 65%，钴比例降至 15%，带来的结果就是三元体系对钴价的波动敏感度降低。在制造环节，电费 和人工成本仅约 8700 元/吨，而设备折旧高达 1.6 万元（60%产能利用率计算）。展望明年，在下 游需求大幅释放的情况下，主流材料企业的产能利用率提升，从 60%提升至 80%，制造费用下降 4000 元/吨，对三元材料单吨盈利的贡献明显。驱动因素三：高镍技术壁垒强化，头部企业有望拉开差距大家普遍认为三元材料行业壁垒不高，参与者众多，同时，受下游客户分散采购制约，很难有企业 能一家独大成为龙头。但我们认为这种局面将发生实质

8、性变化，经过近两年来的技术升级和供应链 关系整合，目前三元正极材料行业即将破局。从行业竞争格局来看，海外相对集中，优美科，住友 金属和日亚化学占据了 60%的份额；而国内仍较为分散，长远锂科，容百科技等 top5 占据 47%的 行业份额，同时出货量排名 6-10 的企业之间差距并不是特别大，份额集中在 4%-7%之间。随着技 术壁垒更高的高镍三元份额提升以及优势企业与下游龙头企业深度绑定，行业格局也将得到优化， 头部企业份额将进一步提升，这种变革的核心催化因素是整车销量超预期导致的三元正极需求大 幅放量，我们认为明年就是三元材料体系变革的时间节点。按镍钴锰的配比划分，三元材料的固定型号仅有

9、333、523、622、811 之分，但三元材料产品是典 型的非标品，为了满足下游不同客户的需求，开发的材料逐渐脱离了固有型号，从而衍生出不同系 列的产品，如 5 系材料涵盖普通 523，单晶 523，Ni55，大小颗粒等；6 系材料有 Ni60-Ni65-Ni70； 8 系材料包括 Ni80-Ni81-Ni83-Ni85-Ni90 等系列。三元材料的技术壁垒随着材料结构升级而分化， 如 NCM811 的制造难度远高于 NCM523，包括生产环境控制、纯氧氛围、膨胀控制、产品一致性、 设备投资等，在此情况下掌握高镍技术的龙头企业有望占据先发优势，目前掌握该核心技术的正极 厂商仍较少，高镍第一梯

10、队主要容百科技和当升科技，第二梯队包括天津巴莫、长远锂科、杉杉股 份等。普通三元材料的溢价已经被抹平，而高镍材料的超额收益持续存在。从量上来看，2020 年 上半年，高镍 811 材料产量份额约 12%左右，还处于导入期，在解决了高镍电池安全问题之后， 高镍材料将得到快速普及，头部企业将大幅受益。驱动因素四：供应链关系进一步固化，头部企业锁定大客户在当前供应链全球化的趋势下，上下游之间强强绑定，头部企业的客户认证壁垒在提升。产业变局 的推动也有客户结构的助力，尽管新能源汽车产销量停滞，全球锂电供应关系一直持续固化。三元 正极材料的客户认证周期一般为 6 至 12 个月，高镍迭代后，安全事故偶有

11、发生，对正极材料一致 性提出了更高的要求。因此长期来看不同正极厂商产品切换较难，未来龙头电池厂的正极供应商将 趋于集中少数几家。再论前驱体：坚定看好上下游一体化企业三元前驱体行业在成本加成模式下，不同企业的盈利水平持续分化，尤其是新能源汽车行业连续两 年调整，三环前驱体行业产能进一步扩大的同时，各家的出货量出现较为明显的波动，而供应链关 系也进一步固化。我们在三元前驱体：结构升级,盈利分化，推荐上下游一体化企业报告中旗帜 鲜明地看好一体化龙头企业，今年看来，一体化企业成本优势进一步显现，市场份额进一步提升。2019 年，全球三元前驱体产量 33.4 万吨，其中国内 27.8 万吨，占比 83%

12、，材料国产化率维持高 位，并开始大规模向海外输出，海外供应商有优美科、巴斯夫、L&F、浦项等企业。疫情之后，三元前驱体需求大幅回升2020 年上半年，疫情影响下，三元前驱体产量较为低迷，随着国内疫情基本结束，我国三元前驱 体产量环比逐步改善，自 6 月以来，同比增速开始转正，其中 9 月份同比增长 28%，1-9 月份累计 产量达到 19 万吨。我们预计 2020 年全球三元前驱体产量有望突破 35 万吨，其中国内产量 28 万 吨，维持 80%以上份额。从需求端来看，动力电池成三元前驱体主要消费领域，成长潜力巨大，我们测算 2020 年全球新能 源汽车对三元前驱体需求量为 21.25 万吨，

13、其中国内需求量为 9.16 万吨；未来 5 年，随着新能源 汽车同比保持高增速，且单车带电量持续提升，我们预计 2025 年全球动力电池对三元前驱体需求量超过 100 万吨，是 2020 年总需求量的 5 倍。2021 年我国新能源汽车将恢复高增长，将有效拉 动对三元前驱体需求。冶炼企业大规模拓展前驱体，正极厂收缩布局从产能布局来看，头部企业是未来扩产主力，尤其一体化企业，我们预计 2021 年格林美产能达到 12 万吨，华友钴业产能达到 10 万吨，中伟股份产能 8 万吨，邦普循环约 5 万吨。华友+格林美以 22 万吨的产能占据全市场 25%的产能份额。从销量上看，中伟股份 2020 年因

14、绑定 LG，有望成为 全球第一，格林美因客户结构调整，出货量有所下滑，2021 年将重新夺回冠军位置，华友未来两 年快速放量，预计格林美+华友销量 13 万吨，占比 27%。需求不景气和盈利较差的情况下，其他 企业近两年扩产节奏明显放慢，我们预计远期一体化企业将占据 60%以上的份额。前驱体定价由原材料含贵金属量乘以当前金属或金属盐价格，加上加工成本，再给予一定的加工费 用这三部分组成。由于下游正极和电池厂降本压力，前驱体环节的加工费用一再被压缩。以 523 为 例，我们测算当前公开市场采购硫酸钴/镍/锰三大原材料的成本已经高达 7.1 万元/吨，再加上约 5000 元的加工费用，留给企业的加

15、工毛利仅 3000-4000 元，毛利率不足 5%。而一体化企业由于 具备上游硫酸钴和硫酸镍的冶炼产能布局，在前驱体原材料核算上具备明显的优势。以硫酸钴的成 本价进行核算，则 NCM523 的原材料成本可以下降到 6.57 万元/吨，同时在制造环节由于省去了 硫酸钴“蒸发结晶粉碎打包运输纯水溶解”等过程，可带来 2000 元/吨的成本下降空间，加 工毛利可以提高到 1 万元以上，毛利率提升约 10 个百分点。因此，向上游布局钴镍核心材料的冶 炼以及再上游的钴镍矿采选冶等环节，能大幅降低三元前驱体成本。2018 年以来，正极企业也是拓展前驱体的主力，但近 2-3 年的实际情况看，前驱体盈利难题一

16、直 困扰正极企业，主要原因是正极企业没有上游钴镍等原材料的冶炼产能，需要从市场购买原材料， 成本居高不下。2020 年以来，正极厂对前驱体的拓展速度明显收缩，仅容百科技和长远锂科布局 了超 2 万吨前驱体产能，其他正极厂的产能停留在千吨级别。布局低成本镍冶炼，锁定镍资源，强化成本优势新能源汽车的高速增长将推动硫酸镍需求规模迅速走高，从远期来看，三元高镍趋势明确，硫酸镍 重要性凸显。新能源汽车已经超过不锈钢，成为镍消费增量最大的领域，硫酸镍的产业地位得到大 幅提升，成为全球战略性原材料。三元前驱体企业为了降低生产成本，逐渐减少直接够买硫酸镍， 谋求其他渠道获得硫酸镍，替代直接购买的主要来源路径有

17、三种：1）前驱体企业直接采购镍豆酸溶制备硫酸镍，较市场上直接购买硫酸镍有 1500-2000 元/吨的优 势，近几年成为三元前驱体企业比较重要的镍来源渠道。2）前驱体企业自建硫酸镍冶炼产线，用废镍或购买镍中间品制备硫酸镍，能进一步降低成本，如 用废镍做硫酸镍，成本约 2.12 万元/吨，较直接采购低 4000 元/吨；用镍中间品做硫酸镍成本在 2 万元/吨左右，较直接采购成本更低。3）前驱体企业进一步向上游延伸，布局镍中间品冶炼，打通“镍矿镍中间品硫酸镍前驱体” 纵向一体化链条，如华友钴业和格林美均和青山集团合作在印尼开展红土镍矿湿法冶炼项目，并且 均采用高压酸浸工艺（HPAL），可研成本 1

18、.68 万元/吨，低于其他工艺，较硫酸镍市场价更低， 能有效降低前驱体成本，增加产品竞争力。华友钴业和格林美因为布局上游硫酸钴和硫酸镍材料，成本较其他企业优势明显，中伟股份则通过 绑定大客户，订单丰厚，并且享受一定的溢价，这些企业三元前驱体毛利率均达到了 10%以上， 能够获得正的加工净利润，而其他企业（正极厂）则因为成本较高，利润为负。展望未来，三元前 驱体的盈利将进一步分化，华友钴业和格林美在印尼开展红土镍矿冶炼项目，投产后，将给前驱体 供应低成本硫酸镍，盈利水平将进一步提升，公司也有望借助成本优势进一步抢占三元前驱体市 场份额。出于钴镍资源保障，下游客户份额向一体化企业倾斜三元前驱体是非标品，企业开拓客户需要较长的认证周期，一旦认证通过，轻易不会改变。我国前 驱体生产企业已经打进大部分优质锂电材料和电池厂供应链。头部企业逐