新能源汽车行业产业研究展望：正极材料技术迭代高镍化方向探讨

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·产业研究报告《正极材料技术迭代：高镍化方向探讨》目录

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CONTENTS产业空间：电动化进程加快，海内外高镍三元需求共振01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02未来发展：渗透率加速突破，关注高镍布局和海外出口03风险提示044···

·产业研究报告《正极材料技术迭代：高镍化方向探讨》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6产业研究报告《正极材料技术迭代：高镍化方向探讨》镍钴锰锂石墨硅···

·主材辅材电池模组设备公司先导智能杭可科技利元亨电池回收天奇股份恒创瑞能西恩科技固态电池清陶卫蓝新能源恩力动力01 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图1：电池材料产业链示意图7产业研究报告《正极材料技术迭代：高镍化方向探讨》三元正极材料需求旺盛。据GGII，2022H1中国锂电正极材料出货量77万吨，同比增长62%

。其中三元正极材料出货同比增长51%

。主要原因系国内动力电池出货超200GWh带动三元正极材料出货量增长。2022年全球新能源汽车销量有望超1100万辆，海外动力电池装机以三元为主，带动海外三元材料需求增加。数据来源：容百科技公司公告，Wind，GGII，国泰君安证券研究图2：中国和欧洲占据全球新能源汽车消费主要市场图4：中国和欧洲领衔全球新能源汽车渗透率，2022H1全球新能源车渗透率13%-401060110(30)(10)1030507090123456789101112202220212020···

·YOY环比图3：2022年H1全球新能源车销量近500万辆单位：万辆010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，

30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%。

204050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

60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%。7020182022H12019

2020

2021中国

美国

欧洲

其他1113051015202530Jan-18May-18Sep-18Jan-19May-19Sep-19Jan-20May-20Sep-20Jan-21May-21Sep-21Jan-22

May-22欧洲

中国

美国

全球01 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产业研究报告《正极材料技术迭代：高镍化方向探讨》不完全统计，2025年各企业三元产能规划合计超200万吨，实际需求有望达近140万吨。考虑下游各环节的库存释放与供给端产能释放存在不确定性，预计未来几年三元正极的供应或将过剩，然而面对质量和安全的风险，扩产或为无效产能。美国新能源汽车市场潜在增长空间可观。据高工锂电数据，2022年7月美国新能源汽车渗透率为7.5%，中国已达21.6%

。在美国新补贴政策催化下，预期2022年美国新能源车销量有望超110万辆，同比增长68%。高镍正极出货占比进一步提升。根据GGII预测，到2025年全球动力电池出货量将达1,550GWh，较2021年出货量增幅超300%

，市场空间巨大。正极材料占据动力电池核心环节、成本比重最大，其中2021年全球三元正极材料的出货量占正极出货量的50.3%

，是正极材料中的主要方向之一。目前我国三元正极材料市场需求旺盛，供需关系趋紧，头部企业纷纷扩产以应对高速增长的市场。根据GGII数据，2021年全球三元正极材料出货74.0万吨，同比增长72.89%，带动全球三元前驱体出货量72.0万吨，同比增长72.52%。三元正极材料及前驱体行业具有广阔的市场空间，预计2025年全球三元材料市场需求增长至300万吨，全球前驱体市场需求增长至295万吨。高镍化三元将持续成长为长续航车型的主流技术。新能源汽车轻量化、智能化的技术发展趋势对动力电池提出更长续航里程、更高能量密度的要求。根据GGII数据，2021年全球高镍三元出货量为30.9万吨，同比增长120.71%

，占三元正极材料总出货量的41.76%

。高镍化三元将持续成长为长续航车型的主流技术，随着相关技术发展以及整车平台功能整合，高镍化三元锂电池的发展趋势愈加明显。数据来源：乘联会，公司公告，国泰君安证券研究名义产能20212022E2023E2024E

2025E64.0 88.6130.0168.3

212.6有效/名效产能（万吨）35.552.673.4103.5147.9YOY48394143需求（万吨）55.974.0112.3136.9155.8YOY8068776344供给-需求（

万吨）64.088.6130.0168.3212.6过剩（供给-需求··

·0501001502002502024E

2025E需求（万吨）2021

2022E

2023E有效产能（万吨）供给-需求（

万吨）010203040502025E日本住友2021容百科技LG化学华友钴业巴斯夫2022E长远锂科优美科2023E当升科技Ecopro82024E厦钨新能L&F振华新材其他表1：三元正极供需平衡测算（单位：万吨）图5：三元正极供需未来大幅改善（单位：万吨）60图6：国内三元正极企业的产能规划情况（单位：万吨）01 三元正极供需总量过剩，结构化短缺，全球高镍正极出货占比将不断提升··

·9产业研究报告《正极材料技术迭代：高镍化方向探讨》数据来源：鑫椤资讯，国泰君安证券研究注：8系含NCA12.723.138.342.49605010015001020304050中国高镍正极出货占三元材料出货量占比提升。三元材料高镍化是指在三元材料中提升镍元素的含量，进而提升能量密度，并相应降低对钴元素的依赖。据鑫椤资讯数据，高镍三元随着2019年以宁德时代等为代表的企业开始大规模导入，占比不断攀升，2022年一季度国内高镍材料（811及NCA型）产量达到5.4万吨，市占率达到42.4%。中国高镍8系三元占比逐渐上升，超高镍进一步提升高镍三元竞争力。2021年我国高镍三元产量为15.2万吨，同比增长110.2%，占三元正极材料总产量的38.3%。2022年一季度，高镍三元产量为5.4万吨，占比提升至42.4%

。目前行业头部正极材料企业已在逐步开发、验证和生产9系的超高镍正极材料，进一步提升能量密度，解决电池轻量化问题，提升高镍三元竞争力。图7：中国三元材料市场高镍占比不断攀升 表2：8系高镍正极材料在我国三元正极材料中比重逐年提升70 250210602002019202020212022Q13系占比5系占比6系占比8系占比8系占比YOY（右）三元正极材料单位2019202020212022Q1合计万吨19.700021.000039.800012.70003系市场万吨1.40000.90000.70000.10005系市场万吨12.100011.200019.00005.30006系市场万吨3.60004.10004.90001.90008系市场万吨2.50004.900015.20005.40003系占比5系占比6系占比8系占比8系占比YOY（右）7.361.518.512.74.153.119.723.1961.947.712.238.32101.041.615.042.401 中国高镍正极出货占比提升，超高镍进一步提升高镍三元竞争力102022年H1营收净利概况（单位：亿元）

2021年营收净利概况（单位：亿元）企业营收同比增长

净利润 同比增长营收同比增长

净利润 同比增长容百科技115.5221.62%7.4129.27%102.6170.36%9.1327.59%振华新材54.4161.09%6.7340.92%55.1432.07%4.1扭亏为盈当升科技91.1204.92%9.1104.06%82.6159.41%10.9183.45%长远锂科76.3167.93%7.6141.66%68.4240.25%7.0538.17%厦钨新能143.0117.75%5.3112.19%155.698.42%5.5121.66%高镍三元正极企业营收净利巨幅增长。2021年，容百科技、厦钨新能等三元材料头部企业的营收净利同比均出现1-2倍增长，净利润最高增幅甚至超5倍。2022年，三元正极市场延续高增长态势，头部三元企业上半年的营收和净利润均接近甚至超过其去年全年，原因是公司订单量保持高速增长态势，叠加销售价格上涨，带动其三元材料产销量和产品盈利能力进一步提升。国内氢氧化锂的价格和国外氢氧化锂的价格差在逐步缩小，显示高镍三元对需求的拉动作用。在2022年大部分时间，电池级氢氧化锂的价格和电池级碳酸锂的价格一直处于显著倒挂的状态，主要是因为国内高镍三元需求不太理想，国内氢氧化锂和海外氢氧化锂的价格一度相差到10万元/吨以上。但是进入10月能明显感受到高镍三元对氢氧化锂的需求拉动增长，国内氢氧化锂的价格和国外氢氧化锂的价格差在逐步缩小。氢氧化锂相对碳酸锂而言缺货程度较高，主要系高镍三元需求推动。2022年10月以来受到高镍三元对氢氧化锂的需求拉动增长，和碳酸锂价差缩小，国内氢氧化锂的价格和国外氢氧化锂的价格差逐步缩小。11月以来，电池级碳酸锂成交价格56-57万元/吨，已有少量58万元/吨的成交。海外氢氧化锂价格80-84美元/kg，环比持平。海外氢氧化锂价格高于国内，但国内外价差逐渐缩小。氢氧化锂出口订单热度不减，国内现货较为紧张，相对碳酸锂而言缺货程度较高，叠加集中采购，价格继续上行。表3：高镍三元正极企业营收净利巨幅增长···

·数据来源：高工锂电，韩国海关，国泰君安证券研究807060504030201002016-012016-052016-092017-012017-052017-092018-012018-052018-092019-012019-052019-092020-012020-052020-092021-012021-052021-092022-012022-052022-09中国智利图9：韩国氢氧化锂进口价格中国价格倒挂智利价格（美元/kg）200,000250,000300,000350,000400,000450,000500,000550,000600,00022-0122-1022-04碳酸锂99.522-07氢氧化锂56.5产业研究报告《正极材料技术迭代：高镍化方向探讨》图8：国内氢氧化锂与碳酸锂近期价差缩小（万元/吨）01 高镍三元材料优势明显，有利于进一步提升行业壁垒11产业研究报告《正极材料技术迭代：高镍化方向探讨》高性能车型持续发力，助推三元电池配套领跑。多家车企逐渐向高端车型发力，配套三元电池车型比磷酸铁锂车型多11款，占比超50%。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。包括埃安、极氪、小鹏、理想、哪吒、零跑、阿维塔、梅赛德斯-奔驰、别克等品牌主力车型均配套三元电池。三元正极企业新建产能以高镍正极为主。为满足下游增长需求和提升综合竞争力，三元材料企业都在积极扩充其三元材料产能，同时向上游原料环节延伸，加强一体化产业布局，新建产能主要以高镍正极为主。容百科技将其高镍产能从2021年初的4万吨/年提高到年末的12万吨/年，前驱体新增3

万吨/年产能。预计2022年底实现正极25万吨/年产能、前驱体9.6万吨/年产能；巴莫科技在成都建设年产10万吨高端正极材料项目，并收购LG化学全资子公司LGBCM49%的股权，出资6.87亿元共同建设年产6.6万吨NCMA正极材料项目；振华新材、长远锂科、厦钨新能等企业也在加快扩充。图10：国内三元前驱体企业的产能规划情况（万吨）···

·数据来源：公司公告，电池中国，鑫椤资讯，GGII

，国泰君安证券研究图11：车型与三元电池匹配情况（截至2022年11月底）504030201002018A2019A2020A2021E2022E2023E中伟股份湖南邦普华友钴业格林美芳源股份科隆新能01 高性能车型持续发力，助推高镍三元企业扩建供应链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13产业研究报告《正极材料技术迭代：高镍化方向探讨》排名类型2017201820192020CAGR1NCM6224,0997,26016,08150,825131.40%2NCM5231,0436,0857,55815,779147.30%3NCA4,374图：4国,64内7

三元前驱体企1业4,3的96产能规划情况（11万,60吨9

）38.50%4NCM81100406,496-5NCM811(50)+NCM523(50)061,3464,2272519.70%其它6,9375,7156,0669,22610.00%合计16,45223,71445,48798,13681.40%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。表4：2017-2020年欧洲各类型动力电池装机量中以三元电池为主（MWh）数据来源：公司公告，Wind，GGII

，国泰君安证券研究图12：2025年三元电池需求超200万吨，国内近85万吨，海外近110万吨35404550050100150202020212023E2025E国内三元·

动·力·电·池需求（万吨）2022E海外三元动力电池需求（万吨）2024E其需他求需yo求y（右轴，

）01 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14产业研究报告《正极材料技术迭代：高镍化方向探讨》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。美国市场：发展略缓，IRA法案利好电动化加速渗透。碳排放与积分政策趋严，8月16日拜登总统签署《减少通胀法案》，法案正式立法，美国电动车补贴新政落地，重新制定未来10年竞争规则。《IRA》旨在重振美国制造业，提升美国多方面的竞争力和博弈地位。中国在新兴赛道上弯道超车，已逐渐在全球形成新的比较优势，美国在重新设定未来10年的竞争规则。9月14日拜登出席底特律车展，表示已经批准预算，在包括密歇根的35个州建立充电网络。法案有望进一步推动美国电动车销量，加速北美产业链形成。···

·数据来源：ACEA，Marklines，GGII

，国泰君安证券研究图14：美国2022年上半年渗透率较快增长至6.9%0.91.12.01.82.24.36.901234567820162017201820212022H12019

2020美国新能源乘用车渗透率1.41.92.53.511.419.220.005101520图13：欧洲新能源汽车渗透率持续提升252016201720212022H12018

2019

2020欧洲新能源乘用车渗透率01 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1.3镍钴价格下行，高镍三元性价比悄然回升产业研究报告《正极材料技术迭代：高镍化方向探讨》010,00020,00030,00040,00050,00020-01

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22-07三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。20,00030,00040,000

50,00060,00070,00080,00090,00020-0120-0620-1121-0421-0922-02

22-07图16：三元正极各型号价格变化，价格略有回落（万元/吨）···

·数据来源：公司公告，鑫椤资讯，GGII

，国泰君安证券研究图17：三元正极需求增量主要应用于动力电池领域（单位：万吨）0102030405020-01

20-04三元5系20-0720-1021-01

21-04三元6系（单晶）21-0721-1022-0122-04

22-07三元6系（动力） 三元8系0.050.0100.0150.0200.0250.0202020212022E2023E2024E

2025E动力电池

储能三元电池

电动工具

3C电池16图15：镍、钴价格回落（美元/吨）01 三元正极定价为成本加成模式，应用场景主要为车用17产业研究报告《正极材料技术迭代：高镍化方向探讨》图19：三元电芯与磷酸铁锂电芯价差缩窄（元/Wh）···

·数据来源：公司公告，鑫椤资讯，GGII

，国泰君安证券研究图18：碳酸锂、氢氧化锂价格近期走高（万元/吨）材料分子式Li质量分数实际比容量（mAh/g）平均工作电压（V）实际比能量（Wh/kg）1kWh

电池正极需求量（kg）

正极所需碳酸锂（kg）LFPLiFePO44.40%1453.3478.520.94.89NCM523LiNi0.5Co0.2Mn0.3O27.20%1653.7610.516.386.27NCM622LiNi0.6Co0.2Mn0.2O27.20%1753.7647.515.445.89NCM811LiNi0.8Co0.1Mn0.1O27.20%1853.7684.514.615.551kWh电池相应电解液需求量（kg）单位电解液所需碳酸锂的量（kg/kg）1kWh电池对应电解液碳酸锂需求量（kg）LFP体系1.40.031250.0438NCM体系0.80.02501kWh

电池合计所需碳酸锂（kg）LFP0.533NCM5230.652NCM6220.614NCM8110.580锂盐价格升高利好NCM体系中的高镍三元材料。近期锂盐价格走势势如破竹，不同正极材料对锂的需求量不同，NCM体系中，随着镍含量的提升，对锂的需求可相应降低。相同能量下，LFP体系对碳酸锂的需求低于NCM体系。磷酸铁锂电池电解液所需碳酸锂高于三元电池。因此，随着碳酸锂价格上升，使用高镍三元的装车成本较其他三元材料成本压力较小。钴价很贵，且产能增加会导致钴紧缺，进一步推升材料价格。为降低钴用量，三元正极材料逐渐采用参锰、参镍，形成NCM及NC

A材料体系。这些元素一定程度上增加材料体系稳定性。在三元材料体系，镍主要提供容量的作用，首先是+2价的镍被氧化，然后是+3价的镍，最后才是钴氧化，钴在高压下会贡献部分容量（有的钴电压不够无法进行氧化，是部分提供能量）。锰和铝起到稳定性作用，不参与电化学反应。表5：不同正极材料体系正极所需碳酸锂 表6：不同正极材料体系电池合计所需碳酸锂表7：不同正极材料体系电解液所需碳酸锂0.50.6

0.70.80.91.021-0521-0822-0222-0821-11铁锂电芯22-05三元电芯0200,000400,000600,00020-0120-0721-01 21-07 22-0122-07碳酸锂99.5氢氧化锂56.501 三元、铁锂电芯价差收窄，高镍三元性价比悄然回升18···

·产业研究报告《正极材料技术迭代：高镍化方向探讨》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···

·20产业研究报告《正极材料技术迭代：高镍化方向探讨》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单晶三元正极材料难点在包覆材料与工艺控制数据来源：Energy

Storage

Materials图20：单晶（SC）正极循环性能明显好于多晶（PC）多次烧结熔盐辅助图21：单晶制备方法非常复杂单次烧结0221产业研究报告《正极材料技术迭代：高镍化方向探讨》中镍高电压产品性价比高，安全性有风险···

·数据来源：厦钨新能定增问询函，国泰君安证券研究中镍高电压产品性价比高。镍钴原材料价格高企，人们开始关注中镍高电压技术。随着中镍三元的普及，其通过调升平台电压，产品能量密度已向8系接近，目前中镍高电压的6系产品与8系多晶产品相差3%左右。能量密度更接近的同时，中镍高电压产品瓦时成本更低。镍钴价格高企，中镍高电压成本性价比优势抬升，中镍平台Ni含量相对较低，国内车企认为安全性大体可控，国内如宁德时代在内的动力电池企业开始提升对高电压产品的接受度，6系为代表的中镍高电压国内需求陡峭，但海外仍对高电压安全性存疑。中镍高电压产品安全性仍存较大风险。高电压主要是通过提高锂电池的充电截止电压，可以提高正极材料的克容量，从而提高锂电池的能量密度。但高电压会使得反应体系加速循环，导致结构被加速破坏，电池容量及循环性能下降。图22：高电压中镍三元正极材料能量密度与高镍逐步接近高电压环境下导致整个体系反应更加活跃，会导致:正极更容易与电解液发生反应，在正极表面产生气体和厚膜，电池内气体无法排出或导致爆炸；高压下LiPF6分解，释放酸性物质，持续腐蚀正极电解质界面（CEI）和正极，金属溶解、迁移、沉积，电池结构被破坏，对电池包内其他组件也产生影响。解决高电压问题主要通过复合包覆，保障安全性包覆膜改善表面稳定性、兼顾动力学性能；R元素掺杂，减少晶胞参数变化，减小应力积累。0222···

·数据来源：特斯拉电池拆解视频，宁德时代发布会，国泰君安证券研究随着高镍技术稳定安全性提升，未来高镍三元将继续成为长续航车型的主流应用之一，占据重要市场份额。2021年我国高镍三元产量为15.2万吨，同比增长110.2%，占三元正极材料总产量的38.3%。2022Q1，高镍三元产量为5.4万吨，占比提升至42.4%，2022H1中国正极出货量77万吨，同比增长62%，其中三元材料出货同比增长51%。目前行业头部正极材料企业已在逐步开发、验证和生产9系的超高镍正极材料，进一步提升能量密度，解决电池轻量化，提升高镍三元竞争力。以8系高镍为主宁德时代的“CTP”技术可以将磷酸铁锂电池能量密度提升至160Wh/kg以上，用在三元上则可以提升至200Wh/kg，新推出的麒麟电池达250Wh/kg。特斯拉推出4680电池，采用CTC技术，推动宁德时代更新升级原本的方壳体系，匹配更高性能低成本的要求竞争对手为比亚迪推出的刀片电池，比亚迪的长刀结构显著提升了整个Pack模组的集成效率。与之竞争，宁德时代只能从化学体系升级能量密度和pack设计提升集成效率两个方面进一步挖掘。由此宁德时代推出麒麟电池，国内高端车型客户已在接触，已部分导入高端车型客户与传统主机厂。海外客户也在接触中，较国内更保守，有待安全性验证后大规模导入麒麟电池能量密度大幅提升，可做到250Wh/kg。单芯提升能量密度的最主要因素即正极材料的快速导入麒麟电池主要优势在于高能量密度的同时快充且安全，其安全性提升出去电池设计原因，即主材方面，采用了容量更高稳定性更好的正极材料。麒麟电池并未采用中镍高电压，使用高镍电池。高镍电池搭配高电压其循环性能与安全性会显著下降图23：特斯拉4680电池拆解图 图24：麒麟电池的优势02 高镍三元材料优势明显，4680与麒麟电池完美解决安全性与产业成研本究报问告题《正极材料技术迭代：高镍化方向探讨》23产业研究报告《正极材料技术迭代：高镍化方向探讨》高镍生产壁垒主要有生产工艺壁垒、技术壁垒、规模化及资金壁垒。高镍三元材料生产工艺壁垒高。高镍化主要目的是为了提高克容量，但是二价镍在空气中难氧化，对锂源、烧结气氛、生产设备等提出更高要求。并且高镍材料更活泼，热稳定性降低，循环寿命下降，也容易与空气中的水和氧气反应等。三元正极材料属于层状结构，充放电过程中，随着锂离子嵌入脱出，材料会发生一系列相变，导致晶格常数出现变化，产生应力，而层状结构与铁锂的橄榄石结构不同，层间不具备强共价键，故更容易出现结构坍塌导致材料失效；层状结构稳定性较弱，高镍正极性能不易稳定。镍比例越高反应越剧烈（1）表面相变。镍元素被氧化后形成的+3价及+4价的镍，与锂离子半径相似，锂离子能跃迁到的位置，镍离子也可以，出现阳离子混排现象。另一方面材料表面碱性高，存储和使用过程中易与空气发生反应，同时LiOH易吸水导致6F生成HF，吸潮成果冻状，不易调浆和极片涂布；（2）界面副反应。+4价的镍表面催化活性强，促进电解液分解，产气、放热并形成酸性物质毁坏电池体系，造成氧容量高或电池不断胀气。导致热稳定性、循环稳定性差。解决：主要是原子掺杂和表面包覆两种。表面活性位点，用隔离层表面做修饰。可采用梯度电极，里面核心是高镍。图26：高镍正极材料生产工艺更为复杂图25：常规正极材料生产工艺···

·数据来源：容百科技招股书，国泰君安证券研究02 高镍三元材料生产壁垒高，推动行业集中度提升产业研究报告《正极材料技术迭代：高镍化方向探讨》···

·数据来源：容百科技招股书，国泰君安证券研究能量密度端市场端成本端导入超高镍正极材料电芯的能量密度已达到300-400Wh/kg轻量化24智能化众多跨国车企选择高镍动力电池技术路线02 高镍三元趋势明确的背景下，竞争格局更加清晰，龙头企业将进一步受益高镍三元材料技术壁垒高。技术壁垒不仅指较高的研发技术门槛，还包括更精细的生产管理以及更低成本大规模量产的水平。高镍不仅需要掺杂包覆等技术改性，还需要在氧气气氛下煅烧，对于生产环境的湿度控制、设备的耐腐蚀和自动化水平提出了更苛刻的要求。以较低的综合成本实现高镍大规模量产是技术的核心壁垒。从技术端来看，需要较高的研发技术门槛，更高效稳定的工程技术能力及更精细的生产管理水平。从能量密度端来看，在导入超高镍正极材料后，电芯的能量密度已达到300-400Wh/kg，拉大与磷酸铁锂电芯的差距。从市场端来看，众多跨国车企选择高镍动力电池技术路线，作为实现高端应用场景、高续航里程的商业化方案，加快了高镍动力电池技术路线的推广和普及。电池技术路线向高镍电池倾斜，进而对高镍电池产生强劲需求。从成本端来看，高镍三元正极材料使用更少的钴金属，降低了原材料成本，带来高镍化三元锂电池单位成本下降，有利于新能源汽车的普高镍三元材料生产规模及资金壁垒高。正极材料行业具有一定规模壁垒，生产规模较大的企业在原材料采购和生产运营方面具有规模优势。另一方面，锂电池行业的市场集中度较高，主流锂电池企业对于正极材料供应商的供货数量、质量、时效等方面有较高要求，小型正极材料企业进入锂电池企业合格供应商体系的难度较大。

高镍三元正极材料对于生产环境及生产设备的要求较高，新建产线需要大额资金投入；三元正极材料生产成本中原材料采购成本占比较高，日常经营需要大量流动资金支持。因此，行业新入企业面临一定的资金壁垒。图27：以较低的综合成本实现高镍大规模量产是技术的核心壁垒更少的钴2.2公司竞争26产业研究报告《正极材料技术迭代：高镍化方向探讨》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、SK

on、特斯拉等均选择头部正极企业合作。图29：国内三元正极出货口径的竞争格局较分散数据来源：公司公告，鑫椤资讯，GGII，国泰君安证券研究图28：NCM811正极材料国内出货口径竞争格局较集中02040608010019Q319Q420Q120Q2

20Q3容百科技广东邦普天津巴莫长远锂科···

·20Q421Q1

21Q2贝特瑞当升科技0%10%21Q3

21Q4

20%贵州振华其他30%40%50%60%70%80%90%100%201820202019星恒电源卡耐新能源广州鹏辉上海德朗能国安盟固利联动天翼力信(江苏)比克浙江衡远多氟多南都电源万向A一二三松下欣旺达亿纬锂能天津捷威力神桑顿新能源孚能科技江苏塔菲尔中航锂电比亚迪特斯拉-LGCCATL02 集中度保持稳步提升的趋势，高镍格局较集中27产业研究报告《正极材料技术迭代：高镍化方向探讨》头部企业均加速高镍布局，从公告口径看，正极方面容百科技、当升科技、振华新材节奏较快；前驱体方面中伟股份、格林美、芳源股份占比较高容百科技表8：三元正极企业关于高镍进展的公告表述正极 口径 高镍进度2021年中报

公司2021年上半年出货2万吨以上，其中90

以上为高镍三元正极Ni90体系材料进入批量生产阶段，超高镍体系已完成工艺定型；

已通过2021年三季报

国内外部分客户认证，

批量供货国内部分圆柱厂商，吨级供应固态电池厂商，少量出货海外客户当升科技2021年中报高镍多元材料已大批量应用于国际、国内的高端新能源电动汽车Ni83、Ni88、Ni90型高镍多元材料实现向海外大批量出口；Ni95产品已完成国际客户验证；正在开展超高镍多元材料Ni98产品的开发2020年年报长寿命NCM811批量供货国际高端动力电池客户；高镍NCMA产品国际客户反馈性能全面优于同行；高镍单晶多元材料批量供应欧美电池市场长远锂科招股说明书2020年8系及NCA等高镍正极材料销量合计超过千吨，收入占比为12.27振华新材招股说明书2020年、2021Q1高镍8系产品销售收入占比分别为6.27

、21.552021年三季报

2021Q1-Q3收入分别为1.96、4.68、6.10亿，收入占比20、43、42厦坞新能招股说明书

公司Ni8系高镍产品多数处于下游客户认证过程中中伟股份2020年年报

2020年度公司三元前驱体高镍（NCM622及以上）占比超过802019年高镍三元前驱体（NCM622及以上）出货量突破3.3万吨，占公司三元前驱体出货量的比例超过70招股说明书2018-2020Q1，NCM811收入占比分别为6.9

、15.1

、22.4

，

NCA收入占比分别为5.4

、0.4

、0.5华友钴业高镍NCMA前驱体产品成功进入C样阶段、获得欧美高端车企产业链定点；

52021年中报

款8系NCM新产品进入产线10吨到百吨级认证、1款实现批量化生产；

多款9系NCM高能量密度前驱体新产品进入产线5吨到几十吨级认证阶段2020年年报

下一代NCMA产品进入欧美主流车企吨级B样认证格林美2021年中报

8系及8系以上高镍产品出货量占比50

以上，9系超高镍（

Ni90及以上）

产品销售占比40以上2020年年报

三元前驱体中8系以上高镍产品出货量占比50以上，NCA9系超高镍产品出口量超过18,000吨芳源股份2021年中报

2017年正式向松下批量供应高镍NCA三元前驱体，2018-2020年公司NCA三元前驱体出口量均排名国内第一科隆新能2018-2021H1，公司高镍三元前驱体（

NCM622及以上）

收入占比分别为27.1

、93.7

、90.8

、97.12018-2021H1，811产量64、86、315、908吨，NCA产量220、296、40、332招股说明书

吨成功进入优美科、LGC、JFEM、L&F、特斯拉、国轩高科等供应链表9：三元前驱体企业关于高镍进展的公告表述前驱体 口径 高镍进度2021年中报

公司实现二元前驱体、四元前驱体、无钴单晶等产品量产···

·数据来源：公司公告，国泰君安证券研究02 三元正极材料头部企业均加速高镍布局28产业研究报告《正极材料技术迭代：高镍化方向探讨》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。三元材料主要类型NCM811、NCM622宁德时代比亚迪 比克电池、天津力神、亿纬锂能NCM523、NCM622、NCM811宁德时代孚能科技、ATL、天津力神长远锂科

三元材料、钴酸锂当升科技三元材料、钴酸锂、锰酸锂NCM523、NCM622、NCM813NCM523、NCM622、NCM812 宁德时代 比亚迪 亿纬锂能、欣旺达SKI、LG化学、索尼、卡耐、天津力神、天津捷威厦钨新能钴酸锂、三元材料、锰酸锂NCM622、NCM523彬彬能源三元材料、钴酸锂NCM523、NCM622、NCM813巴莫科技三元材料、钴酸锂、锰酸锂NCM622、NCM811、NCA宁德时代比亚迪 中航锂电、松下比亚迪 天津力神天津力神、LG化学三元材料下游客户表10：高镍正极材料行业格局较为集中公司 主要正极材料产品容百科技

三元材料振华新材

三元材料、钴酸锂···

·数据来源：中国化学与物理电源行业协会，国泰君安证券研究02 高镍三元正极材料目前格局较集中29产业研究报告《正极材料技术迭代：高镍化方向探讨》锂电池生产厂商均对供应商实行严格的认证机制。三元正极材料是三元锂电池的关键核心材料，需要对供应商的技术能力、物流能力、质量管理、财务稳定性、环保能力等方面进行认证，检验期长且严格，通常送样到量产耗时数年时间。锂电池厂商对长期合作的正极材料供应商粘性较强。目前，国内锂电池行业愈发集中，不会轻易更换。例如宁德时代供应链包括容百科技、长远锂科、振华新材等；LG供应链包括巴莫科技等；SKI供应链包括当升科技、贝特瑞等表11：三元正极与动力电池企业的供应链匹配关系宁德时代 有接触8系为主供

5系主供，

5系主供，

供应商之

供应商之地位 8系辅供

8系上量

一

一邦普辅供5、8系LG化学储能测试圆柱高镍主供保持30-40

自供率三星SDI储能SKI股权合作占60

左右，

先供储能合资，供高镍比亚迪 早期二供

早期二供

高镍主供中航锂电早期主供5系单晶主供孚能科技高镍主供重要供应商二供亿纬锂能主供特斯拉高镍，先实

有接触验现卡位 证有接触验证NorthVolt

主要供应商···

·数据来源：公司公告，国泰君安证券研究动力电池三元正极具体进展动力电池/正极当升科技容百科技

长远锂科

振华新材

巴莫科技

厦坞新能贝特瑞自产宁德时代容百科技高镍主供，战略合作振华新材形成高镍单晶的差异化供应SKI广东邦普 有高镍供应能力

LG化学 巴莫科技 配套国内圆柱电池当升科技 逐步加大8系材料供应，与SKI战略合作比亚迪孚能科技特斯拉贝特瑞 高镍方案重要供应商，合资产能长远锂科 配套福特Mach-e的高镍正极容百科技 签订供货协议当升科技 形成批量供应，为主要供应商容百科技 项目积极验证厦坞新能 项目积极验证表12：高镍电池与正极的供应链匹配情况02 定制化属性带来清晰的供应链关系30产业研究报告《正极材料技术迭代：高镍化方向探讨》三元前驱体也存在定制化属性，需要电池厂配套认证，例如宁德时代有前驱体子公司湖南邦普，LG化学与中伟、华友合作紧密，三星SDI则是格林美的重要客户，芳源股份供应松下等三元正极企业也可以做前驱体环节，但由于部分客户的定制化属性，自供比例大多在20%-30%左右的水平容百科技、巴莫科技等企业正在通过签署供货长单、自建产能以及布局末端废旧电池回收利用等方式，构建多元化原料供应体系，提升其原料自供占比，进而提升其产品盈利能力包括容百科技、巴莫科技、夏钨新能等企业都与中伟股份、华友钴业、格林美、帕瓦股份等企业签署了三元前驱体供货长单表13：三元前驱体与动力电池、正极企业的供应链匹配关系三元前驱体供应链中伟股份华友钴业湖南邦普格林美芳源环保中冶瑞木自供电池厂宁德时代21年占比提升主供，方案提供重要供应商有供应LG化学主供合资关系SKI主供逐步供货三星SDI主供松下有供应重要供应商特斯拉主供正极容百科技增量供应商

配套C的方案

重要供应商目前占20-30当升科技战略合作战略合作目前占20左右长远锂科占20-30左右未来可能供应占60-70左右振华新材重要供应商重要供应商厦坞新能主供，战略合作战略合作未来提升自供贝特瑞主供有供应未来规划产能···

·数据来源：公司公告，国泰君安证券研究02 定制化属性带来清晰的供应链关系31···

·产业研究报告《正极材料技术迭代：高镍化方向探讨》03未来发展：渗透率加速突破，关注高镍布局和海外出口产业研究报告《正极材料技术迭代：高镍化方向探讨》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。源时间部门文件主要内容2022/8/25交通运输部、国家能源局、国家电网公司、南方电网公司四部门发布《加快推进公路沿线充电基础设施建设行动方案》《行动方案》确立了阶段性建设目标：一是力争今年年底前，全国除高寒高海拔以外区域的高速公路服务区能够提供基本充电服务；二是2023年年底前，具备条件的普通国省干线公路服务区（站）能够提供基本充电服务。2022/7/12发改委《国家公路网规划》发改委印发《国家公路网规划》提出，依托国家公路网发展通道经济，注重与沿线旅游、制造、物流、电子商务等关联产业深度融合发展，引导优化区域产业布局，促进产业链供应链安全稳定。提升公路服务区服务品质，设置人性化服务设施和充换电、加氢等设施，因地制宜丰富文化、旅游、休闲等服务功能。2022/6/16工信部《乘用车企业平均燃料消耗量与新能源汽车积分并行管理实施情况年度报告（2022）》6月16日，由工业和信息化部装备工业一司指导，工业和信息化部装备工业发展中心主办的《乘用车企业平均燃料消耗量与新能汽车积分并行管理实施情况年度报告（2022）》发布会在京举办。报告显示，2021年油耗积分转让规模达314.5万分，同比增长49％；新能源汽车积分交易总额达109.4亿元，同比增长322％，交易规模524万分，订单价格高开高走，均价2088元/分，同比增长73％。在积分结余方面，2019～2020年新能源汽车正积分使用率超90％，结余22.6万分。2022/5/31四部门《关于开展2022新能源汽车下乡活动的通知》工业和信息化部办公厅、农业农村部办公厅、商务部办公厅、国家能源局综合司四部门联合发布《关于开展2022新能源汽车下乡活动的通知》,部署开展新一轮新能源汽车下乡活动。2022/4/26国务