新能源锂电池行业研究产业篇上
竞泰资本
｜锂电池全产业链图
动力电池四大材料为正极、负极、隔膜和电解液，此外还有集流体铜箔铝箔、结构件、各类导电剂、粘结剂和添加剂等。
｜动力电池一超多强竞争格局，宁德时代龙头地位稳固
宁德时代占据动力电池半壁江山，中国企业不断瓜分市场：年1-3月，全球动力电池装机份额宁德时代维持30%以上占有率，日韩龙头企业LG新能源（-5.1%）、松下（-1%）市场占有率均有所下降；而中国企业市占率均加速上升，比亚迪（+1.2%）、中创新航（+1.3%）等国产品牌全球市占率稳步提升。
｜动力电池技术发展趋势汇总
1、CTP/CTB不断迭代
传统的电池包是“电芯-模组-电池包”三层结构，CTP（celltopack）则是从电芯直接集成到电池包，CTB（celltobody）更进一步，将电池上盖与车身地板合二为一，车身电池一体化，电池不仅为整车提供能量来源，还为车身提供结构支撑，彻底颠覆了传统的车身设计。宁德时代率先将电池包CTP技术推向市场，比亚迪刀片电池充分发挥磷酸铁锂电池优势，集成效率表现优异。比亚迪在22年5月推出CTB技术，宁德时代CTC也在研发中。
2、特斯拉电池
预计特斯拉年销量达到万辆，60%车型搭载电池，电池的需求将达到GWh。目前海内外主流电池企业宁德时代、亿纬锂能、松下、LG、三星加快了的布局。特斯拉电池自有产能不能满足整车需求，松下和LG有望继电池后，继续供货电池。亿纬锂能布局电池较早，拥有多年圆柱项目经验，亿纬锂能有望凭借电池实现单点突破，提升自身市场占比。
｜正极：成本占比最大，三元和铁锂并行发展
正极材料成本占锂电池总成本比例最大，铁锂电池和三元电池分别为48%和58%。
三元铁锂错位竞争，并行发展。磷酸铁锂电池的特点是“低成本+高安全”，较三元电池成本高低、寿命更高，所以其多应用于中低端、主打性价比的车型。三元的特点是“高性能+长续航”，多应用在中高端车型，解决中高端车型对充电、动力和续航的要求。
正极材料需求保持增长。年全球三元及磷酸铁锂正极材料出货量为34.1万吨，年为71.9万吨，同比增长%。预计未来4年全球三元及磷酸铁锂正极材料需求量保持逐年增长，由年的.2万吨的需求量逐步增长到年的.9万吨的整体需求量，复合年均增长率达到49%。
｜正极：三元和铁锂制备流程工艺
三元正极技术路线较为复杂，性能升级需求带来高镍、改性等方向的升级，高镍制造和工艺复杂度更高，产生了更高的技术壁垒。
从正极企业工艺路线来看，头部企业各具特色：1）容百科技：收购凤谷节能，采用陶瓷窖炉设备，降低成本，提高效率，具备多晶、单晶柔性产线。2）当升科技：改进包覆工艺，三氧化二铝直接混料，缩减工艺流程。3）振华新材：三烧工艺，降低三元前驱体选用要求，上游三元前驱体端可相应降低成本。
｜正极：整体供需紧张形势趋缓，内部供需结构不平衡
1、高端高镍三元供需持续趋紧：高镍化技术路线具有一定壁垒，预计高端产能年前持续处于较紧的状态。
2、低端三元产能存在过剩问题：磷酸铁锂、钠离子电池技术发展替代部分低端三元，低端三元竞争力下降面临过剩。
3、铁锂从供需平衡到相对过剩：目前铁锂市场供需格局相对平衡，但各家企业的规划产能规模都比较大，且不少化工企业布局铁锂产能，但是短期来看受验证周期影响，对于优质产能供需格局影响有限。预计年磷酸铁锂整体供需相对宽松，21年优质供需相对紧张，23年低端产能面临过剩风险。
｜正极：三元竞争格局分散，铁锂盈利能力更强
三元正极：格局分散，竞争激烈。年-年三元正极材料CR3由30%上涨到38%，CR5由48%上涨到55%，行业集中度有所提高。容百科技作为高镍龙头受益于产业发展趋势，出货量连续4年位于行业首位。但整体来看行业前十出货量差异不大，均在10%左右，市场竞争激烈。
铁锂正极：竞争格局相对较好，盈利更强。年铁锂正极企业CR10达到84.8%，其中湖南裕能和德方纳米几乎占据一半份额，头部优势明显。整体来看，磷酸铁锂毛利率在30%左右，较正极10%=20%的毛利率较高。
｜正极材料技术发展趋势汇总
1、磷酸锰铁锂（升级版磷酸铁锂）
新型正极材料主要围绕高电压平台和锰基材料开展，在其分支体系中最早商业化的就是磷酸锰铁锂。
相较磷酸铁锂，其具有高电压、高能量密度和更优异的低温性能；相较三元材料具备成本低、安全性高、循环寿命长等优势。磷酸锰铁锂的自身也存在性能缺陷，包括导电性差、首圈效率低等，可通过包覆、掺杂、改性等方式来提升性能。针对锰磷酸锰铁锂导电性差的问题，可掺杂碳纳米管以提升导电性能，并实现对能量密度、循环寿命和倍率性能的优化；添加补锂剂使得首圈效率和循环寿命得到优化。从工艺上可在现有磷酸铁锂的产线做改造升级。
磷酸锰铁锂既可纯用，也可与三元混用，预计年磷酸锰铁锂全球市场需求为15.4万吨，市场空间达到92亿元，-年均复合增速将达到%。
比亚迪、国轩高科、德方纳米、力泰锂能在专利布局方面具有明显优势。在量产进度方面，天津斯特兰、力泰锂能宣布实现量产，德方纳米规划产能达44万吨，预计其中11万吨将在年初投产。此外，当升科技、厦钨新能已经进入小试阶段。下游电池企业中，天能股份、星恒电源均有相关电池产品应用于电动二轮车电池领域。
2、中镍高电压
中镍高电压成本、能量密度和安全优势明显，即将迎来爆发期。
材料特性方面，Ni6系三元材料的充电电压提升至4.40V，克比容量也提升至mAh/g，基本达到Ni8系产品水平，能量密度（Wh/kg）已接近后者（Wh/kg），且因镍含量较低，Ni6系高电压产品热稳定性更优。
材料成本方面，由于Ni6系高电压三元正极的Co含量相对较低，Ni6系高电压产品单吨原材料成本约31.14万元/吨，较Ni8系常规电压产品低7%，约2.25万元/吨。Ni含量6系高电压相对8系较低，生产工艺不如Ni8系复杂，6系高电压相比于8系产品对工艺要求不高（不需要氧和干燥氛围），因此加工费也较Ni8产品降低约元/吨左右。
｜正极前驱体：原材料价格短期扰动，高镍是发展趋势
目前三元前驱体定价采取金属价格+加工费的定价模式，加工费根据加工难度和技术壁垒差异确定。三元前驱体的竞争壁垒在于上游资源和高镍沉淀技术。年以来，由于全球镍供应紧张加剧及市场行为，镍价出现大幅上涨，致前驱体价格上涨显著。4月下旬开始价格出现回落，根据鑫椤锂电公开数据，截至5月27日，//型前驱体单吨价格分别降至15.85/14.8/14.15万元。
年正极产量中高镍份额高歌猛进。3系NCM基本淡出市场，8系占比达36.2%，预计明年高镍份额将持续上升。高镍路线下硫酸镍含量及成本不断上升。镍元素在单吨5系、6系、8系前驱体中的含量分别为：0.t、0.t、0.t，其中硫酸镍成本占总成本：5系48%、6系53%、8系72%，成为降本之路上的核心方向。
｜正极前驱体：积极布局上游，一体化进程加快
前驱体巨头积极布局上游环节。格林美、华友、中伟等均向上游拓展，投资镍矿、钴矿，自供比例不断上升。
目前我国在三元前驱体研发与生产方面，已经处于全球领先地位。年全球三元前驱体产量中，中伟股份、格林美和华友钴业位居全球前三，市场占比分别为21%、12%与9%；湖南邦普作为宁德时代子公司，前驱体市场份额也达9%。此外芳源股份NCA技术在行业中也处于领先位置。
｜负极：出货量高速增长，人造石墨占据主要市场
目前锂电池负极材料主要以人造石墨和天然石墨为主，发展趋势为向石墨负极中掺杂硅形成能量密度更高的硅基负极。负极材料的上游主要为石油焦、针状焦、沥青或天然石墨等产品，下游供给各电池厂商，最终应用在新能源汽车、储能、消费电子等领域。
据GGII，年中国锂电负极市场出货量72万吨，同比增长97%。由于人造石墨的一致性和循环性能好于天然石墨，更契合动力及储能电池的需求，人造石墨产出货量占比持续提升至84%，而天然石墨市场份额下降至14%。
据鑫椤资讯，随着碳酸锂价格涨幅的扩大，负极材料在三元电芯和磷酸铁锂电芯成本中的比重分别约为4%和6%。（正常在10%左右）
｜负极：石墨化产能紧缺，成产业链关键制约因素
人造石墨生产流程较长，石墨化是关键工艺。人造石墨工艺主要包括破碎、造粒、石墨化和筛分四大流程，其中更能体现负极材料企业技术水平的主要为造粒和石墨化环节。
石墨化成产业链关键制约因素，石墨化自给率与盈利能力强挂钩。一般单吨石墨化生产需耗费1.2~1.4万kWh电力，受环保及能耗政策影响，石墨化产能紧缺。据GGII，21年四季度，国内石墨化产能占比近半的内蒙古地区，严控高能耗产业，限电影响石墨化减产约40%。
｜负极：头部厂商加快负极一体化建设，提高行业投资门槛
头部厂商加快大规模一体化基地建设。21年以来，贝特瑞、璞泰来、杉杉股份、凯金能源等头部企业纷纷开始建设产能在20万吨以上的大规模一体化项目。
负极一体化项目单位投资额翻倍，极大提升行业准入门槛。以贝特瑞、璞泰来和杉杉股份的3个一体化项目为例，项目总投资额均在80亿元以上，单位投资额约4.26亿元/万吨，对应到电池生产约合万元/GWh，较典型锂电负极材料投资1.9亿元/万吨，对应到电池生产约合万元/GWh相比翻了一倍以上。
石墨化自给显著影响盈利能力，预计小厂产能将逐渐出清。根据百川盈孚和国联证券研究所测算，在石墨化自给率分别为30%、50%、70%和%的条件下，中高端人造石墨毛利率分别为14.23%、18.18%、22.14%和28.07%。而不具备石墨化能力的小厂利润空间逐渐被压缩，行业小产能不断出清。
｜负极：国内产能供给全球，行业集中度预计将提升
中国厂商占据全球负极材料86%市场份额。据EVTank统计，年中国负极产量的全球占比由20年的77.7%进一步提升至86.1%以上。其中行业龙头贝特瑞全球出货量市占率为19%，杉杉股份、璞泰来和凯金能源出货量比较接近，分别占据了全球10%以上的市场份额。国内二线厂商主要包括尚太科技、中科电气及翔丰华等，21年的全球市占率分别为8%、7%和4%。
年以来行业集中度出现下滑，预计未来随着头部厂商的大规模扩产，集中度将会回升。随着下游需求的迅速提升，头部厂商由于产能有限，满产满销，部分中小厂商得以收获更多订单，挤占了部分市场份额。未来头部厂商积极扩产，并且主要建设包含石墨化产能在内的一体化生产基地，以确保自身的产能利用率，预计行业集中度将会提升。
｜负极：石墨容量接近上限，硅基负极需求抬升
硅基负极是当前产业化前景较好的下一代负极材料。目前市面上高端石墨克容量已经可以达到-mAh/g，十分接近石墨材料的理论容量上限mAh/g。而硅材料的常温理论克容量为mAh/g，高温理论克容量为mAh/g，是石墨的10倍左右，同时还具有脱锂电位相对较低（0.4V）、环境友好和资源丰富等优点。
硅基负极仍处于产业早期。据GGII，年我国硅基负极出货量1.1万吨，同比增长83.3%，不过仅占据了1.5%的负极材料市场份额，尚处于发展初期。
各企业纷纷加码硅基负极产能建设。除贝特瑞以外，石大胜华、道氏技术和河北坤天新能源等企业跨界进入硅基负极领域，规划了共13万吨的产能。而负极行业头部厂商杉杉股份和璞泰来的硅基负极客户认证进展较好，我们预计在22年内也将公告新的扩产计划。
