8月8日讯：
摘要
铁锂和三元材料占据主流，新型正极材料逐步实现产业化。磷酸铁锂凭借成本与安全性优势，近年来装机占比大幅提升，2022年装机占比近60%。高镍三元占比逐步提升，高镍化发展趋势明晰。同时，新型正极材料逐步实现产业化。近期磷酸锰铁锂产能加速落地，商业化进程快速推进。钠电池具备成本低、安全性高、低温性能好等特点，钠电正极材料有层状氧化物、普鲁士类似物与聚阴离子化合物三种技术路线，我们预计层状氧化物或将率先得到应用，其他路线紧随其后。
正极材料行业多强林立，部分采取一体化布局的战略。正极材料市场份额较为分散，竞争格局维持多强林立局面，2022年磷酸铁锂与三元材料行业CR5均在60%左右。考虑客户粘性与产品差异等因素，我们判断正极材料市场集中度中短期内仍将保持相对稳定。另一方面，出于平抑成本波动和稳定原材料供应的考虑，多家正极材料企业推进上游资源布局，行业一体化趋势或将持续演绎。
正极材料产能加速落地，产业链加码国际化。据我们不完全统计，2025年磷酸铁锂与三元材料名义年产能将达到438、307万吨，截至2022年，磷酸铁锂与三元材料产能分别为202、176万吨，正极材料产能有望加速落地。同时，海外需求崛起叠加政策驱动本土化建设的背景下，国内锂电产业链企业加速全球化之路，海外建厂主要集中于欧洲，大多产能规划于2023年后陆续落地。
全球需求有望保持高增。根据我们的测算，2025年磷酸铁锂和三元正极材料需求量有望提升至184/142万吨，2022-2025年CAGR分别为43%/31%，我们预计正极材料全球需求仍具较大成长空间，行业规划产能在未来三年逐步释放，能够满足正极材料需求。
风险
下游需求增长不及预期，行业产能扩张超预期，技术研发进展不及预期。
正文
铁锂及三元占据正极材料主流，新型材料逐步产业化
正极材料作为锂离子电池重要组成部分，对电池的能量密度、循环寿命、倍率、内阻等多方面性能有直接影响。电池充电过程中，锂离子在外接电源作用下从正极脱出通过电解质与隔膜迁移到电池负极并嵌入其中。电池放电时嵌入在负极的锂离子脱离负极反向移动至电池正极，同时电子在外接电路中定向移动形成电流。
图表1：锂离子电池放电（左）、充电（右）过程示意图
资料来源：Ruchira Green Earth，中金公司研究部
为满足锂离子电池能量密度、循环性能及安全性等方面的要求，正极材料的选择须具备以下条件：
充当电池锂源：当前主流锂电池以正极材料作为锂源，这就要求正极材料在可逆的充放电过程中接收或释放锂离子；
提供较高电极电位：作为电池高电势端，正极材料需提供较高电极电位且保持充放电过程中电压平台的稳定；
结构稳定：材料体系较高的结构稳定性有助于提高电池的循环寿命，在电池充放电过程中正极材料须保持良好的结构稳定性；
当前锂离子电池商业化应用中，正极材料主要类型有正交橄榄石晶体结构的磷酸铁锂、层状结构的镍钴锰三元材料和钴酸锂、立方尖晶石结构的锰酸锂等。磷酸铁锂（LiFePO4）材料具备良好热稳定性与较高循环寿命，但放电平台、压实密度等性能较差，在实际应用中主要通过掺杂元素或材料包覆等手段来提升其导电性能，目前主要在中低续航要求的乘用车、商用车及对循环寿命要求高的储能领域有广泛应用。三元锂电池放电平台比磷酸铁锂电池高，理论比容量与压实密度也有较大提升，但放电过程中热稳定性比较差，主要在对续航里程要求高的中高端新能源车型中应用。钴酸锂电池在高比能量方面有出色性能，但在功率特性、安全性和循环寿命方面表现一般。锰酸锂具有成本低、储量丰富、高安全性等优点，但比容量与循环寿命较差限制了其发展，当前主要应用于轻型动力、物流车等对续航里程要求较低的微型乘用车领域。
图表2：主要正极材料性能对比
注: NCM—LiNixMnyCo1−x−yO2
资料来源：李仲明等《锂离子电池正极材料研究进展》(2022)，CIAPS，中国科学院物理研究所，中国粉体网，中金公司研究部
磷酸铁锂凭借成本和安全性优势，近年来装机占比大幅提升
磷酸铁锂合成所需主要原材料包括碳酸锂、磷酸铁等，当前主流合成方法有液相法和固相法，两者所需原材料基本相同，工艺流程相差较大。
固相法：当前应用较为广泛，以草酸亚铁、氧化铁和磷酸铁为铁源，以碳酸锂、氢氧化锂和乙酸锂为锂源，按化学剂量配比混合后在保护气体中低温预分解，随后在550℃以上的高温中处理5-20小时。固相法的优点在于工艺流程较为简单，适合工业大规模化生产，但对材料混合环节要求较高，材料混合比例不当或颗粒大小不均会造成产品的一致性较差，会影响最终的电池性能。
液相法：主要有水热/溶剂热法、溶胶凝胶法、共沉淀法等，其制备主要是以水为溶剂，在真空或惰性气体下将氢氧化锂、硫酸亚铁、磷酸按照一定的摩尔比例混合后，在120℃的温度下水热反应5小时，得到磷酸铁锂。液相法的优点在于易控制分子晶型和粒径，合成物的物相均一，循环次数高，缺点在于设备造价高、工艺较为复杂。
磷酸铁锂具备成本与安全性优势。成本方面，我们根据6月1日CIAPS市场报价测算，三元材料NCM523、NCM811成本分别为0.636元/Wh和0.596元/Wh，磷酸铁锂正极材料单价为0.545元/Wh，低于三元正极材料。从安全性来看，三元锂电池更为活跃，而磷酸铁锂电池热稳定性更高，磷酸铁锂晶体中的P-O键在达到700℃以上才会发生分解，在猛烈撞击、针刺和短路的情况下也不易释放大量氧分子，从而大幅降低了剧烈燃烧或爆炸的概率。
图表3：磷酸铁锂与三元电池成本构成
注：锂电材料价格参考截至2023年6月1日公开市场报价；
资料来源：CIAPS，中金公司研究部
凭借成本和安全性的优势，近三年磷酸铁锂电池装机占比逐年提高。磷酸铁锂电池出货占比自2019年7月的25%提升至2023年6月的70%，市场份额大幅提升。如前文所述，根据我们的测算，磷酸铁锂正极材料在单位成本上具有优势。在综合考虑安全性和经济性的基础上，磷酸铁锂更容易受到国内中低端新能源汽车消费者的偏好，我们认为未来随着新能源车渗透率提升，新能源车下乡等推广政策或将进一步推动磷酸铁锂出货量增长。
图表4：锂离子电池装机结构
资料来源：中国汽车动力电池产业创新联盟，中金公司研究部
三元材料具备能量密度优势，高镍化有望推动材料成本下降
三元正极材料是层状镍钴锰（铝）酸锂复合材料。按照镍、钴、锰（铝）的大致构成比例，可分为NCM333、NCM523、NCM622、NCM811、NCA等型号，能量密度与比容量会随镍含量增加而提升。
图表5：三元正极材料分类
资料来源：振华新材招股说明书，中国粉体网，中金公司研究部
三元锂电池具备能量密度优势。据中国科学院物理所官网，三元锂电池的理论能量密度约为200-350Wh/kg，高于其他正极材料，高能量密度使其更适配长续航里程场景，满足新能源汽车中远程出行需求。《动力电池产业高质量发展行动方案白皮书（2023-2025）》[1]显示，2022年我国纯电动乘用车单车平均带电量提升至50.9kWh，续航400公里以上车型占比提升至70.7%。根据乘联会数据，2023年1-6月，中高能量密度电动车型占比有明显提升，125-140Wh/kg区间电池占比大幅提升至39%。
图表6：二次电池正极材料理论能量密度比较
资料来源：中国科学院物理所，德勤咨询，中金公司研究部
三元电池在低温性能方面仍具突出优势。根据研究[2]，在55℃、25℃、-20℃下测试磷酸铁锂电池与三元锂电池的放电电压、容量以及与25℃常规容量的相对值，发现磷酸铁锂电池在容量和放电电压绝对值方面整体低于三元电池。在-20℃放电环境下磷酸铁锂电池放电电压下降至为2.87V，而三元电池仅微幅下降至3.41V。磷酸铁锂电池容量在-20℃环境下迅速衰减至4.32Ah，仅为25℃条件下容量的54.94%，三元电池则为70.14%。
高镍三元占比逐步提升，高镍化发展趋势明晰。三元高镍化路线可显著降低材料成本并保证高比容量，得益于更具竞争力的单瓦时成本以及持续涌现的锂电池结构创新技术，作为国内外主机厂高端车型、长续航车型的主流选择，高镍电池市场应用领域长期扩大的趋势明晰，NCM811自2020年6月的17.8%提升至2022年9月的42.5%。
图表7：2020-2022年三元锂离子电池装机结构
资料来源：CIAPS，中金公司研究部
高镍三元正极材料存在较高技术壁垒：
1 锂源选择：高镍三元在烧结中温度过高会影响倍率性能，氢氧化锂相较碳酸锂熔点较低，仅为470℃，可以在相对较低温度下与三元前驱体充分熔融混合，故高镍三元正极材料制备更适合选用氢氧化锂，有利于减少锂残留，提升材料放电比容量。
2 生产流程：高镍工艺流程增加了洗涤（去离子水）、脱水、干燥三个环节。在核心材料煅烧环节，由于高镍三元具有较强吸水性，煅烧环境须保证10%以下湿度，煅烧温度不宜过高以防二次结晶。此外，在一、二次烧结中均注入氧气而非空气，成品批混包装也须使用真空包装。
3 设备选择：由于氢氧化锂易挥发且具备较强碱性，从前道工序（混料、装钵）、中间工序（高温烧结、水洗）到后道工序（破碎、筛分）对设备都有特殊的要求，且大部分设备要求耐腐蚀性高、密闭性好。
图表8：三元正极材料生产工艺
注：虚线框内为高镍三元特有工艺流程
资料来源：容百科技招股说明书，鑫椤资讯，中金公司研究部
我们认为NCM811、NCA等镍含量较高的材料体系符合未来下游市场对动力电池能量密度的要求，是驱动新能源车里程普遍提升至600km以上的重要技术路径，有望成为未来大规模商业化应用的方向。
新型正极材料有望逐步实现产业化
磷酸锰铁锂正极材料
磷酸锰铁锂（LiMn1－xFexPO4）是在磷酸铁锂中掺杂一定比例的锰而形成的新型磷酸盐正极材料，Mn掺杂能够细化材料晶粒，从而明显改善材料的电化学嵌脱锂能力。磷酸锰铁锂材料可改善磷酸铁锂材料的低温性能，具有制备成本低、环境友好、能量密度高、热稳定和循环稳定等优点，具备较好的应用前景。
磷酸锰铁锂的合成方法与磷酸铁锂相似，制备方法包括水热法、高温固相法、溶胶凝胶法等。溶胶-凝胶法所用原料价格较高且生产周期长，水热法无法实现大规模大批次生产，高温固相法相较于前两种方法，具有原料来源广泛、成本低、产量高、工艺简单等优点，适合大批量工业化生产，但高温固相法制备的材料颗粒易团聚，导致粒径分布不均匀，性能受到一定影响。
图表9：磷酸锰铁锂晶体结构示意图
资料来源：中国粉体网，中金公司研究部
图表10：磷酸锰铁锂优势
资料来源：锂电联盟，中金公司研究部
电导率低是磷酸锰铁锂的劣势，碳包覆是提升性能的重要途径。磷酸锰铁锂商业化应用的主要阻碍在于LMFP电子电导率和Li+扩散率相对较低，循环性能差。当产物尺寸过大时，会增加Li+离子的扩散路径，从而降低锂离子的迁移速率，影响材料的倍率性能。碳包裹通过将碳涂层均匀地包覆在材料表面，可有效构建快速导电网络，为Li+扩散提供有效的通道，提升材料电导率。常用的碳源包括葡萄糖、蔗糖、柠檬酸、石墨烯、碳纳米管等。
磷酸锰铁锂材料与三元正极能量密度差距较小，且成本优于高镍三元。我们认为随着碳包覆、纳米化、离子掺杂、补锂剂等改性技术的进步，LMFP导电性、循环寿命等性能逐渐改善，我们预计LMFP材料将有望在未来1-2年内加速产业化进程。
钠电正极材料
钠离子电池是与锂离子电池结构类似的二次电池，具有成本较低、安全性高、低温性能优异的特点，在-20℃的低温测试中容量保持率可达88%以上，但能量密度相对较低。
在应用场景方面，钠电池具有一定的差异化竞争优势：
两轮车：根据2019年实施的新国标，整车质量不可超过55kg，各地基本设置3-5年过渡期，若过渡期满则铅酸电池重量能量密度低的劣势将会限制其应用（1度电电池自重可达20-33kg），且其循环寿命大幅低于锂/钠电，全生命周期使用成本未有明显优势。我们认为层状氧化物钠电有望依托成本优势，以及低温容量保持率、快充等优势，同时对铅酸和锂电形成快速替代。
车规级动力：层状氧化物钠电在低温、快充性能上好于磷酸铁锂电池，在没有完备产业链配套背景下已实现与磷酸铁锂成本平价，安全性不输于磷酸铁锂电池，但目前体积能量密度略低于磷酸铁锂，我们认为，未来随着材料、电池PACK集成技术不断进步，其有望缩小与磷酸铁锂能量密度差距，层状钠电池在A00、A0、A级车上有望迎来广泛应用。
备电：备电场景使用频次较低，过去多采用铅酸电池，但随着电力市场改革不断推进，备电结合峰谷电价套利等场景不断被开发，聚阴离子型钠电或将依托循环寿命优势，对铅酸电池形成替代。
钠电池与锂电池在工作原理、生产制造工艺、设备兼容、应用场景等较为相似，后发优势之下产业化之路更为顺畅。
原理：钠离子电池的工作原理与锂离子电池类似，本质都是一种浓差电池，钠离子电池的研发和生产均可借鉴锂离子电池技术。
工艺&设备：同锂离子电池类似，钠离子电池的生产制造工艺主要包括极片制造（正负极搅拌制浆料-烘干-涂敷等）和电池装配（混料-涂布-辊压-模切-叠片-封装-化成等），主要区别在于钠离子电池可采用铝箔作为负极集流体，因此正、负极片可采用相同的铝极耳，极耳焊接等相关工序可以更加简化。因此，锂离子电池现有的电池组装生产线稍加修改即可用来生产钠离子电池。
图表11：钠离子电池与锂离子电池生产线基本一致
资料来源：Duffner.F等《Post-lithium-ion battery cell production and its compatibility with lithium-ion cell production infrastructure》（2021），中金公司研究部
当前钠离子电池正极材料主流路线有层状氧化物、普鲁士类似物与聚阴离子化合物等。层状氧化物是当前国内企业主要布局方向，其量产转化容易、能量密度高、倍率性能高，在产业化应用中具备优势。普鲁士类化合物具备成本低廉、比质量能量密度高等优点。聚阴离子型化合物结构稳定、循环性能较好。综合来看，目前钠电正极材料呈现多技术路线齐发展的局面。
不同类型的钠电正极材料结构和电化学特点差别比较明显。层状氧化物具有周期性层状结构，能量密度较高，但大多容易吸水或与空气反应，隧道型氧化物晶体结构中具有独特的“S”形通道，具有较好的倍率性能，且对空气和水稳定性高，但是其比容量较小；聚阴离子材料具有开放的三维骨架，倍率性能好，但是导电率较差，需要采取碳包覆和掺杂手段改善其电子和离子导电性，但又会导致其体积能量密度降低；普鲁士蓝类材料具有开放型三维通道，Na+可以在通道中快速迁移，其结构稳定性和倍率性能好，但存在结晶水难以除去及过渡金属离子溶解的问题；有机类材料多电子反应，具有较高的比容量，但电子导电率较差，且易溶解于有机电解液中。
图表12：钠离子电池三类正极材料比较
资料来源：振华新材公司公告，中金公司研究部
钠电正极层状氧化物和聚阴离子型有望齐头并进，普鲁士蓝类材料在解决制备缺陷问题后有望迎头赶上。层状氧化物和聚阴离子型分别适配动力、储能场景，目前层状氧化物产业化进程走在聚阴离子型前面，普鲁士蓝类材料通过在非水溶剂中制备等方法解决制备过程的结晶水问题后，我们预计会由于其较好的理论性能进一步得到应用。
传统正极生产企业多布局层状路线，通过改性提高层状性能。层状氧化物钠电正极材料的生产工艺设备与锂电三元材料产线高度重合，传统正极材料生产企业多布局层状路线，并通过多种工艺降低残碱、包覆、补钠、制备O3与P2相复合材料获得能量密度高、循环稳定性好、容量保持率高的钠电正极材料。
新进入企业发挥各自优势多布局普鲁士类、聚阴离子类材料。美联新材公告显示其与七彩化学就双方共同投资25亿元人民币建设“年产18万吨电池级普鲁士蓝（白）项目”签署了《战略合作协议》，七彩化学拥有普鲁士蓝（白）产业化技术、成本以及环保处理优势，美联新材具有普鲁士蓝（白）上游核心原材料氰化钠的产能、成本、技术优势。传艺科技公告其将在钠电产能二期规划中对大型储能正极材料选取聚阴离子类材料，但是层状材料还是会首先进行量产。根据众钠能源官网，其推出的钠电池将采用硫酸铁钠聚阴离子正极材料。
层状路线或将率先得到应用，其他路线紧随其后。我们预计由于钠电层状正极材料与三元锂电池生产线高度重合，且层状材料性能均衡，层状材料将在钠电发展前期推进较快，后期随着聚阴离子类材料量产推进，或将凭借其低成本得到应用，普鲁士蓝类材料工艺难度大，或将在其解决制备难点后得到应用。
正极材料产能加速落地，产业链加码国际化
正极材料产业链包括上游原材料及设备-中游正极材料制备-下游锂电池生产应用等环节。锂离子电池产业链上游环节众多，包括锂、钴、镍等矿产资源的开发和冶炼，导电剂、粘合剂等材料制备等，产业链中游为前驱体和正极材料的制备，下游锂电池应用场景较为广泛：1）新能源汽车、电动自行车等出行领域；2）手机、移动电源等3C消费领域；3）工商业、户用储能电站；4）电动工具等。从发展趋势来看，我们预计锂离子电池在动力和储能方向需求或将在未来持续提升。
图表13：锂离子电池正极材料产业链
资料来源：GGII，中金公司研究部
上游资源区域分布不平衡，国内企业加速全球布局
锂主要存在卤水锂和硬岩锂两种形式，通常不以单质形式存在。自然界中锂资源相对丰富，地壳中约含有0.0065%的锂，丰度排名位列第27位。目前全球已经发现了150多种富含锂的矿物，包括锂辉石、锂云母、磷锂铝石矿和透锂长石等。
锂资源类型多样，提取工艺难度差异大：
锂辉石提锂：锂辉石提锂在我国应用较为成熟，提取成本低，产品质量稳定可控，工艺主要包括选矿提锂、煅烧提锂两部分，包括破碎筛分、磨矿分级、浮选提锂、尾矿磁选等流程，工艺控制难度较小。
盐湖提锂：盐湖提锂相较矿石提锂具有明显的成本优势。目前主要的盐湖提锂工艺包括沉淀法、萃取法、煅烧法、纳滤法和吸附法。当前我国主要有青海和西藏两大盐湖基地，分布较为集中。从盐湖镁锂比看，碳酸盐型盐湖相比氯化物型盐湖低，提锂条件更好，国内扎布耶盐湖为碳酸盐型盐湖，其余以硫酸盐型盐湖和氯化物型盐湖为主。
云母提锂：云母提锂可大致分为锂云母原矿加工和碳酸锂制备两步。从工序看，是以锂瓷石为原料，通过硫酸盐焙烧法与固氟工艺，经混料、焙烧、磨粉、浸出、净化、蒸发浓缩等一系列工序制成碳酸锂。国内锂云母储量大但原矿品位低，国内企业主要集中在江西宜春市，2022年国内总产能在18-20万吨。据宜春官方数据[3]，宜春碳酸锂产量至2025年将达到50万吨以上，国内云母提锂占比将进一步提高。
从分布看，全球锂资源丰富但分布不均，供需格局存在空间错配。据美国地质调查局（USGS）[4]报告：2022年全球锂资源储量丰富，从锂资源种类看，卤水型锂资源全球占比第一，达到64%，其中封闭盆地卤水为卤水型锂资源主要类型；硬岩型锂资源占比36%，包括花岗伟晶岩型锂矿和花岗岩型锂矿。从全球各国的锂资源分布看（2022年），主要分布在阿根廷、玻利维亚、智利、澳大利亚、中国和美国等，其中53%分布于南美洲。从锂电池产能分布来看，2022年中国和韩国锂电池产能全球占比超80%，亚洲成为全球锂资源最大需求方。
图表14：全球锂资源供需存在空间错配
资料来源：USGS，SMM，安泰科，中金公司研究部
印尼镍矿项目投产为全球镍资源供给增量，电池为镍下游需求主要增量。1）需求端：根据Mysteel[5]，2022年全球原生镍金属消费量在288.97万吨。镍的下游需求包括不锈钢、电镀和电池等方向。截至2022年，不锈钢仍为镍资源下游需求最大方向，占比达70%。从需求增量上看，电池为镍资源下游需求主要增量，电池用镍占比自2019年的5%提升至2022年的13%。2）供给端：2022年全球原生镍金属供应量在304.14万吨，原生镍过剩15.17万吨。从镍矿资源分布看，2022年印度尼西亚为主要供给增量，2022全年镍资源产量增幅超30%，精炼镍项目持续扩张，精炼镍年产能达5万吨。3）价格方面：镍资源价格近三年大幅上升，自2020年4月的11804美元/吨的低点持续上升至2023年4月高点的33132美元/吨，涨幅181%。据中金有色组观点[6]，由于镍产品之间互相转化更加灵活，2023年镍价的均衡可能取决于硫酸镍和纯镍的平衡。
往后看，我们预计2023年供应端仍存在较大产能释放压力，中间品及中低端镍铁过剩可能会进一步扩大。另一方面，加快电池技术革新从而减少锂、镍、钴等关键金属资源的使用比例或依赖程度是推进产业链实现安全、可持续发展的重要因素。
图表15：锂镍钴资源2016-2022年供需均衡情况
资料来源：IEA，USGS，World Bureau of Metal Statistics，中金公司研究部
国内企业加速海外矿产资源的布局。锂资源方面，在全球资源供需错配格局下，中国作为全球主要的碳酸锂进口国与动力电池出口国，国内头部企业加速海外布局，在非洲、南美洲投资布局锂矿，业务涵盖锂辉石矿产开采、盐湖提锂、粘土提锂等范围。镍资源方面，国内企业加速布局印尼镍铁矿产资源，2023年7月，华友钴业发布公告称拟通过全资子公司HUAYAO与STRIVE、LINDO在印尼合资成立华翔精炼，实施年产5万吨镍金属量硫酸镍项目，推进纵向一体化布局。
图表16：赣锋锂业全球矿产资源布局
资料来源：赣锋锂业公司官网，中金公司研究部
部分正极材料企业采取一体化布局的战略。正极材料企业一体化布局有利于平抑成本波动，保证正极材料稳定供应。如容百科技与华友钴业、格林美等签订前驱体及镍资源战略采购协议，2022-2026年格林美提供不低于30万吨前驱体，并且提供MHP、高冰镍和三元废料等用于镍钴盐及前驱体的生产；当升科技与华友钴业、中伟股份和力勤签订前驱体战略采购协议，保证前驱体的稳定供应。我们认为正极材料行业未来一体化的趋势或将持续演绎。
图表17：部分正极企业上游资源布局梳理
资料来源：各公司公告，中金公司研究部
正极企业多强林立，行业盈利中枢下探
出货量：2014-2022年复合增速近50%
正极材料出货量近年来保持高增，2014-2022年CAGR近50%。受益于下游新能源车快速发展，正极材料出货量近年来保持高增，2014-2022年复合增长率达49%。2021、2022年国内正极材料出货量实现较大提升，分别达到109.4/194.7万吨，同比+98.55%/+77.97%。分类型看，2022年磷酸铁锂和三元材料出货量分别为114.2/65.8万吨，同比+151%/+56%。
图表18：国内正极材料出货量
资料来源：鑫椤锂电，中金公司研究部
图表19：磷酸铁锂与三元正极材料出货量
资料来源：CIAPS，中金公司研究部
盈利能力：1Q23行业盈利下探，企业盈利能力分化
正极材料毛利率波动大，23年以来行业盈利继续下探，企业盈利能力分化。1）从行业整体看，正极材料行业毛利率波动较大，2021年达到高点，2022年开始下滑，1Q23毛利率继续下探；2）从材料类别看，磷酸铁锂厂商毛利率近五年维持在20-25%，高于三元正极，主要系磷酸铁锂低成本、高景气度。
竞争格局：正极材料企业呈多强林立局面
从竞争格局看，磷酸铁锂与三元正极材料企业呈多强林立局面。
磷酸铁锂市场博弈持续演绎，头部厂商持续扩产，跨界进入者异军突起。行业CR5近三年持续保持在60-65%，各厂商份额在一定范围内波动，头部企业市场份额变化不大。近两年，有多家化工、水泥企业跨界进入，部分磷化工、钛白粉企业利用自身磷矿资源或铁源成本优势向产业链下游延伸。
三元材料市场集中度逐步提升。行业CR3自2020年34.5%的提升至2022年的41%，CR5自2020年的50.9%提升至2022年的59.2%。
图表20：磷酸铁锂（上）与三元（下）正极材料生产企业市占率与变动趋势
资料来源：CIAPS，鑫椤锂电，各公司公告，中金公司研究部
图表21：磷酸铁锂领域各企业产能规划（截至2023年4月）
资料来源：各公司公告，中金公司研究部
当前正极材料企业多强林立，且不乏有跨界进入者，行业竞争格局较为分散，我们认为行业集中度中短期内将保持相对稳定，理由如下：
#1 各家正极厂商在细分领域的业务布局存在差异化。三元材料和铁锂之间工艺流程差异较大，企业难以实现快速切换。如前文所述，高镍三元的工业化生产需要较高的技术要求，如容百科技高镍8系近两年出货占比均超90%，短时间内技术壁垒不易突破；
#2 下游电池厂商出于成本管理目的加强对正极材料厂商的扶持。正极材料占锂电池成本比例大，下游电池厂商出于对自身生产成本的控制，会加强对正极材料厂商的扶持，形成紧密合作关系；
#3 客户粘性较高，材料供应体系不会轻易变化，形成客户渠道壁垒。锂电池厂商对产品的质量和供应商的资质都有较高的要求，在厂商送样后有专业审核和认证机制。供货关系确定流程一般会耗费较长时间。供货资质确认并进入厂家供货体系后会形成稳定合作，不会轻易更换供应链厂商。
图表22：2022年三元正极企业与动力电池企业供货关系梳理
资料来源：各公司公告，中金公司研究部
供需格局：需求有望保持高增，规划产能释放压力较大
我们预计正极材料未来需求仍具较大成长空间，行业规划产能在未来三年逐步释放，能够满足正极材料需求：
1）从需求端来看，在全球新能源汽车持续普及的背景下，IEA预计在既定政策情景(STEPS)下，全球BEV与PHEV汽车在未来三年需求仍具较大成长空间，2025年需求量将分别达到1600、450万辆[7]。根据我们的测算，2025年磷酸铁锂和三元正极材料需求量将有望提升至184/142万吨，2022-2025年CAGR分别为43%/31%。
2）从供给端看，现有厂商宣布产能将在未来三年逐步释放，据我们不完全统计，全球磷酸铁锂与三元材料名义产能在2025年将分别为438和307万吨。在我们假设60%的名义产能利用率的基础上，预计磷酸铁锂和三元材料2025年年产量为263/184万吨，能够满足全球正极材料总需求。
图表23：全球正极材料供需关系测算表
资料来源：鑫椤资讯，SMM，GGII，国际能源网，中金公司研究部
全球锂电需求高增，产业链加码国际化
2022年全球锂电池出货量同比+70%，未来仍有望保持高增。据EVTank发布的《中国新能源汽车行业发展白皮书（2023年）》[8]，2022年全球锂离子电池总体出货量957.7GWh，同比+70.3%。同时，白皮书预测，2030年全球新能源汽车的销量将达到5212.0万辆，锂离子电池出货量达6080.4GWh，2023-2030年CAGR达22.8%。
装机结构上，动力电池装机占比较高，储能装机需求有望提升。从锂电池装机结构看，随着新能源汽车市场加速渗透，动力电池装机占比持续提升，2022年动力电池需求占比达到71%，其次是近两年持续放量的储能电池，占比为17%，未来伴随可再生能源占比持续提高，我们预计储能用锂电池将进一步放量；智能手机、平板电脑、笔记本电脑等移动设备匹配的小型电池装机占比小，装机比例为12%。
图表24：2022年全球锂离子电池装机结构
资料来源：SMM，中金公司研究部
锂电产业链加速海外布局，产能将在24年后逐步落地。海外需求崛起叠加政策驱动本土化建设的背景下，国内锂电产业链企业加速全球化之路。根据各公司公告信息，我们发现目前国内企业海外建厂主要集中于欧洲，产能规划落地时间大多为2024-2026年。
环节上，电池海外建厂规划最多、负极最少。电池环节在下游整车厂本土配套需求下出海意向最为强烈，正极、隔膜、电解液企业跟随电池厂进行本土配套，而负极因环保等影响、海外建厂存在一定困难；
区域上，欧洲建厂占据主导地位。国内电池企业大多前往欧洲建厂，正极、电解液、隔膜等材料产能配套建设；
节奏上，大多产能规划于2024年后陆续落地。从产能规划落地时间看，除少部分已投产项目，多数海外产能计划于2024-2026年后逐步落地。
图表25：国内企业出海建厂规划不完全统计（截至2023年7月）
资料来源：各公司公告，中金公司研究部
在龙头加码全球化的大背景下，我们认为对产业链短中期均将产生一定影响：1）短期：全球锂电材料产能仍主要分布于国内，美国等市场放量但受制于本土产能缺口仍需进口海外锂电材料，带来正极材料厂商放量机遇；2）中期：欧洲锂电池及材料产能有望于2023年后逐步落地，美国锂电池及正极材料产能有望2024年后大量落地，具备技术与成本实力率先布局海外的龙头企业有望享受中长期全球份额提升的机遇。
风险提示
下游需求增长不及预期：若全球新能源车销量增长不达预期，将会对产业链产能释放造成压力，产业链供需结构受到影响，或导致正极材料行业竞争加剧，利润不达预期；
行业产能扩张超预期：若未来存在全球产能扩张超预期，或将导致行业竞争加剧，对企业盈利产生不利影响；
技术研发进展不及预期：当前磷酸锰铁锂材料、钠电正极材料均处于产业化初步落地进程中，若相关的测试认证进度不达预期，或对企业相关业务需求产生不利影响，进而影响企业业绩。
