钜大LARGE | 点击量：995次 | 2019年04月23日
更新换代驱动动力电池需求大幅增长
宁德时代作为千亿“独角兽”企业即将登陆A股，引发市场对以锂电池为核心的中游产业链的关注。与上游以资源品“涨价”为核心因素支撑股价表现所不同的是，锂电池中游产业爆发因子相对复杂，以高镍化为发展方向的三元正极品种获得市场资金高度关注。2月7日以来，正极高镍三元龙头企业当升科技以超过30%的涨幅直逼上游锂、钴资源龙头股，而国轩高科、格林美、杉杉股份等正极材料企业涨幅也均超过20%，领先中游环节其他子板块个股。
更新换代驱动动力电池需求大幅增长
自从2012年国务院发布《节能与新能源汽车产业发展规划》后，我国新能源汽车2016年、2017年销量已经连续两年超过全球新能源汽车销量的一半。就在近期，又有两条利多新能源汽车发展的消息出炉，即在今年“两会”政府工作报告中，政府明确提出新能源汽车购置税优惠政策延长3年；工信部长苗圩在接受相关媒体采访时提出，2020年新能源汽车占比要达到10%。新变化有望刺激新能源汽车行业发展速度超出之前市场的预期。供需格局的改变将带动新能源汽车的心脏“动力电池”的需求。国盛证券预测，2018~2020年，动力电池需求量将分别达到45/63/89GWh，复合增长率36%。其中，三元需求分别为22/40/64GWh，复合增长率达58%。
动力电池的发展是与新能源汽车发展息息相关的，在新能源汽车快速发展的过去5年内，动力电池装机量复合增长率高达160%。如今按照乘用车用动力电池4~6年进入报废期、商用车用动力电池3年进入报废期限制，券商普遍预计2018年开始，我国新能源汽车动力电池将会进入大规模退役阶段，这意味着社会上将出现新一轮更换动力电池潮的到来。东吴证券陈显帆测算，2018年退役动力锂电到池将达到11.09GWh，对应65.91亿市场空间，2020年则对应148.2亿市场空间。
三元正极最具潜力高镍化大势所趋
符合Exic IIB T4 Gc防爆标准
充电温度：0~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃最大放电倍率：1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
在动力电池构成中，正极材料在锂电池总成本中占据40%左右的比例，且其对锂电池的比容量、安全性、稳定性及循环寿命等主要指标起着决定性作用。在正极材料种类划分上，当前，已经市场化的锂电池正极材料包括钴酸锂（LCO）、锰酸锂（LMO）、磷酸铁锂（LFP）以及三元材料镍钴锰酸锂（NCM）、镍钴铝酸锂（NCA）等产品。
其中，钴酸锂理论比容量可达到270mAh/g以上，目前已达到实际比容量在150mAh/g左右，未来可提升空间较大，但其缺点在于更高电压下结构不稳定，且钴资源紧缺，成本劣势不可忽视；锰酸锂理论比容量不到150mAh/g，考虑到其能量密度与高温性能,未来应用会受限，其优势在于锰资源丰富，成本偏低；磷酸铁锂理论比容量可达到170mAh/g，目前实际比容量在140mAh/g左右，未来进一步上调空间不大，优势在技术较为成熟，安全性能较好，在我国主要用于新能源客车领域；三元NCM是通过调配Ni（镍）、Co（钴）、Mn（锰）的比例，来获得不同的电极特性，镍可提高材料容量，钴主要起到稳定层状结构作用，锰则可以提高安全性和稳定性，目前来看，三元材料具有能量密度高、循环寿命较长、安全性能较好等优点。
在动力电池中，三元正极材料NCM（镍钴锰酸锂）主要包括NCM111、NCM532、NCM622、NCM811等类型。目前国内三元正极材料以NCM523为主，占比76%，NCM333和NCM622占比分别为13%和10%。由于动力电池对能量密度要求越来越高，同时对钴价格的担忧也加速企业进行高镍化正极材料的研发，未来动力电池将更多采用高能量密度的NCM811和NCA（镍钴铝酸锂）。NCA材料镍含量高，能量密度类似NCM811型，压实密度接近NCM523型，但因NCA合成难度较高，目前国内仅有少数几家企业在试生产，如比亚迪、国轩高科、中航锂电、CATL、亿纬锂能等。
在高镍三元材料方面，当前国内在其上布局的A股上市企业数量并不多，仅有杉杉股份、当升科技等几家龙头企业涉足。其中，杉杉股份作为全球最大的锂电池原材料综合供应商，其正极材料产销量全球第一。子公司杉杉能源计划固定资产累计投资50亿，建设10万吨高能量密度正极材料，其中一期产能2万吨，计划于2020年底前完成，一期第一阶段产能1万吨，计划于2018年底建设完成，公司高电压钴酸锂和532/622三元占比将不断提升。
当升科技前瞻性地布局高镍产品，且持续扩张高镍产能，NCM811产品已开始批量向客户供货，NCA产品也进入中试阶段；三期年产1.8万吨NCM811/NCA项目工程建设工作已启动，未来正极材料产能将达到3.4万吨/年。受益于锂电正极材料销售持续大幅增长，公司预计2018年一季报实现净利润3500万元至4000万元，同比增长78.21%~103.67%。作为三元高镍化领军企业，有望享受技术发展红利。
除了上述两家龙头公司以外，其他正极材料企业则从其他角度向产业链不断延伸。例如天赐材料、格林美向原料端布局，分别采购上游锂资源和钴资源，锁定上游资源供给。科恒股份在锂电业务的布局则是设备、材料双轮驱动，材料方面，公司正极材料现有产能800吨/月，二期规划产能包括5000吨/年的三元材料和3000吨/年的高压钴酸锂（见表1）。
动力电池硅碳负极空间广阔
在高能量密度发展路径上，动力电池正极高镍三元材料趋势显著，而负极的比容量和工作电压也直接决定锂电池的能量密度，因此伴随着正极工艺的成熟，负极也需要相应地提高电池容量。
根据活性物质不同，负极材料可分为碳材料（主要是天然/人造石墨）和非碳材料（包括钛基材料、硅基材料等）两类。2017年，人造石墨产量已超过天然石墨的2.5倍，成为动力电池和中高端消费电池的主流负极材料。
石墨的理论能量密度是372mAh/g，未来动力电池向着更高能量密度发展，传统石墨很难达到能量要求。而硅材料的理论能量密度可达4200mAh/g，在容量方面硅负极材料有明显优势。硅基材料因结合了碳材料高电导率、稳定性及硅材料高容量优点，因此业内普遍认为，未来硅基材料有着巨大发展潜力。
动力电池正负极使用量约为2：1，方正证券分析师申建国根据高镍三元正极未来用量预期，来推算相应年度硅基负极需求量。硅基负极价格目前较高，在26万元/吨的水平，申建国认为，随着制造工艺的成熟和技术的革新，加工成本必将逐渐下行，此外，随着产业的成熟，负极企业也可享受到规模化效应带来的成本节约。所以其预测，在未来几年硅基负极价格将一路走低，并在2020年达到12万元/吨的单价。硅基负极市场空间将在2018年加速增长，并在2020年到达17亿元的规模。
需要注意的是，硅碳负极的应用需要较高的技术壁垒，而我国由于工艺技术相对落后，生产成本居高不下，硅碳负极规模化量产尚未突破。虽然如此，但就目前而言，贝特瑞（2017年出货1000吨）、杉杉股份（2017年底产能4000吨/年）、璞泰来（与中科院合作量产）等已均对硅碳负极材料进行了布局。就A股公司而言，杉杉股份是我国领军的锂电负极企业，负极产能全国第二，人造石墨产能全国第一。2017上半年公司负极材料出货量1.53万吨，同比增长50.8%；营收6.95亿元，同比增长25.07%，占公司当期营业收入比例为18%，仅次于正极材料业务。随着公司募资38亿元建设的10万吨负极一体化项目推进，券商预计公司2018年负极材料市占率和盈利能力将大幅提高。
国轩高科子公司“合肥国轩”牵头承担的“高比能量动力锂离子电池的研发与集成应用”项目开发完成能量密度达281Wh/kg和302Wh/kg的电池单体样品。这两种电池均采用硅基负极材料，在行业发展中具有里程碑意义。此外，A股上市公司中，中国宝安（子公司贝特瑞）、长信科技（子公司比克动力）等在该领域也取得一定进展
下一篇：磷酸铁锂电池加工一系列的难题
