三元材料专题报告：从工艺、成本及供需角度看三元材料高镍化趋势.pdf

本公司或其关联机构在法律许可情况下可能持有或交易本报告提到的上市公司所发行的证券或投资标的，还可能为或争取为这些公司提供投资银行或财务顾问服务。本公司在知晓范围内履行披露义务。客户可索取有关披露资料 sxzqyjfzbi618。客户应全面理解本报告结尾处的 “免责声明 “。 新材料行业 报告原因：专题研究 三元材料专题 报告 维持评级 从 工艺 、成本及供需角度看三元材料高镍化趋势 看好 2019 年 4 月 3 日 行业 研究 /深度报告 锂电池 板块近一年市场表现 投资要点： 三元材料 应用已占绝对优势，高镍化长期趋势不变 。 据统计，电池系统成本通常占到整车成本的 30%-50%，其中 正极 又 占 30%-40%，为占比最大的部分 。 我们认为 ，三元材料在新能源汽车上的应用已占绝对优势， 且三元材料高镍化的长期趋势不变，原因主要有二：（ 1） 政策面对高能量密度的追求虽有所放缓，但其门槛仍在合理上调，能量密度向偏高值集中；（ 2） 需求面上消费者对于新能源汽车的 续驶里程较为关注， 而 目前 新能源汽车与油车续驶里程差距较大， 矛盾点将一定程度上推动高镍化进程。 高镍材料 单位电量 制造成本低于普通三元材料， 但 使用 成本 仍然偏高 。 成本分拆结果显示 ，虽然在 高锂源价格和制造费用的共同作用下，高镍材料的吨成本明显高于普通三元材料 ， 但由于同样电量所使用的两种正极材料的量有所差别 ， 高镍材料的 kwh制造 成本则低于普通三元材料。值得注意的是， 由于目前高镍材料具有明显的技术溢价，因此其 kwh 使用成本仍高于普通三元材料 ，随着技术逐渐成熟，未来高镍材料毛利率将逐步回落 。此外， 我们发现 若正极材料生产厂商将外购前驱体全部 替换 为自制前驱体，有望将正极材料毛利率提高约 6个百分点 。 原材料价格变动对高镍材料影响相对较小 。 敏感性分析结果显示 ， 钴源的价格 变动 1万元 /吨将带动 NCM523正极材料成本 变动 5 %， 同时 带动 NCM811正极材料成本变动 2%，由于 NCM523中钴含量高于 NCM811，因此 NCM523受钴价影响程度较大 。测算同时显示 ， 若七水合硫酸钴价格高于 11.15 万元 /吨，则 NCM523 的吨成本将高于NCM811； 若七水合硫酸钴的价格低于 4万元 /吨，则 NCM811的 kwh制造 成本将高于NCM523。 到 2020 年高镍材料总体供需紧张，短期重心有望偏向 NCM622： 供给方面， 据SMM统计，截至 2018年国内三元材料总产能为 33.67万吨，较 2017年新增 12.93万吨，据我们统计，其中高镍材料产能已超过 5万吨 ，主流厂商此后的大规模扩产计划也主要针对的是高镍材料，其中以 NCM811和 NCA居多 。 需求方面，我们预计 2019及 2020年高镍材料的装机需求量分别为 2.90吨及 6.13吨，占总需求比例 亦 逐年提高 ；考虑到高镍产能实际释放不足及动力电池装机量通常大幅小于实际出货量， 我们认为 到 2020年高镍材料总体处于供需紧张的状态。此外，在目前的政策导向下， 高镍材料的发展重心短时间内可能偏向 NCM622， NCM811和 NCA的脚步或暂时放缓，但鉴于需求端对于 新能源汽车 高续驶里程及轻量化的追求，高镍化长期趋势不变。 建议关注公司： 当升科技（ 300073.SZ）、容百科技（ A19004.SH） 风险提示： 宏观经济增长不及预期风险；新能源汽车相关政策推进不及预期风险；原材料价格大幅波动风险；新能源汽车销量不及预期风险；技术替代风险 。 分 析师： 张莲玮 执业证书编号： S0760518090001 电话 ： 010-83496301 邮箱 ： zhanglianweisxzq 地址： 北京市西城区平安里西大街 28号中海国际中心 7 层 山西证券股份有限公司 i618 证券研究报告：行业研究 /深度报告 请务必阅读最后一页股票评级说明和免责声明 2 目录 1. 三元正极材料高镍化的必要性分析 . 8 1.1 正极材料在锂离子电池中成本占比高、性能影响大 . 8 1.2 政策推动新能源汽车市场化，能量密度门槛持续提高 . 10 1.2.1 新能源汽 车补贴额度降幅逐年增加 . 10 1.2.2 能量密度门槛继续上调，高能量密度超额补贴略有缓和 . 11 1.2.3 解决 “里程焦虑 ”为新能源汽车需求端关键一环 . 13 1.3 三元正极材料已占据绝对优势，高镍化长期趋势不变 . 15 1.3.1 三元正极 材料为新能源汽车动力电池最优选 . 15 1.3.2 三元材料在应用中已占据明显优势 . 16 1.3.3 能量密度缺口主要在于正极材料，高镍化长期趋势不变 . 17 2. 高镍三元材料结构特征及技术要点 . 18 2.1 三元材料结构特征及镍含量升高对材料性能的影响 . 18 2.1.1 三元材料结构特征及各元素作用机理 . 18 2.1.2 高镍含量对三元材料的性能影响 . 19 2.2 三元材料制备技术及高镍材料的工艺特殊性 . 21 2.2.1 锂化混合 . 22 2.2.1.1 锂源：制备流程及使用成本对比 . 22 2.2.1.2 锂化配比：工业生产中需严格控制一致性 . 24 2.2.1.3 混合工艺及设备：高速混料机为最优选 . 24 2.2.2 装钵：三元材 料烧结应选择大缺口匣钵 . 26 2.2.3 窑炉煅烧：最关键工艺之一 . 28 2.2.3.1 煅烧参数控制：温度、时间、气氛 . 28 2.2.3.2 煅烧设备：辊 道窑使用最为广泛 . 29 2.2.4 粉碎 ： 鄂式破碎 辊式破碎 气流粉碎 . 30 2.2.5 除铁：贯穿全流程的重要环节 . 31 2.2.6 筛分 /包装 . 32 2.2.7 高镍三元材料制备：工艺条件更苛刻，设备要求更严格 . 32 证券研究报告：行业研究 /深度报告 请务必阅读最后一页股票评级说明和免责声明 3 3. 普通三元材 料及高镍三元材料成本拆分及敏感性分析 . 34 3.1 NCM523及 NCM811成本拆分：高镍材料 KWH制造成本更低 . 34 3.1.1 NCM523成本拆分 . 34 3.1.2 NCM811成本拆分 . 36 3.1.3 普通及高镍三元材料成本分拆结果对比 . 38 3.2 普通及高镍三元材料成本敏感性分析 . 39 3.2.1 钴源、锂源价格变化对 NCM523的吨成本影响 . 39 3.2.2 钴源、锂源价格变化对 NCM523的 kwh成本影响 . 40 3.2.3 钴源、锂源价格变化对 NCM811的吨成本影响 . 40 3.2.4 钴源、锂源价格变化对 NCM811的 kwh成本影响 . 41 3.2.5 原材料价格变动对 NCM523影响大于 NCM811 . 41 3.2.6 降低 用电价格将对正极材料降本增效带来积极影响 . 42 4. 到 2020年高镍材料总体供需紧张，短期重心有望偏向 NCM622 . 43 4.1 供给端：三元材料市场集中度提高，高镍材料扩产计划多 . 43 4.2 需求端：高镍占总装机量比重将逐年提高 . 44 5. 三元正极材料安全问题探讨 . 46 6. 重点关注公司 . 48 6.1 当升科技（ 300073.SZ）：背靠科研院所，高镍技术领先 . 48 6.2 容百科技（ A19004.SH）：高镍前驱体及正极材料黑马，拟登陆科创板 . 49 7. 风险提示 . 51 图表目录 图 1：新能源汽车成本结构 . 8 图 2：锂电池成本结构 . 8 图 3：锂电池原材料成本结构 . 8 图 4：锂电池工作原理图 . 9 图 5： 2014-2019年新能源汽车补贴较上年下滑幅度 . 10 证券研究报告：行业研究 /深度报告 请务必阅读最后一页股票评级说明和免责声明 4 图 6：纯电动乘用车补贴额度变化情况（万元） . 10 图 7：纯电动非快充客车单车补贴上限变化情况（ 万元） . 10 图 8： 2017-2019年目录车型平均能量密度（ WH/KG） . 13 图 9：传统能源及新能源车续驶里程对比情况 . 15 图 10：五种常用动力电池正极材料多维度性能对比 . 16 图 11： 2018年动力电池装机量及三元装机占比月度数据 . 16 图 12： 2018年纯电动乘用车三元装机占比月度数据 . 17 图 13：三元材料晶体结构示意图 . 18 图 14：不同比例 NCM的 I003/I104比值 . 19 图 14：不同比例 NCM表面（ LIOH和 LI2CO3）含量（单位： MG/KG） . 20 图 16：三元材料成本制备流程图 . 21 图 17：三元材料成本制备工艺图 . 22 图 18：锂辉石制备碳酸锂的流程图 . 23 图 19：卤水制备碳酸锂的流程图 . 23 图 20：锂辉石制备单水氢氧化锂生产流程图 . 23 图 21：锂化混合工艺图 . 24 图 22：斜式混料机系统设置布置图 . 25 图 23：高速混合机结构图 . 25 图 24：匣钵自动装卸料系统布局图 . 26 图 25：平底带缺口匣钵 . 27 图 26：平口不带脚匣钵 . 27 图 27：三元材料匣钵需满足的条件 . 27 图 28：几种常见三元材料煅烧温度趋势 . 28 证券研究报告：行业研究 /深度报告 请务必阅读最后一页股票评级说明和免责声明 5 图 29：电热辊道窑炉 . 29 图 30：常见三元材料粉碎工艺流程图 . 30 图 31：管道除铁器外形图 . 31 图 32：电磁型磁选器外形图 . 31 图 33：超声波振动筛 . 32 图 34：不同组分前驱体的适宜氨水浓度和反应 PH . 33 图 35：普通及高镍三元材料总成本构成 . 38 图 36：普通及高镍三元材料总成本占 比 . 38 图 37：普通及高镍三元材料制造费用构成 . 39 图 38：普通及高镍三元材料制造费用占比 . 39 图 39：七水合钴酸锂价格变化对两种正极材料的吨 成本影响 . 42 图 40：七水合钴酸锂价格变化对两种正极材料的 KWH成本影响 . 42 图 41： 2015-2018年国内三元正极材料产量 . 44 图 42： 2013-2018年当升科技营业收入变化情况 . 48 图 43： 2013-2018年当升科技归母净利润变化情况 . 48 图 44：容百科技股权结构图 . 50 图 45： 2016-2018年容百科技营业收入变化情况 .