正极材料是电池原材料中占比最大，也是对电池性能影响最突出的环节。目前三元正极市场集中度较低，随着高镍化等新技术新产品迭代升级，未来正极材料集中度可能会有所提升。
当前正极材料正在迎来一轮新的技术迭代和升级，超高镍、富锂锰基、磷酸锰铁锂、钠电池的产业化正在陆续展开，正极产业的综合要求会更高，三元、铁锂正极产业中盈利能力可能也会分化。
摘要
三元正极集中度可能有所提升，当前三元与铁锂正极盈利能力都比较好，未来可能分化。当前三元正极行业市场集中度较低（2021年CR3、CR5约35%、52%）。但随着未来高镍化等新产品升级，壁垒在提高；同时，领先的正极与前驱体企业更早与整车/电池厂联合研发与迭代，获得了密集推新车的时间契机，我们预计，未来前驱体与三元正极的集中度都会有所提升。
盈利水平方面，近几个季度正极材料公司单位盈利仍继续向好，部分与锂/镍金属库存收益有关，但未来可能会分化。头部企业规模效应会进一步显现，同时，在产品结构升级的过程中，高镍化等新产品占比提升会带来平均加工费增长，头部企业也会显现出优势。铁锂方面，上半年铁锂正极盈利水平激增，后续常规铁锂正极材料的价格与盈利走势受供给落地情况影响较大。
三元体系中，高能量密度与高镍化仍是主流态势。车载动力电池对高能量密度的追求仍比较迫切，特别是在充电时效问题没有解决的情况下。过去几年，考虑到电池与pack安全性有观察，中镍获得较多应用，市占率提升较快。
目前，随着电池材料体系的成熟稳定、电池PACK等多环节改进后对安全性的加强，以及麒麟电池/大圆柱等新结构/尺寸电池体系推广，预计高镍化趋势会得到加强，头部企业可能会开始从高镍8系向超高镍产品升级。同时，有更高能量密度上限的富锂锰基正极材料，近几年一定程度的解决了之前首效低、循环差等问题，有望较快开始商业化的应用。
磷酸锰铁锂的商业应用与钠电池发展可能改变经济型锂电格局。磷酸铁锂电池趋于成熟，过去几年主要通过提升其压密等微创新在前进，电池企业的产品并没有形成显著差距。但近两年，磷酸锰铁锂在循环性能等方面获得突破，并有望通过三元掺混使用的方式较快开始商业应用，未来锰铁锂可能成为铁锂电池的升级版以替代高端铁锂、部分中镍三元电池的终端应用场景。
此外，近几年钠电池也受到关注，产业投入在加大，未来可能逐步开始产业化，可能也会占据部分经济性电池的应用市场。相关的正极材料方面，磷酸锰铁锂正极主要是原来铁锂正极企业在研发和推动；而目前钠电的层状路线的正极与三元正极类似，未来可能被三元正极企业主导。
一、三元正极行业集中度可能有所提升
三元正极行业市场集中度仍然较低。正极材料是电池原材料中成本占比最大，也是对电池性能影响最突出的环节，电池厂介入比较深。根据下游电池厂、及技术路径的不同，各个正极厂商的研发路径都有所区别。同时过去几年三元正极产品迭代比较快，导致行业格局比较分散，而铁锂行业已经逐步走向集中。
三元正极行业集中度可能有所提升，主要可能系：1、高镍化趋势加速，产品不断升级，要求提高。2、围绕头部的电池企业的产能需求，主流正极公司的迭代与协作能力优势有所显现。3、规模效应有所体现，头部企业产能扩张正在加速。
高镍化态势加快。随着一批海外整车企业未来的平台锚定高镍路线，高镍化进程加速。2021年全国乘用车高镍装机占三元电池比例为45.31%，近三年复合增速达78.78%。随着8系产品逐步普及，越来越多企业开始向9系超高镍产品布局。随着下一代电池产品例如麒麟电池、大圆柱产品推广，高镍三元正极趋势可能进一步加快。
头部企业有迭代与协作优势。领先的正极与前驱体企业更早与整车厂、电池厂联合研发和迭代，获得了国内外车企密集推新车的时间契机。正极是电池原材料成本占比最高的环节，正极很大程度影响能量密度等关键性能指标。前驱体是决定正极材料品质和性能的关键一环，这使得整个正极行业的技术进步需要两个环节的协同发展。
规模效应正在显现。正极行业单位投资额偏大普遍在4-5亿元/万吨（海外建厂投资更大），前些年大多数厂商扩产较为谨慎，并未有较大的规模的产能投放。21年开始，规模效应初步显现，部分头部公司出货量平均同比增加96%，单位折旧同比下降33%，摊销明显。且目前多数头部正极厂商普遍有着更大规模的扩产规划，预计未来规模效应会更加显著。
正极企业盈利能力正在企稳。正极厂盈利能力经过去年的显著提高后，近几个季度正极材料公司单位盈利继续向好，正极材料企业间盈利能力有差异，主要取决于，1）产品结构；2）正极企业的上游原材料库存调节策略；3）企业的管理能力。
从短期上来看，近几个季度，正极材料厂商单位盈利的快速修复主要来自于锂、镍金属价格快速上涨带来库存收益，未来可能会分化。
同时从中长期的角度，1、头部企业规模效应带来的成本摊销已经开始显现。2、随着产品结构的优化，高镍、超高镍等新产品的占比的提升带来平均加工费、售价的增长。
正极材料普通产品的加工费一般为年降的模式，由于近两年产能紧缺，加工费的下降会有所延后，同时新产品往往会有较高的加工费溢价，近两年高镍新产品的放量带来的是正极厂商产品结构上的升级，反应出的是正极厂盈利能力的企稳或提升。铁锂方面，上半年铁锂正极盈利水平激增，后续常规铁锂正极材料的价格与盈利走势受供给落地情况影响较大。
二、正极新一轮技术进步正在展开
2.1 三元体系中高能量密度与高镍化仍是主流态势
三元体系中，高能量密度与高镍化仍是主流态势。三元正极材料的高镍化便是对能量密度的极致追求，高镍化通过提升三元材料中的镍含量从而提升电池的能量密度，同时为了降低原材料成本，常常会降低材料中的钴含量。过去几年，考虑到电池与pack安全性有观察，中镍获得较多应用，市占率提升较快。
目前，随着电池材料体系的成熟稳定、电池PACK等多环节改进后对安全性的加强，以及麒麟电池/大圆柱等新结构/尺寸电池体系推广，预计高镍化趋势会得到加强，目前各家的高镍8系产品已经较为成熟，渗透率不断提高，头部几家正极企业也开始向超高镍9系及以上产品开始迭代。
富锂锰基正极有望开始商业化应用。这是一种正在开发的锰基氧化物新型材料，由Li2MnO3与LiMO2（M可为镍、钴、锰元素）形成的固溶体结构，具有高比容量、高工作电压、低成本等优点，比容量可达到250mAh/g以上，但材料本身也具备较大缺陷。
富锂锰基循环衰减较快，层状尖晶石结构在循环过程中会发生不可逆的相变，导致首效低。同时材料中的锰离子在高电压和高温下更容易溶出。并且由于材料电压平台较高，常规电解液体系易造成氧化使得循环衰减，另外倍率性能一般。
在过去几年的研发中已经较好的解决部分问题。例如通过气固界面反应方法构筑表面氧空位，通过提高氧活性来降低氧释放，大幅提高首效，并通过表面改性、包覆提升材料的循环性能。目前材料整体仍处于开发阶段，还需要陆续解决如倍率低等问题，可能在未来先与三元、铁锂材料进行掺杂使用。
固态/半固态电池量产在即，可能搭配高镍、富锂锰基。固态/半固态电池是锂电池目前的终极发展方向。其中固态电解质是固态电池的核心。其高密度和结构可以使更多带电粒子聚集在一起，电流更大、电池容量更大，相较于液态电解质拥有较高的安全性与能量密度。固态电解质可分为有机、无机两个大类。
有机固态电解质以PEO等聚合物为主，而无机固态电解质中主要分为氧化物和硫化物。国内企业主要为氧化物路线，如北京卫蓝、江苏清陶、宁波锋锂、台湾辉能等都是以氧化物材料为基础的半固态路线为主。电池中既有氧化物的固态电解质层，又有电解液，这可以较好的解决由于固固接触面阻抗较大的问题。
而在固态/半固态电池的正极材料方面，主要采用原有的高镍体系，随着富锂锰基性能改善，也会成为未来的固态/半固态电池的正极材料的选择之一。国内正极厂商当升科技已率先开发出固态锂电技术及其关键材料，并实现向客户批量出货，且与卫蓝、清陶都签订了长期供货协议，根据供货协议，预计明年会有千吨级别出货。容百科技也与卫蓝也签署了战略合作协议，为其高镍三元正极材料的第一供应商。
2.2 磷酸锰铁锂开始进入商业化应用阶段
磷酸锰铁锂的商业应用与钠电池发展可能改变经济型锂电格局。磷酸铁锂材料依靠成本低、安全性高等优势已重新成为正极材料的主流选择。磷酸铁锂电池趋于成熟，过去几年主要通过提升其压密等微创新在前进，电池企业的产品并没有形成显著差距。
近两年磷酸锰铁锂材料产业化开始加速，可能成为磷酸铁锂的升级版。磷酸锰铁锂拥有更高的电压平台，使其理论能量密度较同样条件的LFP要高15-20%，低温性能也更优异，且合成技术路线与成本与现在的LFP比较相近。近几年，通过包覆、掺杂、纳米化等改性技术的进步，LMFP导电性、循环次数等缺点也在被逐步弥补。
国内头部的电池与正极企业的磷酸锰铁锂产品已经进入量产阶段，在初期可能采用与三元材料掺杂、包覆等方案进行使用，预计大规模产业化会在2023-2024年。未来锰铁锂可能成为铁锂电池的升级版以替代高端铁锂、部分中镍三元电池的终端应用场景。
2.3 钠电池发展也在加快，未来有望逐步开始产业化
钠电池正极已初步具备大规模量产条件。近几年，钠离子电池循环性能从100-200周提升至2000周以上，能量密度也逐步向磷酸铁锂电池靠近。在锂盐价格加速上涨的背景下，钠离子电池成本优势将进一步放大，其产业化进程有望加快。宁德时代、中科海纳、钠创新能源等企业相继推出性能优异的钠离子电池产品。从下游应用看，现有产品主要针对储能市场，在电动自行车、动力市场也有一些创新性的尝试，预计未来钠电池的产业化速度会进一步加快。
目前钠电正极主流路线为层状金属氧化物，由于两者结构相似，生产工艺与三元正极也类似，但在部分条件控制方面难度可能更高。因此钠电正极与三元正极可以公用部分产线，随着钠电产业链完善，有技术储备的公司可较快形成大规模出货。其中，振华新材的储备和投入比较早，已经经过多轮迭代和升级，积累深厚，当升科技、容百科技也有储备。
本文作者：游家训、刘珺涵、刘巍、赵旭、张伟鑫，本文来源：招商证券，原文标题：《招商证券：正极材料的新一轮技术迭代正在展开》
