1、敬请参阅末页重要声明及评级说明 证券研究报告 锂电正极高镍三元与磷酸铁锂两翼齐飞 -新能源锂电池系列报告之四 行业评级：增持行业评级：增持 报告日期： 2021-01-18 Table_Chart 行业指数与沪深行业指数与沪深 300 走势比较走势比较 Table_Report 相关报告相关报告 1.锂电池面向新能源车、储能、铅 酸替代的万亿空间新能源锂电池 系列报告之一总篇2020-8-26 2. 回暖趋势已现， 磷酸铁锂春天到 新能源锂电池系列报告之二磷 酸铁锂2020-09-15 3. 从供需探讨磷酸铁锂变化发展 新能源锂电池系列报告之三磷酸 铁锂2021-01-05 主要观点：主要观点
2、： Table_Summary 动力电池实现分级消费，高镍三元和铁锂将在未来占据主要份额动力电池实现分级消费，高镍三元和铁锂将在未来占据主要份额。 复盘正极材料的发展历程，不同应用领域的需求决定正极技术发展趋 势。磷酸铁锂凭借性价比和安全优势在储能和低续航乘用车中焕发活 力，高镍三元凭借高能量密度优势在高续航乘用车中扩大份额。我们 预计未来高镍三元和磷酸铁锂电池将改变目前中镍三元为主的局面， 预计到预计到 2025 年高镍三元和磷酸铁锂电池合计占比将超过年高镍三元和磷酸铁锂电池合计占比将超过 80%。 三元高镍化大势所趋、应用提速，预计三元高镍化大势所趋、应用提速，预计 2022 年产量翻倍年
3、产量翻倍。 目前国内三元正极材料已经形成多种材料共存的局面，中镍市占率保 持平稳，高镍材料占比逐年增加。2020 年国内高镍 8 系和 NCA 产品 市场占比由 2019 年 12.7%上升到 23.1%。国内高镍出货量较高的企 业主要为容百、巴莫、贝特瑞以及邦普。目前在全球市场销量最高的 特斯拉采用的就是松下 NCA 和 LG 化学 NCM811 高镍电池，各大主 流电池厂都有各自高镍或无钴电池的开发计划。我们预计高镍三元材我们预计高镍三元材 料产量料产量 2022 年全球产量超过年全球产量超过 60 万吨，实现翻倍增长。万吨，实现翻倍增长。 磷酸铁锂行业洗牌接近尾声，磷酸铁锂行业洗牌接近尾
4、声，2021 年迎来需求增长大年年迎来需求增长大年。 磷酸铁锂整体集中度呈提升趋势，行业洗牌接近尾声，行业头部企业 趋于稳定。2021 年迎来磷酸铁锂需求增长大年，预计同比增长年迎来磷酸铁锂需求增长大年，预计同比增长 80%， 以动力为代表的高端增量显著， 需求结构优化。以动力为代表的高端增量显著， 需求结构优化。 行业供需达到行业供需达到紧平衡，紧平衡， 头部优质产能头部优质产能紧缺。紧缺。但考虑到液相法扩产周期接近一年，固相法相对 更短，预计产能紧张情况不会持续太久，德方纳米仍将维持龙头地位。 投资建议投资建议 建议关注高镍三元容百科技、当升科技；磷酸铁锂德方纳米、湘潭电 化（参股湖南裕能
5、） 、龙蟠科技（拟收购贝特瑞磷酸铁锂业务） 。 风险提示风险提示 新能源汽车发展不及预期；行业竞争激烈，产品价格下降超出预期。 建议关注建议关注公司盈利公司盈利预测与评预测与评级：级： Table_IndProfit 公公 司司 EPS（元）（元） PE 评级评级 2020E 2021E 2022E 2020E 2021E 2022E 容百科技 0.44 0.94 1.33 120 56 39 当升科技 0.85 1.31 1.53 71 46 39 买入 德方纳米 0.26 2.06 3.42 523 66 40 买入 湘潭电化 0.14 0.21 0.30 47 32 22 龙蟠科技 0.
6、59 0.85 1.19 54 38 27 资料来源：wind 一致预期，华安证券研究所 *除当升科技、德方纳米外均来自于 Wind 一致预期 -26% 2% 29% 56% 84% 111% 1/204/207/2010/20 电气设备沪深300 Table_IndNameRptType 新能源与汽车新能源与汽车 行业研究/深度报告 Table_CompanyRptType 行业研究行业研究 敬请参阅末页重要声明及评级说明 2 / 31 证券研究报告 正文正文目录目录 1 总论总论 . 5 2 2 正极材料对锂离子电池至关重要正极材料对锂离子电池至关重要 . 9 2.1 正极材料在锂离子电池
7、中差异化程度高，成本占比高正极材料在锂离子电池中差异化程度高，成本占比高 . 9 2.2 复盘复盘：应用领域和相应需求决定正极技术发展趋势：应用领域和相应需求决定正极技术发展趋势 . 12 2.3 展望：高镍三元的高能量密度路线和铁锂高性价比路线将共同发展展望：高镍三元的高能量密度路线和铁锂高性价比路线将共同发展 . 16 3 高镍三元应用逐步提速，未来需求有望放量高镍三元应用逐步提速，未来需求有望放量 . 19 3.1 目前多种三元材料目前多种三元材料共存，高镍占比逐步提升共存，高镍占比逐步提升 . 19 3.2 三元高镍化大势所趋、应用提速，预计三元高镍化大势所趋、应用提速，预计 2022
8、 年产量翻倍年产量翻倍. 22 4 磷酸铁锂行业洗牌后头部企业趋于稳定磷酸铁锂行业洗牌后头部企业趋于稳定 . 26 4.1 固相法液相法各有优劣固相法液相法各有优劣 . 26 4.2 2021 年供需紧平衡，看龙头年供需紧平衡，看龙头份额提升份额提升 . 27 风险提示：风险提示： . 30 rQpRtMsPmMnQqOzQmRpOqQ9P8QaQmOmMnPoPlOmMrQfQsQpPbRrRvMwMqRoQvPsOmN Table_CompanyRptType 行业研究行业研究 敬请参阅末页重要声明及评级说明 3 / 31 证券研究报告 图表目录图表目录 图表图表 1 我国三元出货量情况（
9、万吨）我国三元出货量情况（万吨） . 5 图表图表 2 我国磷酸铁锂出货量情况（万吨）我国磷酸铁锂出货量情况（万吨） . 5 图表图表 3 磷酸铁锂与高镍三元在不同带电量下正极材料的体积重量和成本对比磷酸铁锂与高镍三元在不同带电量下正极材料的体积重量和成本对比 . 5 图表图表 4 国内不同类型动力电池占比测算国内不同类型动力电池占比测算 . 6 图表图表 5 2016-2020 年国内不同型年国内不同型号三元材料产量占比号三元材料产量占比 . 6 图表图表 6 全球高镍三元正极材料产量测算全球高镍三元正极材料产量测算 . 7 图表图表 7 磷酸铁锂需求测算表磷酸铁锂需求测算表 . 8 图表图
10、表 8 重点公司盈利预测及估值重点公司盈利预测及估值 . 8 图表图表 9 9 锂离子电池原理锂离子电池原理 . 9 图表图表 10 锂离子电池正极材料类型锂离子电池正极材料类型 . 10 图表图表 11 主流锂电正极材料性能对比主流锂电正极材料性能对比. 10 图表图表 12 三元材料性能对比三元材料性能对比 . 11 图表图表 13 三元电芯原材料占比拆分三元电芯原材料占比拆分 . 11 图表图表 14 磷酸铁锂电芯原材料占比拆分磷酸铁锂电芯原材料占比拆分 . 11 图表图表 15 我国正极材料出货量情况（万吨）我国正极材料出货量情况（万吨） . 12 图表图表 16 我国正极材料出我国正
11、极材料出货量占比货量占比 . 12 图表图表 17 我国钴酸锂正极材料出货量情况（万吨）我国钴酸锂正极材料出货量情况（万吨） . 13 图表图表 18 我国锰酸锂正极材料出货量情况（万吨）我国锰酸锂正极材料出货量情况（万吨） . 13 图表图表 19 我国三元出我国三元出货量情况（万吨）货量情况（万吨） . 13 图表图表 20 我国磷酸铁锂出货量情况（万吨）我国磷酸铁锂出货量情况（万吨） . 14 图表图表 21 我国动力电池装机情况（我国动力电池装机情况（GWH） . 15 图表图表 22 我国动力电池装我国动力电池装机占比机占比 . 15 图表图表 23 2017-2021 年我国补贴政
12、策对比年我国补贴政策对比 . 15 图表图表 2424 高镍三元和磷酸铁锂电芯原材料成本极限测算高镍三元和磷酸铁锂电芯原材料成本极限测算 . 16 图表图表 25 磷酸铁锂与三元材料用量对比磷酸铁锂与三元材料用量对比 . 16 图表图表 26 磷酸铁锂与三元电池能量密度对比磷酸铁锂与三元电池能量密度对比 . 17 图表图表 27 磷酸铁锂与高镍三元在不同带电量下正极材料的体积重量和成本对比磷酸铁锂与高镍三元在不同带电量下正极材料的体积重量和成本对比 . 18 图表图表 28：国内不同类型动力电池占比测算：国内不同类型动力电池占比测算 . 18 图表图表 29：常规和高镍正极材料生产流程及区别：
13、常规和高镍正极材料生产流程及区别 . 19 图表图表 30 主流三元正极材料的构成及特性、应用领域主流三元正极材料的构成及特性、应用领域 . 20 图表图表 31 2019（内环） 、（内环） 、2020（外环）年国内三元材料型号占比（外环）年国内三元材料型号占比 . 21 图表图表 32 2016-2020 年国内不同型号三元材料产量占比年国内不同型号三元材料产量占比 . 21 图表图表 33 正极材料同行业可比公司经营情况比较正极材料同行业可比公司经营情况比较 . 22 图表图表 34 2019 年国内高镍三元材料市场占比年国内高镍三元材料市场占比 . 23 图表图表 35：各大动力电池厂
14、商高镍低钴电池研：各大动力电池厂商高镍低钴电池研发规划发规划 . 24 图表图表 36：全球高镍三元正极材料产量测算：全球高镍三元正极材料产量测算 . 25 图表图表 3737 固相法与液相法磷酸固相法与液相法磷酸铁锂性能对比铁锂性能对比 . 26 图表图表 3838 高温固相法制备磷酸铁锂步骤高温固相法制备磷酸铁锂步骤 . 26 图表图表 3939 液相法制备磷酸铁锂步骤液相法制备磷酸铁锂步骤 . 27 图表图表 40 磷酸铁锂集中度变化磷酸铁锂集中度变化. 28 图表图表 41 磷酸铁锂价格变化（万元磷酸铁锂价格变化（万元/吨）吨） . 28 Table_CompanyRptType 行业
15、研究行业研究 敬请参阅末页重要声明及评级说明 4 / 31 证券研究报告 图表图表 42 磷酸铁锂格局变化磷酸铁锂格局变化 . 28 图表图表 43 磷酸铁锂需求测算表磷酸铁锂需求测算表 . 29 图表图表 44 磷酸铁锂材料产能统计磷酸铁锂材料产能统计 . 30 图表图表 45 2020 年底磷酸铁锂产能格局年底磷酸铁锂产能格局 . 30 Table_CompanyRptType 行业研究行业研究 敬请参阅末页重要声明及评级说明 5 / 31 证券研究报告 1 总论总论 正极材料是锂离子电池的关键材料， 差异化程度高， 成本占比高， 对性能至关重 要。我们在本篇报告中通过对正极材料的对比分析
16、以及历史复盘，着重探讨和展望 了未来锂离子电池尤其是动力电池中高镍三元和磷酸铁锂的发展趋势。 复盘正极材料的发展历程， 应用领域和相应的需求决定了正极技术的发展趋势。复盘正极材料的发展历程， 应用领域和相应的需求决定了正极技术的发展趋势。 2014-2019 年间，我国正极材料出货量年均增速 38%，主要增量由三元和磷酸铁锂 贡献。三元主要应用在动力电池领域，2019 年轻型动力带动了非动力的增量增长。 磷酸铁锂初期以动力为主，但此前受到补贴制约动力发展几乎停滞，增量主要由非 动力领域贡献。 图表图表 1 我国三元出货量情况（万吨）我国三元出货量情况（万吨） 图表图表 2 我国磷酸铁锂出货量情
17、况（万吨）我国磷酸铁锂出货量情况（万吨） 资料来源：GGII，真锂研究，华安证券研究所测算 资料来源：GGII，真锂研究，华安证券研究所测算 新能源车在从政策驱动向市场化驱新能源车在从政策驱动向市场化驱动的转型中， 我国动力电池装机量动的转型中， 我国动力电池装机量稳步增长，稳步增长， 三元和铁锂占比也持续变化。三元和铁锂占比也持续变化。我们将动力电池的发展分为两个阶段 1）2016-2019： 补贴向高能量密度倾斜，三元占比迅速提升补贴向高能量密度倾斜，三元占比迅速提升。在此期间，三元材料在高能量密度方 面显著占优，市占率从 2016 年 22.9%的提高到 2019 年的 61.5%。2）
18、2020-至今：至今： 能量密度指标冻结，补贴退坡，磷酸铁锂凭借性价比优势开始回暖。能量密度指标冻结，补贴退坡，磷酸铁锂凭借性价比优势开始回暖。同时随着磷酸 铁锂的发展和“刀片” “CTP”等技术的出现，磷酸铁锂电池的能量密度已经有很大 的提升，成本上的优势开始凸显。 磷酸铁锂将凭借其性价比和安全优势在储能和低续航磷酸铁锂将凭借其性价比和安全优势在储能和低续航乘用车中焕发活力，而高乘用车中焕发活力，而高 镍三元将凭借其高能量密度镍三元将凭借其高能量密度优势在高续航乘用车中扩大份额。在新能源车方面，优势在高续航乘用车中扩大份额。在新能源车方面，高高 中低中低端乘用车对于各项指标的敏感度不一，高镍
19、三元和磷酸铁锂将实现分级消费。端乘用车对于各项指标的敏感度不一，高镍三元和磷酸铁锂将实现分级消费。 高带电量情况下的成本降低效应会相对减弱。此外，里程焦虑是困扰新能源汽车发高带电量情况下的成本降低效应会相对减弱。此外，里程焦虑是困扰新能源汽车发 展最主要的问题，使用高能量密度的高镍三元电池能够很好的解决这一问题。展最主要的问题，使用高能量密度的高镍三元电池能够很好的解决这一问题。 图表图表 3 磷酸铁锂与高镍三元在不同带电量下正极材料的体积重量和成本对比磷酸铁锂与高镍三元在不同带电量下正极材料的体积重量和成本对比 带电量（带电量（kWh/kWh/辆）辆） 5050 6060 7070 8080
20、 体积（L） 高镍三元 19.25 23.10 26.95 30.80 LFP 41.03 49.23 57.44 65.64 体积差距 21.78 26.13 30.49 34.84 重量（kg） 高镍三元 75.08 90.09 105.11 120.12 LFP 154.00 184.80 215.60 246.40 重量差距 78.93 94.71 110.50 126.28 Table_CompanyRptType 行业研究行业研究 敬请参阅末页重要声明及评级说明 6 / 31 证券研究报告 成本（万 元） 高镍三元 0.73 0.88 1.02 1.17 LFP 0.05 0.06
21、 0.07 0.08 成本差异 0.68 0.82 0.96 1.09 资料来源：华安证券研究所测算 我们预计未来高镍三元和磷酸铁锂电池将分别凭借性能和价格优势占据国内动我们预计未来高镍三元和磷酸铁锂电池将分别凭借性能和价格优势占据国内动 力电池市场的主要份额，改变目前中镍三元为主的局面，预计到力电池市场的主要份额，改变目前中镍三元为主的局面，预计到 2025 年高镍三元年高镍三元 和磷酸铁锂电池合计占比将超过和磷酸铁锂电池合计占比将超过 80%。 图表图表 4：国内不同类型动力电池占比测算国内不同类型动力电池占比测算 资料来源：GGII，鑫椤资讯，华安证券研究所测算 在未来动力电池的发展进程
22、中，在保证安全性的基础上不断提升能量密度是必 然的发展趋势，三元高镍化就是其中最主要的技术路线三元高镍化就是其中最主要的技术路线。目前国内三元正极材料已目前国内三元正极材料已 经形成多种材料共存的局面，中镍市占率保持平稳，高镍材料占比逐年增加。经形成多种材料共存的局面，中镍市占率保持平稳，高镍材料占比逐年增加。 图表图表 5 2016-2020 年国内年国内不同型号不同型号三元材料三元材料产量产量占比占比 资料来源：鑫椤资讯，华安证券研究所 Table_CompanyRptType 行业研究行业研究 敬请参阅末页重要声明及评级说明 7 / 31 证券研究报告 虽然中国占据着全球半数以上的三元材
23、料产能，但在高镍市场方面国内三元材虽然中国占据着全球半数以上的三元材料产能，但在高镍市场方面国内三元材 料企业还有提升空间。国内真正能够实现高镍三元材料批量出货的企业并不多，出料企业还有提升空间。国内真正能够实现高镍三元材料批量出货的企业并不多，出 货量较高的企业货量较高的企业主要为容百、巴莫、贝特瑞以及邦普主要为容百、巴莫、贝特瑞以及邦普。 目前在全球市场销量最高的特斯拉采用的就是松下目前在全球市场销量最高的特斯拉采用的就是松下 NCANCA 和和 LGLG 化学化学 NCM811NCM811 高镍高镍 电池，大部分欧洲一线车企也更青睐电池，大部分欧洲一线车企也更青睐 811811 电池，各
24、大主流电池厂都有各自高镍或无电池，各大主流电池厂都有各自高镍或无 钴电池的开发计划。钴电池的开发计划。LG 化学、三星 SDI、SKI 和松下等日韩电池巨头都在加快高镍低 钴电池开发量产进程。在新能源车的大趋势下，动力电池三元正极材料产量快速提在新能源车的大趋势下，动力电池三元正极材料产量快速提 升，其中高镍三元材料升，其中高镍三元材料 20222022 年全球产量超过年全球产量超过 6060 万吨，实现翻倍增长。万吨，实现翻倍增长。 图表图表 6：全球：全球高镍高镍三元正极材料三元正极材料产产量量测算测算 2016 2017 2018 2019 2020E 2021E 2022E 国内：新能
25、源汽车销量（万辆）国内：新能源汽车销量（万辆） 58.5 81.1 122.7 120.4 130 180 248 动力电池装机量（动力电池装机量（GWhGWh） 28.0 36.4 57.0 62.4 66.0 94.0 132.0 三元动力电池装机量（三元动力电池装机量（GWhGWh） 6.5 16.0 30.7 38.4 43.0 57.0 79.0 三元材料产量（万吨）三元材料产量（万吨） 5.4 8.6 13.7 19.2 24.5 28.5 39.5 高镍产量占比（高镍产量占比（% %） 1% 1% 8% 12.7% 23.1% 35.5% 48.1% 高镍三元材料产量（万吨）高镍
26、三元材料产量（万吨） 0.1 0.1 1.1 2.4 5.7 10.1 19.0 海外：新能源汽车销量（万辆）海外：新能源汽车销量（万辆） 27.0 45.0 76.2 100.4 130 220 312 动力电池装机量（动力电池装机量（GWhGWh） 13.5 22.5 38.1 54.0 70 121 174 三元动力电池装机量（三元动力电池装机量（GWhGWh） 13.0 22.0 37.5 53.0 67 115 158 三元材料产量（万吨）三元材料产量（万吨） 6.5 11.0 18.8 26.5 33.5 57.5 79 高镍产量占比（高镍产量占比（% %） 16% 18% 21%
27、 23.0% 28.0% 36.0% 53.0% 高镍三元材料产量（万吨）高镍三元材料产量（万吨） 1.0 2.0 3.9 6.1 9.4 20.7 41.9 全球：三元材料产量（万吨）全球：三元材料产量（万吨） 11.9 19.6 32.4 45.7 58.0 86.0 118.5 高镍三元材料产量（万吨）高镍三元材料产量（万吨） 1.1 2.1 5.0 8.5 15.0 30.8 60.9 资料来源：中汽协，GGII，CIAPS，华安证券研究所测算 磷酸铁锂磷酸铁锂整体集中度整体呈提升趋势，仅整体集中度整体呈提升趋势，仅 2020 年年 CR3 受下游需求及头部企业受下游需求及头部企业 产
28、能限制略有下滑产能限制略有下滑。2019 年 CR3 为 54.1%，CR5 为 62.9%。到 2020 年 1-11 月， CR3 下降至 52.6%。一方面是由于磷酸铁锂 2020 年的增量主要由非动力贡献，所 涉及的领域及下游客户较为分散，从而使得材料端格局也趋于分散；另外一方面是 由于头部企业产能受限，行业需求向好的环境下小厂产量得以增加。行业洗牌接近行业洗牌接近 尾声，行业头部企业尾声，行业头部企业趋于趋于稳定，德方纳米为行业龙头。稳定，德方纳米为行业龙头。另外出货量较多的还有贝特 瑞、湖南裕能、万润、比亚迪和国轩。 2 2021021 年迎来磷酸铁锂需求增长大年，预计同比增长年迎
29、来磷酸铁锂需求增长大年，预计同比增长 8 80 0% %，以动，以动力为代表力为代表的高端的高端 增量显著， 需求结构优化。增量显著， 需求结构优化。 我们预计 2020/2021/2022 年新能源车销量为 130/180/248 万辆， 磷酸铁锂装机占比分别为35%/40%/40%； 海外新能源车销量分别为130/220/312 万辆，2021/2022 年磷酸铁锂装机占比 5%/9%；对应的动力铁锂需求分别为 23/43/68GWh。 预计 2020/2021/2022 年非动力需求分别为 29/50/83GWh， 磷酸铁锂电 池总需求为52/93/151GWh， 对应的材料需求为12/
30、22/35万吨， 同比增长40%/79%/62%。 Table_CompanyRptType 行业研究行业研究 敬请参阅末页重要声明及评级说明 8 / 31 证券研究报告 图图表表 7 磷酸铁锂需求测算表磷酸铁锂需求测算表 2019 2020E 2021E 2022E 国内新能源车销量（万辆）国内新能源车销量（万辆） 121 130 180 248 单车带电量（单车带电量（kWh/kWh/辆）辆） 50 51 52 53 动力电池装机（动力电池装机（GWh)GWh) 62 66 94 132 LFPLFP 占比占比 34% 35% 40% 40% 国内国内 LFPLFP 动力电池（动力电池（G
31、WhGWh） 21 23 37 53 海外新能源车销量（万辆）海外新能源车销量（万辆） 100 130 220 312 单车带电量（单车带电量（kWh/kWh/辆）辆） 54 54 55 56 动力电池装机（动力电池装机（GWh)GWh) 54 70 121 174 LFPLFP 占比占比 5% 9% 海外海外 LFPLFP 动力电池（动力电池（GWhGWh） 6 16 动力电池合计动力电池合计(GWh(GWh） 21 23 43 68 基站（基站（GWhGWh） 9 12 15 储能（储能（GWhGWh） 11 17 27 轻型动力（两轮车等） （轻型动力（两轮车等） （GWhGWh） 1
32、5 12 其他铅酸替代领域（其他铅酸替代领域（GWhGWh） 7 13 23 电动船舶（电动船舶（GWhGWh） 1 2 6 非动力合计（非动力合计（GWhGWh） 16 29 50 83 磷酸铁锂装机量合计磷酸铁锂装机量合计 37 52 93 151 yoyyoy 40% 79% 62% LPFLPF 单耗（万吨单耗（万吨/GWh/GWh） 0.234 0.234 0.234 0.234 LFPLFP 需求（万吨）需求（万吨） 9 12 22 35 资料来源：华安证券研究所测算 从产能规划上看，从产能规划上看，2020 年底产能约年底产能约 27.9 万吨，考虑到部分产能为新增产能需万吨，考
33、虑到部分产能为新增产能需 要爬坡，且考虑库存因素实际需求或大于预计的要爬坡，且考虑库存因素实际需求或大于预计的 22 万吨，预计万吨，预计 2021 年紧平衡，头年紧平衡，头 部优质产能紧缺。但考虑到液相法扩产周期接近一年，固相法相对更短，预部优质产能紧缺。但考虑到液相法扩产周期接近一年，固相法相对更短，预计产能计产能 紧张情况不会持续太久。德方纳米仍将维持龙头地位，紧张情况不会持续太久。德方纳米仍将维持龙头地位，2020 年底和目前在建产能均年底和目前在建产能均 位于行业第一，位于行业第一，2021 年市占率有望回升至年市占率有望回升至 29%以上；湖南裕能在获得宁德时代和以上；湖南裕能在获
34、得宁德时代和 比亚迪增资后计划将产能扩充至比亚迪增资后计划将产能扩充至 10 万吨以上，位于行业第二。万吨以上，位于行业第二。 投资建议投资建议 建议关注高镍三元容百科技建议关注高镍三元容百科技、当升科技、当升科技；磷酸铁锂德方纳米、湘潭电化（参股；磷酸铁锂德方纳米、湘潭电化（参股 湖南裕能） 、龙蟠科技（拟收购贝特瑞磷酸铁锂业务） 。湖南裕能） 、龙蟠科技（拟收购贝特瑞磷酸铁锂业务） 。 图表图表 8 重点公司盈利预测及估值重点公司盈利预测及估值 代码代码 名称名称 收盘价收盘价 ( (元元) ) 总股本总股本 （亿股）（亿股） 市值市值 （亿元）（亿元） EPSEPS（元（元） PEPE（
35、倍）（倍） 20192019 2020E2020E 2021E2021E 2022E2022E 20192019 2020E2020E 2021E2021E 2022E2022E 688005 容百科技 52.34 4.43 232.02 0.21 0.44 0.94 1.33 249 120 56 39 300073 当升科技 60.35 4.54 273.76 (0.48) 0.85 1.31 1.53 (126) 71 46 39 300769 德方纳米 135.89 0.90 121.79 2.56 0.26 2.06 3.42 53.08 523 66 40 002125 湘潭电化
36、6.74 6.29 42.43 0.12 0.14 0.21 0.30 56.17 47 32 22 603906 龙蟠科技 31.77 3.44 109.41 0.42 0.59 0.85 1.19 75.64 54 38 27 资料来源：除当升科技、德方纳米外均来自于 Wind 一致预期，华安证券研究所 Table_CompanyRptType 行业研究行业研究 敬请参阅末页重要声明及评级说明 9 / 31 证券研究报告 2 2 正极材料对锂离子电池至关重要正极材料对锂离子电池至关重要 2.1 正极材正极材料在锂料在锂离子电池中差异化程度高离子电池中差异化程度高，成本占比高，成本占比高 正
37、极材料对于锂离子电池性能至关重要。正极材料对于锂离子电池性能至关重要。锂离子电池的本质是利用锂离子参与 的氧化还原反应实现电能和化学能的相互转换。在电池中，参与反应的活性材料为 正极、负极以及电解液或电解质。锂电的评价指标包括能量密度、循环寿命、倍率性 能、安全性能等。其中能量密度取决于正负极的相对电压和克容量，对于特定的材 料体系，理论电压和理论容量都是一定的。正极材料的种类和性能直接关系到锂离 子电池的电压和能量密度、循环寿命和倍率性能等。 图表图表 9 9 锂离子电池锂离子电池原理原理 资料来源：锂电网，华安证券研究所 正极材料差异化程度高，正极材料差异化程度高，种类多，种类多，目前以三
38、元、磷酸铁锂、钴酸锂为主，往后目前以三元、磷酸铁锂、钴酸锂为主，往后 发展或有镍酸锂、锰酸锂、磷酸锰铁锂等。发展或有镍酸锂、锰酸锂、磷酸锰铁锂等。锂离子电池正极材料可以根据结构的不 同分为三类，以磷酸铁锂为代表的聚阴离子型材料，以钴酸锂和三元为代表的的层 状结构材料，以及以锰酸锂为代表的尖晶石结构材料。往后看，在性价比方面磷酸 铁锂可通过掺锰制备磷酸锰铁锂来提高电压平台进而提高能量密度，而在高能量密 度方面， 除了三元高镍化外， 镍锰酸锂、 富锂锰基正极等高压材料也极具发展前景。 Table_CompanyRptType 行业研究行业研究 敬请参阅末页重要声明及评级说明 10 / 31 证券研
39、究报 告 图表图表 10 锂离子电池正极材料类型锂离子电池正极材料类型 结构图结构图 典型化学式典型化学式 特点特点 目前代表材料及未来发展方向目前代表材料及未来发展方向 聚阴离子型 材料 LiMPO4 （M=Fe， Mn，Ni，V， Co 等） 热稳定性高，安全性好； 一维通道，导电率较差； 理论比容量 170mAh/g，电 压根据过渡金属 M 的不同 有差异 代表材料磷酸铁锂 （LiFePO4），可通过掺可通过掺 MnMn 等提高电压从而提高能量密度等提高电压从而提高能量密度 层状结构材 料 LiMO2 （M=Co， Ni，Mn 等） 理论容量高，约在 270mAh/g，富锂可达 300m
40、Ah/g 以上 根据 M 的不同性质差异 大，还可进一步分为一元 和多元层状材料 代表材料钴酸锂（LiCoO2）、 三元（NCM、NCA）， 可开发基于镍酸锂（可开发基于镍酸锂（LiNiO2LiNiO2） 的正极材料（掺的正极材料（掺 MnMn 等）等） 富锂锰基正极材料富锂锰基正极材料 尖晶石结构 材料 LiM2O4 （M=Mn，Ni 等） 理论容量约 148mAh/g，但 电压平台高，功率密度高 结构稳定性和循环稳定性 较差 代表材料代表材料锰酸锂（锰酸锂（L LMOMO， LiLiMn2O4Mn2O4），另有），另有镍锰酸锂镍锰酸锂 （LiNi0.5Mn1.5O4LiNi0.5Mn1.5
41、O4，或其他比，或其他比 例），尚未规模化应用，需解例），尚未规模化应用，需解 决高电压下界面副反应以及衰决高电压下界面副反应以及衰 减等问题减等问题 资料来源：CNKI，华安证券研究所 不同正极材料特性不同不同正极材料特性不同，三元在高能量密度方面占优，磷酸铁锂在性价比和安，三元在高能量密度方面占优，磷酸铁锂在性价比和安 全方面占优。全方面占优。目前常见的正极材料主要有钴酸锂（LCO） 、锰酸锂（LMO） 、磷酸铁 锂 （LFP） 和三元 （NCM） 。 钴酸锂是最先商业化的正极材料， 电压高、 振实密度高、 结构稳定、安全性好，但成本高且克容量低。锰酸锂优点在于成本低、电压高，但循 环性能
42、较差且克容量较低。 三元材料根据镍钴锰的含量不同， 容量和成本有所差异， 整体能量密度高于磷酸铁锂和钴酸锂。磷酸铁锂成本低，循环性能好，安全性好，但 电压平台较低，压实密度较低，从而导致整体的能量密度较低。目前动力领域以三 元和铁锂为主，消费领域钴酸锂较多。 图表图表 11 主流主流锂电正极材料锂电正极材料性能性能对比对比 钴酸锂钴酸锂 锰锰酸锂酸锂 磷酸铁锂磷酸铁锂 镍钴锰酸锂镍钴锰酸锂 化学式化学式 LiCoO2 LiMn2O2 LiFePO4 LiNi1-x-yCoxMnyO2 结构结构 层状 尖晶石 橄榄石状 层状 安全性安全性 一般 一般 好 一般 成本成本 高 低 低 较高 比容量
43、（比容量（mAh/gmAh/g） 140-155 100-130 140-155 155-190 压实密度压实密度(g/cm3)(g/cm3) 3.6-4.2 2.9-3.2 2.1-2.5 3.7-3.9 电压电压(V)(V) 3.6 3.7 3.2 3.6 循环寿命循环寿命 一般 较差 好 较好 资料来源：华安证券研究所整理 Table_CompanyRptType 行业研究行业研究 敬请参阅末页重要声明及评级说明 11 / 31 证券研究报 告 三元材料中，镍含量越高、钴含量越低，克容量越高，初始原材料成本越低。三元材料中，镍含量越高、钴含量越低，克容量越高，初始原材料成本越低。 三元材
44、料根据其中镍钴锰三种元素的占比不同可以分为 111、523、622 和 811，此 外还有镍钴铝三元 NCA （常见配比为 8:1.5:0.5） 。 镍含量越高， 材料的克容量越高， 对应的电池模组能量密度也越高，但相应的工艺难度也越大，安全性挑战也越高。 从成本角度看，三元材料中原材料成本占比接近 90%，在原材料中钴价格波动大， 成本占比高。 NCM811 相比于 NCM523 钴含量由 12.2%降至 6.1%， 每 kWh 的需求 量由 212g 下降到 91g，材料上的成本优势显著。随着高镍三元技术持续精进，规模 扩大，其成本优势和能量密度优势将愈发突出。 图表图表 12 三元材料性
45、能对比三元材料性能对比 NCM111NCM111 NCM523NCM523 NCM622NCM622 NCM811NCM811 克容量（克容量（mAh/gmAh/g） 145-155 160-165 165-170 180-190 电池模组能量密度（电池模组能量密度（Wh/kg)Wh/kg) 150 165 180 200 每每 kWhkWh 用量（用量（kgkg） 1.85 1.74 1.68 1.5 CoCo 含量含量 20.4% 12.2% 12.2% 6.1% 每每 kWhkWh 的的 CoCo 需求量（需求量（g g） 377377 212212 205205 9191 资料来源：华
46、安证券研究所整理测算 正极材料在锂离子电池中成本占比高，其选择对于锂离子电池总成本影响大。正极材料在锂离子电池中成本占比高，其选择对于锂离子电池总成本影响大。 无论是性价比较高的磷酸铁锂电池还是高能量密度的三元电池，正极的成本占比都 是四大材料中最高的。 在磷酸铁锂电芯中， 正极成本占比约 29%； 而在三元电芯中， 正极成本占比约 55%。正极材料的选择对于锂离子电池的总成本影响巨大。 图表图表 13 三元电芯原材料占比拆分三元电芯原材料占比拆分 图表图表 14 磷酸铁锂电芯原材料占比拆分磷酸铁锂电芯原材料占比拆分 资料来源：华安证券研究所测算 资料来源：华安证券研究所测算 Table_Co
47、mpanyRptType 行业研究行业研究 敬请参阅末页重要声明及评级说明 12 / 31 证券研究报 告 2.2 复盘：复盘：应用领域和相应需求决定正极技术发展趋势应用领域和相应需求决定正极技术发展趋势 2014-2019 年正极材料出货量年均增速年正极材料出货量年均增速 38%，三元和磷酸铁锂贡献主要增量。三元和磷酸铁锂贡献主要增量。 从 2014 年的 8.1 万吨到 2019 年的 40.4 万吨， 五年间增长了四倍， 年均增速 38%， 2020 年 1-11 月我国正极材料出货量接近 40 万吨。在量的增长之外，出货量结构上 也有显著变化，其中磷酸铁锂和三元的占比持续提升，贡献了主
48、要的增量。复盘整复盘整 个正极材料的变化发现，不同材料特性对应了不同的应用领域，而应用领域发展的个正极材料的变化发现，不同材料特性对应了不同的应用领域，而应用领域发展的 差异决定了材料的占比变化。差异决定了材料的占比变化。 图表图表 15 我国正极材料出货量情况（万吨）我国正极材料出货量情况（万吨） 图表图表 16 我国正极材料出货量占比我国正极材料出货量占比 资料来源：GGII，真锂研究，华安证券研究所 资料来源：GGII，真锂研究，华安证券研究所 钴酸锂：钴酸锂：主要用于消费电子领域，和消费电子主要用于消费电子领域，和消费电子行业景气度相关度高。行业景气度相关度高。2014 年钴 酸锂出货
49、量 3.24 万吨，2019 年为 6.62 万吨，基本五年实现了翻倍，增速较缓慢； 2020 年 1-11 月为 6.26 万吨，同比下降 2.7%。 锰酸锂：用于轻型动力等领域锰酸锂：用于轻型动力等领域，增速逐步下降，增速逐步下降，2019 年受益于两轮车年受益于两轮车。锰酸锂 由于成本低， 在轻型动力等领域先行替代铅酸电池， 在 2019 年增速尤为明显。 2014 年锰酸锂出货量为 1.35 万吨，2019 年为 5.73 万吨，年均增速 33.5%但逐年下降； 2020 年 1-11 月为 6.08 万吨，同比增长 16.1%。 Table_CompanyRptType 行业研究行业
50、研究 敬请参阅末页重要声明及评级说明 13 / 31 证券研究报 告 图表图表 17 我国钴酸锂正极材料出货量情况（万吨）我国钴酸锂正极材料出货量情况（万吨） 图表图表 18 我国锰酸锂正极材料出货量情况（万吨）我国锰酸锂正极材料出货量情况（万吨） 资料来源：GGII，真锂研究，华安证券研究所 资料来源：GGII，真锂研究，华安证券研究所 三元：三元：主要应用在动力电池领域，主要应用在动力电池领域，2019 年轻型动力带动其他增量。年轻型动力带动其他增量。三元材料的 高能量密度优势使其在动力领域占据了重要地位，动力电池的发展也带动了三元材 料的放量。此外，在以两轮车为代表的轻型动力领域，三元材
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