1、 敬请阅读末页的重要说明 证券研究报告 | 行业深度报告 2022 年 06月 06日 推荐推荐（维持）（维持） 行业深度报告行业深度报告 周期/金属及材料 本文对高电压三元正极材料的主要优势、面临的挑战与解决路径、产业化进程本文对高电压三元正极材料的主要优势、面临的挑战与解决路径、产业化进程做了全面的梳理做了全面的梳理。 高电压三元正极材料兼具高能量密度、高安全性、低成本等特性。高电压三元正极材料兼具高能量密度、高安全性、低成本等特性。高电压和高镍为提升三元正极能量密度的两条路径，最终均为提升动力电池续航里程服务。1）能量密度：）能量密度：高电压令更多的锂脱出，从而实现更高的比容量，而平均放

2、电电压也有所增加，使得能量密度的提升幅度较比容量更大。在4.5V充电截止电压下NCM622的比容量和能量密度基本与4.3V的NCM811相当。2）首次效率：）首次效率：不会随着电压升高而明显下降。3）热稳定性：）热稳定性：中镍高电压显著高于高镍常规电压。4）原材料成本方面，）原材料成本方面，中镍高电压产品镍钴含量相对常用 Ni8 系产品更低，另外在锂源上，中镍高电压产品可部分采用碳酸锂作为原料，而高镍产品由于烧结温度不能太高，故仅能使用熔点更低的氢氧化锂。根据我们测算，Ni68 高电压产品单吨原材料成本约 29.2万元/吨，较 Ni8 系常规电压产品低 12%，约 4万元/吨。5）加工成本方面

3、：）加工成本方面：高镍产品对氧气、湿度要求更为苛刻，须在纯氧环境中生产，调浆加工过程中须严格控制湿度，加工成本相对更高。如果 Ni68 高电压产品和高镍 8系对标；则高电压 Ni7系对标产品就是高镍 9系。 高电压三元材料面临晶体结构稳定性、不可逆相变、材料与电解质的界面高电压三元材料面临晶体结构稳定性、不可逆相变、材料与电解质的界面副反应、释氧等一系列问题，副反应、释氧等一系列问题，最终可能导致材料循环寿命差、热稳定性低、电解液消耗、界面膜增厚、安全性能下降等一系列宏观电池失效行为。1）金属离子掺杂金属离子掺杂：是抑制 Li/Ni混排的一种手段，同时也可缓解晶体相变。2）表面包覆表面包覆：可

4、有效减少界面副反应，对抑制岩盐相的形成和氧损失也有着重要的作用。3）高电压电解液：）高电压电解液：可使用比有机碳酸酯更加稳定的溶剂，从根本上拓宽电解液的氧化窗口，保证电解液即使在高电压状态下不发生分解，也可通过加入适量的功能电解液添加剂改善其稳定性，通过优先于有机溶剂发生分解反应，反应产物覆盖在材料表面形成稳定的 SEI 膜，抑制材料与电解液之间的副反应。目前主要电解液生产厂商均已对高电压电解液做了相关布局。 产业化进展方面，产业化进展方面，主要正极厂商均在高电压三元有所布局，以厦钨新能、长远锂科（电新）、振华新材（电新）为代表，厦钨新能新款 4.4V高电压6 系三元材料，预计今年实现万吨级放

5、量。电池厂方面，中创新航和蜂巢能源主推中镍高电压产品，宁德时代在 2021 年报中首次提及高电压三元产品的应用，领湃新能源和瑞普能源均已开发出中镍高电压三元产品。 风险提示：风险提示：新能源车销量不及预期、技术路线变动、钴镍锂价格大幅上行等新能源车销量不及预期、技术路线变动、钴镍锂价格大幅上行等 重点公司主要财务指标重点公司主要财务指标 股价股价 21EPS 22EPS 23EPS 22PE 23PE PB 评级评级 厦钨新能 90.62 2.21 3.52 5.01 25.8 18.1 5.8 强烈推荐-A 长远锂科 18.75 0.36 0.70 1.01 26.9 18.6 5.5 -

6、振华新材 55.00 0.93 1.88 2.65 29.2 20.7 7.7 - 资料来源：公司数据、招商证券 注：长远锂科和振华新材为 wind 一致预期 行业规模行业规模 占比 股票家数（只） 205 4.4 总市值（亿元） 36826 4.7 流通市值（亿元） 32294 5.0 行业指数行业指数 % 1m 6m 12m 绝对表现 -9.6 58.6 119.5 相对表现 -10.7 62.0 117.0 资料来源：公司数据、招商证券 相关报告相关报告 1、厦钨新能（688778.SH）：高电压 技 术 打 造 差 异 化 竞 争 优 势 2022-05-22 刘文平刘文平 S1090

7、517030002 刘伟洁刘伟洁 S02 赖如川赖如川 研究助理 -40-20020406080Jun/21Sep/21Jan/22May/22(%)金属及材料沪深300高电压三元高电压三元优势渐显优势渐显 敬请阅读末页的重要说明 2 行业深度报告 正文目录正文目录 一、 高电压三元正极材料：兼具高能量密度、高安全性、低成本 . 4 1、 高电压&高镍提升能量密度殊途同归 . 4 2、 高电压不显著影响首效，热稳定性优于高镍 . 5 3、 成本优势凸显 . 6 二、 高电压三元正极材料的挑战与解决路径 . 8 1、 高电压电化学性能衰减机理 . 8 2、 解决路径：体相掺

8、杂&表面包覆&高电压电解液等 . 10 三、 高电压三元产业化进程与重点公司 . 13 1、 厦钨新能 . 13 2、 长远锂科（电新） . 14 3、 振华新材（电新） . 14 四、 风险提示 . 15 图表目录图表目录 图 1：NCM 正极典型产品理论克比容量（mAh/g） . 4 图 2：NCM55/15/30 不同充电电压下比容量和能量密度 . 4 图 3：NCM551530 不同电压下 0.2C 首次充放电曲线 . 5 图 4：高压 Ni6 系与常规电压 Ni8 系比容量基本相当 . 5 图 5：NCM551530 不同充电电压下首效表现 . 5 图 6：NCM622 与 NCM8

9、11 不同电压下 DSC 曲线 . 6 图 7：NCM622 与 811 放热峰峰值温度与放热量 . 6 图 8：纯相 NCM523 不同截止电压下 1C 循环性能 . 8 图 9：层状 NCM 的有序-无序相及结构转变 . 9 图 10：循环后 NCM523 材料的相变 . 10 图 11：NCM 三元材料表面变化示意图 . 10 qRpQnMsRxPqNnPmPyRtRmNbRcM9PtRrRpNsQeRoOtNlOrRqP8OrRxOwMnMuMNZnRnP 敬请阅读末页的重要说明 3 行业深度报告 图 12：Li(Ni0.5Co0.2Mn0.3)1-xZrxO2 在 3.0-4.6V

10、下 1C 倍率循环性能 . 11 图 13：基体 NCM523 与不同 Li2ZrO3 包覆量样品 100 次循环曲线 . 11 图 14：厦钨新能正极材料产销量数据（单位：万吨） . 14 图 15：厦钨新能不同型号三元产品销售收入占比 . 14 图 16：振华新材与行业大单晶材料发展时间对比图 . 14 表 1：NCM551530 不同电压下 0.2C 比容量、能量密度和首次效率 . 5 表 2：各型号单吨前驱体所含元素质量理论值（吨） . 6 表 3：Ni6 系高电压（4.4V）与 Ni8 系常规电压三元材料对比 . 7 表 4：纯相 NCM523 不同截止电压下 1C100 次循环后容

11、量保持率 . 8 表 5：高电压三元产业化进展 . 13 敬请阅读末页的重要说明 4 行业深度报告 一、一、高电压三元正极材料高电压三元正极材料：兼具：兼具高能量密度、高安全性高能量密度、高安全性、低成本、低成本 由于高电压三元正极的 Ni 含量相对较低，Mn含量相对较高，生产工艺不如 Ni8系复杂，因此高电压化正极材料在提升能量密度的同时兼具了高安全性、和低成本等特性，已经成功应用到续航里程超过 1,000公里的电动车上并已开始大批量出货。 1、高电压高电压&高镍高镍提升提升能量密度能量密度殊途同归殊途同归 高电压和高镍为提升三元正极能量密度的两条路径，最终均为提升动力电池续航里程服务。 各

12、技术路径均无法本质上改变材料理论容量。各技术路径均无法本质上改变材料理论容量。各类型 NCM三元正极材料的理论容量基本无差异，是由材料自身的结构特性决定，与技术路径无关，基本在 270-280mAh/g 范围内。 图图 1：NCM 正极正极典型产品理论典型产品理论克比克比容量容量（mAh/g） 资料来源：厦钨新能公告、招商证券 通过提高电压通过提高电压，令更多的锂脱出令更多的锂脱出，从而实现更高的比容量从而实现更高的比容量，而而平均放电电压也有所增加平均放电电压也有所增加，使得能量密度的提升幅度较使得能量密度的提升幅度较比容量更大比容量更大。 行业内普遍认为常规电压 （充电截止电压） 为 4.

13、2V、 4.25V， 而高电压化材料是指能够在高于 4.35V （含）的充电电压下发挥出较好电化学性能的正极材料。NCM551530 随着充电电压由 4.2V 增加至 4.6V，比容量从158.4mAh/g 提升至 207.2mAh/g，增幅 30.8%，正极材料能量密度由 605.2Wh/kg提升至 816.4Wh/kg，增幅 34.9%。 在在 4.5V 充电截止电压下充电截止电压下 NCM622 的比容量的比容量和能量密度和能量密度基本与基本与 4.3V 的的 NCM811 相当相当。前者 0.2C 放电比容量约203mAh/g，平均放电电压约 3.89V，正极材料能量密度约 789.7

14、Wh/kg，后者 0.2C 放电比容量约 205.9mAh/g，平均放电电压约 3.83V，正极材料能量密度约 788.6Wh/kg。 图图 2：NCM55/15/30 不同充电电压下比容量和能量密度不同充电电压下比容量和能量密度 资料来源：储能及动力电池正极材料设计与制备技术、招商证券 276.4277.4272275.1274.80100200300NCM55/15/30NCM65/7/28NCM72/5/23NCM83/11/6NCM92/5/3158.4173.7188.6200.9207.2605.1668.6733.7787.4816.400500600700

15、80090005004.24.34.44.54.6比容量（mAh/g）正极能量密度（Wh/kg） 敬请阅读末页的重要说明 5 行业深度报告 图图3：NCM551530 不同电压下不同电压下 0.2C 首次充放电曲线首次充放电曲线 图图4：高压：高压 Ni6 系与常规电压系与常规电压 Ni8 系比容量基本相当系比容量基本相当 资料来源：储能及动力电池正极材料设计与制备技术、招商证券 资料来源：储能及动力电池正极材料设计与制备技术、招商证券 表表 1：NCM551530 不同电压下不同电压下 0.2C 比容量比容量、能量密度和首次效率能量密度和首次效率 充电限制电压充电限制电

16、压 比容量（比容量（mAh/g） 平均放电电压平均放电电压 正极能量密度正极能量密度 比容量增加比容量增加 能量密度增加能量密度增加 V 充电充电 放电放电 V （Wh/kg） % % 4.2 179.1 158.4 3.82 605.1 0.0 0.0 4.3 195.3 173.7 3.85 668.6 9.7 10.5 4.4 213 188.6 3.89 733.7 19.1 21.3 4.5 226.5 200.9 3.92 787.4 26.8 30.1 4.6 235.5 207.2 3.94 816.4 30.8 34.9 资料来源：储能及动力电池正极材料设计与制备技术、招商证

17、券 2、高电压高电压不显著不显著影响影响首效，热稳定性优于高镍首效，热稳定性优于高镍 首次效率并不会随着电压升高而首次效率并不会随着电压升高而明显明显下降下降。随着电压从 4.2V升至 4.5V，NCM551530 首效甚至小幅提升，由 88.4%增至 88.7%，当电压进一步提升至 4.6V 时，降至 88%。 图图 5：NCM551530 不同充电电压下首效表现不同充电电压下首效表现 资料来源：储能及动力电池正极材料设计与制备技术、招商证券 充电电压提升和镍含量均会导致热稳定性变差充电电压提升和镍含量均会导致热稳定性变差。高电压使得更多的锂脱出后正极材料本身的结构稳定性会变差，而Ni 含量

18、升高则更容易发生阳离子混排和相变，使得稳定性更差。 但中镍高电压正极的热稳定性仍显著高于高镍常规电压但中镍高电压正极的热稳定性仍显著高于高镍常规电压。4.3V 下 NCM811仅为 218.8，相比之下，4.5V 下 NCM622放热峰值温度延后 46.9至 265.7，放热量减少 26%至 670.7J/g。 88.488.988.588.7880204060801004.24.34.44.54.6首次效率（%） 敬请阅读末页的重要说明 6 行业深度报告 图图6：NCM622 与与 NCM811 不同电压下不同电压下 DSC 曲线曲线 图图7：NCM622 与与 811 放热峰峰值温度放热峰

19、峰值温度与放热量与放热量 资料来源：储能及动力电池正极材料设计与制备技术、招商证券 资料来源：储能及动力电池正极材料设计与制备技术、招商证券 2020 年底年底欣旺达欣旺达发布“只冒烟、不起火”动力电池解决方案发布“只冒烟、不起火”动力电池解决方案，该方案采用高电压中镍三元材料体系。，该方案采用高电压中镍三元材料体系。在“加热触发电芯热失控实验” 中， 单个电芯在被触发发生热失控之后， 整个电池包只冒烟不起火， 系统自始至终都保持安全状态。该方案采用镍 5X三元材料体系，相比同行的同等能量密度的正极材料，产热比多晶三元材料低至少 20%，正极释氧温度高 30%，能量密度比当时高镍体系接近，材料

20、安全性更具优势。 中航锂电的高电压三元电池包产品中航锂电的高电压三元电池包产品已经通过中国汽车技术研究中心有限公司的针刺和热扩散试验， 为行业内首次通过三元锂电池系统针刺不起火试验。 3、成本优势凸显成本优势凸显 原材料成本方面，中镍高电压产品镍钴含量相对常用 Ni8系产品更低，前者 Ni/Co/Mn 典型配比为 65/7/28，后者典型配比为 83/11/6，另外在锂源上，中镍高电压产品可部分采用碳酸锂作为原料，而高镍产品由于烧结温度不能太高，故仅能使用熔点更低的氢氧化锂。因此综合上述原因，Ni68 高电压产品原材料成本相比高镍产品优势明显，根据最新原材料价格测算，Ni6系高电压产品单吨原材

21、料成本约 29.2万元/吨，较 Ni8 系常规电压产品低 12%，约 4万元/吨。 加工成本方面，高镍产品对氧气、湿度要求更为苛刻，须在纯氧环境中生产，调浆加工过程中须严格控制湿度，其加工成本较中镍高电压产品多 8000 元/吨左右。 表表 2：各型号单吨前驱体所含元素质量理论值（吨）：各型号单吨前驱体所含元素质量理论值（吨） 项目项目 Ni5 系系 Ni6 系系 Ni7 系系 Ni8 系系 Ni9 系系 常规电压常规电压 高电压高电压 常规电压常规电压 高电压高电压 典型摩尔比（Ni/Co/Mn) 55/15/30 65/7/28 72/5/23 83/11/6 92/5/3 理论克比容量（

22、mAh/g） 276.4 277.4 272 275.1 274.8 当前实际克比容量（mAh/g） 170 180 180 195 200 202 214 充电电压（V） 4.25 4.35 4.25 4.4 4.35 4.2 4.2 放电电压（V) 3.71 3.78 3.72 3.77 3.75 3.66 3.66 当前应用能量密度（Wh/kg） 631 680 670 735 750 739 783 目前开发中的下一代产品的预计充电电压（V) - 4.45 4.45 4.25 4.25 目前开发中的下一代产品的潜在应用能量密度（Wh/kg） - 767.6 809.8 769.6 81

23、0.3 单吨原材料成本（万元/吨） 29.0 29.2 30.6 33.2 32.4 单 Wh 原材料成本（元/Wh) 0.46 0.43 0.44 0.40 0.41 0.45 0.41 资料来源：厦钨新能公告、招商证券 备注：以 2022-6-2价格为基准。假设 Ni5系使用碳酸锂，Ni6 系使用氢氧化锂和碳酸锂各一半，Ni8系及以上使用氢氧化锂作为锂源 286.8281.2265.7218.8105.8366.9670.7906.402004006008001000NCM622-4.3VNCM622-4.4VNCM622-4.5VNCM811-4.3V放热峰峰值温度（）放热量（J/g）

24、敬请阅读末页的重要说明 7 行业深度报告 表表 3：Ni6 系高电压系高电压（4.4V）与与 Ni8 系常规电压三元材料对比系常规电压三元材料对比 Ni6 系高电压系高电压 Ni8 系常规电压系常规电压 元素配比（Ni/Co/Mn） 68/7/25 83/11/6 克比容量（mAh/g） 200 202 首次效率 87% 87% 热稳定性 一般随 Ni 含量变高而变差 循环次数（次80%） 2000 2000 充电电压 4.4 4.2 放电电压 3.77 3.66 正极材料能量密度（Wh/kg） 754 739 单吨原材料成本（万元/吨） 29.5 33.2 单 Wh 原材料成本（元/Wh)

25、0.39 0.45 加工成本 6 系高电压约低 8000 元/吨 资料来源：厦钨新能公告、招商证券 敬请阅读末页的重要说明 8 行业深度报告 二、二、高电压三元正极材料的高电压三元正极材料的挑战挑战与解决路径与解决路径 高电压下，三元锂电材料面临着晶体结构稳定性、不可逆相变、材料与电解质的界面副反应、释氧等一系列问题，最终可能导致材料循环寿命差、热稳定性低、电解液消耗、界面膜增厚、安全性能下降等一系列宏观电池失效行为。 下图为 NCM523正极材料在不同电压范围内 1C倍率下循环曲线，可以明显看到随着充电截止电压升高，材料容量保持率快速下降。充电截止电压 4.4V 时，材料 100 周后容量保

26、持率 94.8%，4.6V 下容量保持率为 69.4%，4.8V 下仅为50.3%。 图图 8：纯相：纯相 NCM523 不同不同截止电压下截止电压下 1C 循环性能循环性能 资料来源：锂离子电池高电压三元正极材料的合成与改性、招商证券 表表 4：纯相：纯相 NCM523 不同不同截止电压下截止电压下 1C100 次循环后容量保持率次循环后容量保持率 电压范围（电压范围（V） 1C100 次循环后容量保持率次循环后容量保持率（%） 3.0-4.4 94.8 3.0-4.6 69.4 3.0-4.8 50.3 资料来源：锂离子电池高电压三元正极材料的合成与改性、招商证券 另外前文也提到，随着电压

27、升高，放热峰峰值温度小幅降低，放热量有较大程度升高，表面热稳定性下降。此处不再另外前文也提到，随着电压升高，放热峰峰值温度小幅降低，放热量有较大程度升高，表面热稳定性下降。此处不再赘述赘述。 1、高电压电化学性能衰减机理高电压电化学性能衰减机理 Li/Ni 混排混排 充电 Li+脱出将形成锂位空缺，2个相邻的氧层之间产生排斥作用，驱使 Ni2+迁移到锂空位，引发 Li/Ni混排，随着混排程度加剧，后期可能演变为层状结构向岩盐相转变。 更高的电压使得更多更高的电压使得更多 Li+脱出，脱出，提升了容量但同时会提升了容量但同时会加剧阳离子混排的现象。加剧阳离子混排的现象。研究发现 NCM622 材

28、料在 4.3V 截止电压下循环 50 次后，主体结构仍然保持了良好的层状结构，但部分区域会出现过渡金属离子混排的现象，当截止电压提高到 4.5V 和 4.7WhV后材料的晶体结构衰降变得更加严重，在高的截止电压下过多的 Li+脱出导致金属阳离子进入到 Li层，这会阻挡 Li的扩散通道，减少 Li的活性点位，导致界面电荷交换阻抗的增加和可逆容量的衰降。 敬请阅读末页的重要说明 9 行业深度报告 图图 9：层状层状 NCM 的有序的有序-无序相及结构转变无序相及结构转变 资料来源：层状镍钴锰酸锂三元正极材料的研究进展、招商证券 不可逆不可逆相变相变 循环过程中正极材料会与电解液接触发生晶体相变，原

29、始层状结构转变为尖晶石相和岩盐相，这两种结构具有较低的锂离子传导率，大倍率条件下或者长时间循环下使得极化增大，容量快速衰减。 有研究表明，不可逆相变的不可逆相变的转转换程度取决于截止电压范围，换程度取决于截止电压范围，而且在高电压(4.8V)下更易形成盐岩相，这是因为高氧化环境引发了材料表面结构的氧损失，岩盐相的存在导致锂离子传输更为缓慢，从而使容量快速衰减。 敬请阅读末页的重要说明 10 行业深度报告 图图 10：循环后循环后 NCM523 材料的相变材料的相变 资料来源：三元层状正极材料失效机理及改性研究进展、招商证券 界面副反应界面副反应 有机电解液在高电压下会在高氧化活性的过渡金属离子

30、催化下自行分解， 尤其当电荷截止电压超过有机电解液的稳定尤其当电荷截止电压超过有机电解液的稳定极限时极限时，会发生电解液氧化会发生电解液氧化，并伴随着气体的并伴随着气体的产生产生。电解液分解物附着在材料表面，会阻碍锂离子在活性物质表面的迁移，界面阻抗激增，导致电池电化学性能恶化。 图图 11：NCM 三元材料表面变化示意图三元材料表面变化示意图 资料来源：锂离子电池高电压三元正极材料的合成与改性、招商证券 2、解决路径：解决路径：体相体相掺杂掺杂&表面表面包覆包覆&高电压电解液高电压电解液等等 高电压三元材料的改性方法与高电压钴酸锂类似，通常为体相掺杂和表面包覆，但二者侧重点有所差别。高电压L

31、iCoO2 材料的改性通常以掺杂改性为主， 表面包覆为辅材料的改性通常以掺杂改性为主， 表面包覆为辅， 重点提高重点提高 LiCoO2 材料在高压下的晶体结构及化学稳定性材料在高压下的晶体结构及化学稳定性，而高压三元材料的改性则是掺杂和表面包覆并重。而高压三元材料的改性则是掺杂和表面包覆并重。 体相掺杂体相掺杂 金属金属离子掺杂是抑制离子掺杂是抑制 Li/Ni 混排的一种手段，混排的一种手段， 同时也可缓解晶体相变。同时也可缓解晶体相变。 掺入锂位点的阴阳离子， 例如 Al3+、 Zr4+、 Ti4+、 敬请阅读末页的重要说明 11 行业深度报告 Mn4+、F-、PO43-等，可通过优先占据锂

32、位点来抑制 Ni2+的迁移，掺入 TM 位点的高价阳离子，可以平衡由 Ni2+带来的反位缺陷，从而通过抑制 Ni2+迁移来抑制 Li/Ni混排。此外，通过高价阳离子掺杂，形成强力金属-氧键，从而抑制金属溶解和氧空位形成，可以缓解岩盐相形成以及氧损失。 但大部分的离子掺杂均会取代一定量的 Ni，不参与充放电过程的氧化还原反应，因此会损失部分容量，故需要严格控制用量，在抑制 Li/Ni混排与维持电极容量之间达到平衡。 图图 12：Li(Ni0.5Co0.2Mn0.3)1-xZrxO2在在 3.0-4.6V 下下 1C 倍率循环性能倍率循环性能 资料来源：锂离子电池高电压三元正极材料的合成与改性、招

33、商证券 表面包覆表面包覆 表面包覆表面包覆可有效减少界面副反应，可有效减少界面副反应， 对抑制岩盐相的形成和氧损失也有着重要的作用对抑制岩盐相的形成和氧损失也有着重要的作用。 表面包覆主要目的是作为保护层,减少主体材料与电解液之间的副反应， 提高材料的循环性能,充放电过程即便形成了微裂纹， 也不会被电解液腐蚀而进一步扩大。常见包覆层有 ALD法的金属氧化物、无定形的 B 或 Al等包覆、有机包覆层等 图图 13：基体基体 NCM523 与不同与不同 Li2ZrO3包覆量样品包覆量样品 100 次循环曲线次循环曲线 资料来源：锂离子电池高电压三元正极材料的合成与改性、招商证券 敬请阅读末页的重要

34、说明 12 行业深度报告 高电压电解液高电压电解液 高电压三元正极材料需要配套高电压电解液。 高电压电解液：1）可使用比有机碳酸酯更加稳定的溶剂，从根本上拓宽电解液的氧化窗口，保证电解液即使在高电压状态下不发生分解；2）可通过加入适量的功能电解液添加剂改善其稳定性，通过优先于有机溶剂发生分解反应，反应产物覆盖在材料表面形成稳定的 SEI 膜，抑制材料与电解液之间的副反应，高电压电解液添加剂大致可分为无机添加剂和有机添加剂两类，按照化学组成可分为含磷类、含硼类、锂盐类等。 目前主要电解液生产厂商均已对高电压电解液做了相关布局。 新宙邦新宙邦：已开发出匹配高电压三元体系的电解液产品，满足动力电池对

35、于循环和高温存储的要求，兼顾低温功率，已通过部分中高端客户的认证并批量供应。 配备公司高电压三元系列电解液产品的锂离子电池能达到常温循环 2000 圈，高温循环 1500 圈以上的循环寿命，满足国内外电池厂商需求，且产品一致性水平较高。溶剂、锂盐和添加剂的含量占比分别约为 80-88%、10-14%、2-6%。 天赐材料天赐材料：三元高电压电解液开发项目已完成，可满足市场关于高能量密度 4.35V 及以上电压的需求， 欣旺达欣旺达：正在研发一种中镍高电压体系的电解液，目前开发进入收尾阶段。该电解液体系旨在实现宽工作电压窗口，提升三元高电压动力锂离子电池的界面稳定性，解决三元高电压动力锂离子电池

36、面临的高温性能和寿命性能，匹配三元高电压正极材料。 国轩高科国轩高科：收购美国巴斯夫电解液实验室及相关专利，为高电压高能量密度电池做技术储备 敬请阅读末页的重要说明 13 行业深度报告 三、三、高电压三元产业化进程高电压三元产业化进程与重点公司与重点公司 表表 5：高电压三元高电压三元产业化进展产业化进展 种类种类 公司公司 高电压三元布局高电压三元布局 正极厂正极厂 厦钨新能 目前出货主要为 4.35V 高电压产品，2021 年开发出了新款 4.4V 高电压 6 系三元材料，预计今年大幅放量，新产品能量密度略超高镍 8 系，目前已成功应用到续航里程超过 1000 公里的电动车上。4.45V

37、的 Ni7 系产品正在研发中，预计能量密度可对标 Ni9 系产品 长远锂科 高电压 4.3VWh 和 Wh4.35VWh 三元正极材料已批量用于动力电池领域，4.4VWh 三元正极材料及钴酸锂正极材料逐步应用于数码电池领域 振华新材 2018 年推出第一代中高镍低钴一次颗粒大单晶产品 ZH6000A，将钴用量由 NCM523 的 20mol.%降低到 10mol.%，同时其 4.35V 能量密度优于同电压下的 NCM523，比容量提高 5-8mAh/g，调浆加工过程中无须高镍材料所需的严格湿度控制，从而为下游客户提供相对于 NCM523 而言性价比更高的选择 当升科技 生产 4.4V 高电压型

38、 Ni5 系产品，Ni6 系产品目前做到 4.3V 容百科技 4.35V Ni6 系产品处于产线调试阶段 巴莫科技 生产 4.35V 高电压型 NCM523 电池厂电池厂 宁德时代 2021年报中提到“高电压三元产品在 700km续航以内的乘用车上得到大规模应用”，此为公司上市以来首次在公告中提及“高电压” 中创新航 主打高电压三元电池产品。 公司高电压三元电池具有高能量密度、 长寿命及优异安全性的特点，成为乘用车的最佳电池系统解决方案之一，并实现大规模装机。2020年在全球率先采用高电压三元电池材料技术量产 590模组电池，并安装在主要客户广汽埃安设计的 Aion-LX车型上，成为国内首款续

39、航里程超过 600公里的 SUV电动车型之一。 另外公司开发了 100kWh的电池系统产品，能量密度达到 225Wh/kg，属于业内首创 蜂巢能源 主推高电压 NCMA四元材料较 8系 NCM性价比突出，可承受 4.35V高电压，属于中镍材料，具有安全、性价比高的特点：1）能量密度：达到 265WH/kg，0.1C和 1C放电容量分别为 203和 188mAh/g，接近 NCM811水平（分别 205和 190mAh/g）；2）DSC热稳定性：放电分解温度较 NCM811高 20以上（248 VS 225）；3）高温产气：降低 25%以上；4）循环性能：具备 50次无容量衰减循环（99.5%）

40、，NCM811为 97.5% 孚能科技 中镍高电压产品在 2021年持续出货 领湃新能源 2021年 3月发布了一款高电压中镍 VDA355电池产品，能量密度达 222Wh/kg以上，可满足目前主流的 500-600公里长续航车型要求，循环寿命达 1800次 瑞浦能源 瑞浦能源开发的第三代高比能三元电池产品，容量 190Ah（260Wh/Kg），为 523中镍高电压体系， 将取代目前第二代 VDA高比能电池 177Ah （250Wh/Kg） ， 预计续驶里程可以直接提升 20%，在不改变电池 PACK设计排布的前提下，可以实现 600km以上续驶里程 资料来源：公司公告、公司官网、招商证券 1

41、、厦钨新能厦钨新能 高电压钴酸锂证明公司技术实力高电压钴酸锂证明公司技术实力。钴酸锂是充分市场竞争的市场，终端客户均为世界知名消费电子企业，对技术和品质要求较高，钴酸锂产品的技术发展一直集中于高电压、高容量，公司通过持续不断的努力，在 4.4V 这一代产品凭借自己技术、品质上的优势赶上并超越海内外先进对手，4.45V 以后的产品，公司一直处于领先位置，市场占有率不断得到提升，目前已成为全球龙头。公司由以 4.40V 系列产品为主快速切换为以 4.45V、4.48V 系列产品为主，相应的克比容量由 176mAh/g 提升至 190mAh/g 以上。目前公司 4.5V 钴酸锂产品也已开始批量供货，

42、4.55V 系列产品正处于研发进程中。 公司三元材料基本以高电压（公司三元材料基本以高电压（4.35V+）产品为主。）产品为主。公司目前出货主要为 4.35V 高电压产品，2021 年公司开发出了新年公司开发出了新款款 4.4V 高电压高电压 6 系三元材料，预计今年实现万吨级放系三元材料，预计今年实现万吨级放量，量，新产品能量密度略超高镍 8 系，目前已成功应用到续航里程超过 1000 公里的电动车上。4.45V 的的 Ni7 系产品正在研发中系产品正在研发中，预计能量密度可对标预计能量密度可对标 Ni9 系系产品产品。 敬请阅读末页的重要说明 14 行业深度报告 图图 14：厦钨新能正极材

43、料产销量数据（单位：万吨）厦钨新能正极材料产销量数据（单位：万吨） 图图 15：厦钨新能不同型号三元产品销售收入占比厦钨新能不同型号三元产品销售收入占比 资料来源：厦钨新能招股说明书、招商证券 资料来源：厦钨新能招股说明书、招商证券 2、长远锂科（电新）长远锂科（电新） 公司公司高电压高电压 4.35V 和和 4.4V 三元正极材料已批量用于动力电池领域。三元正极材料已批量用于动力电池领域。公司通过使用特殊材料对正极材料粉末进行均匀包覆，可以实现优化产品加工性能、提高产品容量、增强产品电化学稳定性等目的，有效改善产品特性。与基体体相掺杂结合以改善产品稳定性，减缓循环和存储过程中电极材料界面副反

44、应，抑制高温高电压下产气。技术革新有效降技术革新有效降本。本。 公司新一代 65 系高电压单晶降钴产品打破传统工艺， 采用低成本粗颗粒锂源， 在成本降低的同时产能大幅提升。 高镍方面，高镍方面，公司新一代高镍低钴 Ni83 单晶产品，较第一代产品成本显著降低，吨级样品已通过宁德时代测试。高镍Ni88 单晶前驱体及正极材料的开发已进入试产阶段，更高镍 9 系单晶产品率先完成设计开发，客户进入吨级试产阶段。且 NCA 材料开发进展顺利，吨级样品导入国际电动工具龙头企业。 3、振华新材（电新）振华新材（电新） 专注单晶三元领域。专注单晶三元领域。一般来说中镍高电压产品均为单晶，公司 2009 年推出

45、第一代一次颗粒大单晶 NCM523，属于国内外较早完成 NCM 正极材料一次颗粒大单晶材料的研发及生产的企业。 2018 年起陆续开发一次颗粒大单晶中高镍低钴 6系等产品，4.35V 下能量密度优于同电压下的 NCM523，比容量提高 5-8mAh/g，研发并储备的中高镍低钴一次颗粒大单晶材料合成技术等多项核心技术，顺应了新能源汽车高性价比、高能量密度的发展方向，目前已成功实现量产。 三次烧结拓宽兼容，表面改性提升性能。三次烧结拓宽兼容，表面改性提升性能。公司特有的三次烧结工艺在三元前驱体选择的宽泛性、工艺兼容性和产品的晶体结构完整性等方面具有一定优势，而表面改性技术降低材料游离锂，一次颗粒大

46、单晶镍钴锰三元材料合成技术实现了涵盖从中镍、 中高镍到高镍大单晶三元材料的批量生产， 兼具循环寿命， 能量密度及游离锂水平控制等性能优势。 图图 16：振华新材与行业大单晶材料发展时间对比图振华新材与行业大单晶材料发展时间对比图 资料来源：振华新材招股说明书、招商证券 2.44.15.07.12.44.04.97.208201920202021产量销量46%13%14%33%32%45%19%55%40%0%20%40%60%80%100%120%201820192020Ni3系Ni5系Ni6系Ni8系其他 敬请阅读末页的重要说明 15 行业深度报告 四、四、风险提示风险

47、提示 1、新能源车销量不及预期新能源车销量不及预期 若最终新能源车渗透率不及预期，将影响三元锂离子电池的市场需求，造成行业增速不及预期。 2、技术路线变动、技术路线变动 若未来新能源汽车动力电池的主流技术路线发生不利变化，三元锂电池的市场需求将会受到较大影响，从而对行业的未来景气度造成重大不利影响。 3、钴、镍、钴、镍、锂等金属、锂等金属价格大幅价格大幅上行上行 若市场原材料供应短缺，价格大幅上行，三元行业的成本劣势可能进一步放大，影响三元锂离子电池市场份额。 敬请阅读末页的重要说明 16 行业深度报告 分析师承诺分析师承诺 负责本研究报告的每一位证券分析师，在此申明，本报告清晰、准确地反映了

48、分析师本人的研究观点。本人薪酬的任何部分过去不曾与、现在不与，未来也将不会与本报告中的具体推荐或观点直接或间接相关。 刘文平：刘文平：招商证券有色金属首席分析师。中科院理学硕士，中南大学本科。10 年有色金属和新材料研究和投资经验。曾获金牛最佳分析师、水晶球最佳分析师、金翼分析师、同花顺最具影响力分析师、wind 最具影响力分析等。 刘伟洁：刘伟洁：招商证券有色研究员。中南大学硕士，11 年有色金属行业研究经验。2017 年加入招商证券。 赖如川：赖如川：招商证券有色研究员。中国人民大学金融硕士、理学学士，曾就职于中国银行总行。2021 年加入招商证券。 杜开欣：杜开欣：招商证券有色研究员。香

49、港中文大学会计理学硕士，吉林大学本科。2021 年加入招商证券。 投资评级定义投资评级定义 公司短期评级公司短期评级 以报告日起 6 个月内，公司股价相对同期市场基准（沪深 300 指数）的表现为标准： 强烈推荐：公司股价涨幅超基准指数 20%以上 审慎推荐：公司股价涨幅超基准指数 5-20%之间 中性： 公司股价变动幅度相对基准指数介于5%之间 回避： 公司股价表现弱于基准指数 5%以上 公司长期评级公司长期评级 A：公司长期竞争力高于行业平均水平 B：公司长期竞争力与行业平均水平一致 C：公司长期竞争力低于行业平均水平 行业投资评级行业投资评级 以报告日起 6 个月内，行业指数相对于同期市

50、场基准（沪深 300指数）的表现为标准： 推荐：行业基本面向好，行业指数将跑赢基准指数 中性：行业基本面稳定，行业指数跟随基准指数 回避：行业基本面向淡，行业指数将跑输基准指数 重要声明重要声明 本报告由招商证券股份有限公司（以下简称“本公司”）编制。本公司具有中国证监会许可的证券投资咨询业务资格。本报告基于合法取得的信息，但本公司对这些信息的准确性和完整性不作任何保证。本报告所包含的分析基于各种假设，不同假设可能导致分析结果出现重大不同。报告中的内容和意见仅供参考，并不构成对所述证券买卖的出价，在任何情况下，本报告中的信息或所表述的意见并不构成对任何人的投资建议。除法律或规则规定必须承担的责