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三元正极材料近年来的发展情况和未来趋势
2022-12-26 来源：碳酸钙网 点击量：356
在新能源汽车补贴退坡直至取消、上游锂盐、钴盐等原材料价格大幅上涨的背景下，正极材料产品的性价比成为行业发展趋势及各企业研发重点
自2019年下半年开始，各类新能源车型补贴退坡超过50%，2020年至2022年，新能源汽车补贴在上一年基础上进一步退坡。新能源汽车购置补贴政策于2022年12月31日终止，2022年12月31日之后上牌的车辆不再给予补贴。新能源汽车补贴退坡直至取消，推高了消费者购买新能源汽车的成本。此外，正极材料上游原材料价格近期呈快速上涨态势。
截至2022年9月末，上游原材料电池级碳酸锂不含税价格达45.40万元/吨，较2021年初上涨868.02%；硫酸钴不含税价格达5.53万元/吨，较2021年初上涨8.64%；硫酸镍不含税价格达3.47万元/吨，较2021年初上涨27.57%。新能源汽车补贴退坡直至取消、上游原材料价格快速上涨向下游传导，为避免对终端需求造成冲击，降低整体生产成本、开发低成本的正极材料成为行业发展趋势及各企业研发重点。
在此背景下，一方面，凭借相对三元正极材料的低成本优势，磷酸铁锂正极材料应用比例不断上升，根据中国汽车动力电池产业创新联盟数据，磷酸铁锂动力电池装机量占比由2020年的36.65%提升至2021年的51.65%；另一方面，根据各元素比较价格，通过降低钴元素摩尔比含量实现低钴/无钴化（钴含量摩尔比≤10%或为0），已成为行业内各企业研发重点，部分企业已成功开发中高镍低钴/无钴产品并实现批量供货。
凭借相对锂离子电池的性价比优势，钠离子电池及上游材料行业预计将在储能、中低续航里程电动车、工程车、小动力等领域出现较多的发展机会
一方面，自2021年以来，电池级碳酸锂市场价格快速上涨，带动下游正极材料及锂离子电池的成本快速上升，给锂电池产业链企业的成本控制、生产经营及盈利能力带来较大挑战。另一方面，2020年，我国提出2030年“碳达峰”与2060年“碳中和”目标。
伴随着我国对化石能源发电的限制，以风电、水电、光伏等清洁能源为主的新能源装机量和发电量快速攀升。然而，新能源发电具有较强的波动性与不可预测性，因此对发电侧和电网侧储能配套提出了较高需求，储能产品应用的普及有助于绿色能源的广泛利用。电化学储能作为新型储能技术，相较于传统的机械储能（如抽水蓄能）受地理条件影响较小，建设周期短，可灵活运用于电力系统各环节及其他各类场景中，随着相关技术的逐步成熟和成本的降低逐渐成为储能新增装机的主流。
2021年7月，国家发改委、国家能源局联合发布《关于加快推动新型储能发展的指导意见》，其中明确指出到2025年，实现新型储能从商业化初期向规模化发展转变，装机规模达3,000万千瓦以上；到2030年，实现新型储能全面市场化发展。根据高工锂电（GGII）数据，2021年国内储能电池出货量48GWh，同比增长2.6倍；预计2022年国内储能电池仍将保持快速增长，保守预计年出货量有望突破90GWh，同比增长88%，储能电池市场迎来快速增长期。目前，我国储能电池以磷酸铁锂电池为主，但锂盐价格的快速上涨也给储能电池的低成本应用带来较大挑战。
在此背景下，为匹配储能、新能源汽车市场需求，行业内正寻求储量更加丰富、成本更加低廉且电化学性能及安全性具有保障的新型材料体系电池。相较于锂元素，钠元素具有更丰富的储量、更低廉的价格（地壳中钠含量约为2.64%，锂含量约为0.0065%）。
同时，钠离子电池的电化学性能更加稳定，安全性优于锂离子电池。而钠离子电池的劣势在于，钠离子半径及原子质量大于锂离子，其理论能量密度低于锂离子电池，但在储能、中低续航里程电动车、工程车、小动力等领域，能量密度不足可接受或通过尺寸和质量弥补。
2022年6月1日，国家发展改革委、国家能源局等9部门联合印发《“十四五”可再生能源发展规划》，提出加强钠离子电池等高能量密度储能技术的研发。从行业实践来看，包括宁德时代在内的行业头部企业，也正在布局成本更具优势、电化学性能更加稳定的钠离子电池产业链。因此，钠离子电池及上游材料行业预计将在储能、中低续航里程电动车、工程车、小动力等领域出现较多的发展机会。
高镍三元正极材料高能量密度的特性契合高端新能源汽车的续航需求，未来具备较大市场空间，是各三元正极材料厂商技术研发及产业化的重点方向
按照镍含量的差异，三元正极材料可以分为低镍（以NCM333等3系为主）、中镍（以NCM523等5系为主）、中高镍（以NCM613、Ni65等6系为主）和高镍（以NCM811等8系为主），各款正极材料能量密度会随着镍含量的提高而增加。
2017年2月，我国工信部、发改委、科技部、财政部四部委联合发布《促进汽车动力电池产业发展行动方案》指出：到2020年，新型锂离子动力电池单体比能量超过300wh/kg；系统比能量力争达到260wh/kg、成本降至1元/wh以下。
高镍三元正极材料的能量密度高于其他类型正极材料，符合提高能量密度的趋势要求，可有效满足新能源汽车尤其是高端新能源汽车对长续航里程的需求。根据鑫椤资讯数据，2021年国内高镍8系三元正极材料产量14.4万吨（含出口部分），同比增长211.58%，占三元正极材料整体产量的比例为36.20%，同比提升14.20个百分点。随着消费需求逐步引导至新能源汽车，消费者对新能源车型续航里程等要求的进一步提升，预计匹配高镍三元正极材料的高端新能源汽车市场潜力将逐步释放。
在此背景下，各三元正极材料生产企业纷纷将高镍8系、9系三元材料作为技术研发及产业化的重点方向，预计未来高镍三元正极材料仍将保持增长态势。
自2019年下半年开始，各类新能源车型补贴退坡超过50%，2020年至2022年，新能源汽车补贴在上一年基础上进一步退坡。新能源汽车购置补贴政策于2022年12月31日终止，2022年12月31日之后上牌的车辆不再给予补贴。新能源汽车补贴退坡直至取消，推高了消费者购买新能源汽车的成本。此外，正极材料上游原材料价格近期呈快速上涨态势。
截至2022年9月末，上游原材料电池级碳酸锂不含税价格达45.40万元/吨，较2021年初上涨868.02%；硫酸钴不含税价格达5.53万元/吨，较2021年初上涨8.64%；硫酸镍不含税价格达3.47万元/吨，较2021年初上涨27.57%。新能源汽车补贴退坡直至取消、上游原材料价格快速上涨向下游传导，为避免对终端需求造成冲击，降低整体生产成本、开发低成本的正极材料成为行业发展趋势及各企业研发重点。
在此背景下，一方面，凭借相对三元正极材料的低成本优势，磷酸铁锂正极材料应用比例不断上升，根据中国汽车动力电池产业创新联盟数据，磷酸铁锂动力电池装机量占比由2020年的36.65%提升至2021年的51.65%；另一方面，根据各元素比较价格，通过降低钴元素摩尔比含量实现低钴/无钴化（钴含量摩尔比≤10%或为0），已成为行业内各企业研发重点，部分企业已成功开发中高镍低钴/无钴产品并实现批量供货。
凭借相对锂离子电池的性价比优势，钠离子电池及上游材料行业预计将在储能、中低续航里程电动车、工程车、小动力等领域出现较多的发展机会
一方面，自2021年以来，电池级碳酸锂市场价格快速上涨，带动下游正极材料及锂离子电池的成本快速上升，给锂电池产业链企业的成本控制、生产经营及盈利能力带来较大挑战。另一方面，2020年，我国提出2030年“碳达峰”与2060年“碳中和”目标。
伴随着我国对化石能源发电的限制，以风电、水电、光伏等清洁能源为主的新能源装机量和发电量快速攀升。然而，新能源发电具有较强的波动性与不可预测性，因此对发电侧和电网侧储能配套提出了较高需求，储能产品应用的普及有助于绿色能源的广泛利用。电化学储能作为新型储能技术，相较于传统的机械储能（如抽水蓄能）受地理条件影响较小，建设周期短，可灵活运用于电力系统各环节及其他各类场景中，随着相关技术的逐步成熟和成本的降低逐渐成为储能新增装机的主流。
2021年7月，国家发改委、国家能源局联合发布《关于加快推动新型储能发展的指导意见》，其中明确指出到2025年，实现新型储能从商业化初期向规模化发展转变，装机规模达3,000万千瓦以上；到2030年，实现新型储能全面市场化发展。根据高工锂电（GGII）数据，2021年国内储能电池出货量48GWh，同比增长2.6倍；预计2022年国内储能电池仍将保持快速增长，保守预计年出货量有望突破90GWh，同比增长88%，储能电池市场迎来快速增长期。目前，我国储能电池以磷酸铁锂电池为主，但锂盐价格的快速上涨也给储能电池的低成本应用带来较大挑战。
在此背景下，为匹配储能、新能源汽车市场需求，行业内正寻求储量更加丰富、成本更加低廉且电化学性能及安全性具有保障的新型材料体系电池。相较于锂元素，钠元素具有更丰富的储量、更低廉的价格（地壳中钠含量约为2.64%，锂含量约为0.0065%）。
同时，钠离子电池的电化学性能更加稳定，安全性优于锂离子电池。而钠离子电池的劣势在于，钠离子半径及原子质量大于锂离子，其理论能量密度低于锂离子电池，但在储能、中低续航里程电动车、工程车、小动力等领域，能量密度不足可接受或通过尺寸和质量弥补。
2022年6月1日，国家发展改革委、国家能源局等9部门联合印发《“十四五”可再生能源发展规划》，提出加强钠离子电池等高能量密度储能技术的研发。从行业实践来看，包括宁德时代在内的行业头部企业，也正在布局成本更具优势、电化学性能更加稳定的钠离子电池产业链。因此，钠离子电池及上游材料行业预计将在储能、中低续航里程电动车、工程车、小动力等领域出现较多的发展机会。
高镍三元正极材料高能量密度的特性契合高端新能源汽车的续航需求，未来具备较大市场空间，是各三元正极材料厂商技术研发及产业化的重点方向
按照镍含量的差异，三元正极材料可以分为低镍（以NCM333等3系为主）、中镍（以NCM523等5系为主）、中高镍（以NCM613、Ni65等6系为主）和高镍（以NCM811等8系为主），各款正极材料能量密度会随着镍含量的提高而增加。
2017年2月，我国工信部、发改委、科技部、财政部四部委联合发布《促进汽车动力电池产业发展行动方案》指出：到2020年，新型锂离子动力电池单体比能量超过300wh/kg；系统比能量力争达到260wh/kg、成本降至1元/wh以下。
高镍三元正极材料的能量密度高于其他类型正极材料，符合提高能量密度的趋势要求，可有效满足新能源汽车尤其是高端新能源汽车对长续航里程的需求。根据鑫椤资讯数据，2021年国内高镍8系三元正极材料产量14.4万吨（含出口部分），同比增长211.58%，占三元正极材料整体产量的比例为36.20%，同比提升14.20个百分点。随着消费需求逐步引导至新能源汽车，消费者对新能源车型续航里程等要求的进一步提升，预计匹配高镍三元正极材料的高端新能源汽车市场潜力将逐步释放。
在此背景下，各三元正极材料生产企业纷纷将高镍8系、9系三元材料作为技术研发及产业化的重点方向，预计未来高镍三元正极材料仍将保持增长态势。
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