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責(zé)編·作者：沈照明
三元前驅(qū)體和正極材料
三元前驅(qū)體是鎳鈷錳三元復(fù)合氫氧化物，化學(xué)式NixCoyMn(1-x-y)(OH)2或NixCoyAl(1-x-y)(OH)(3-X-Y)，主要通過(guò)硫酸鎳、硫酸鈷、硫酸錳等原料生產(chǎn)，由于鐵元素雜質(zhì)對(duì)電池穩(wěn)定性影響較大，所以三元前驅(qū)體生產(chǎn)過(guò)程中需要進(jìn)行除鐵。
三元正極材料為鎳鈷錳（鋁）酸鋰復(fù)合材料，化學(xué)式一般為L(zhǎng)iNixCoyMn(1-x-y)O2或LiNixCoyAl(1-x-y)O2，主要通過(guò)鋰鹽與前驅(qū)體生產(chǎn)，NCM811和NCA等高鎳系主要通過(guò)氫氧化鋰與前驅(qū)體生產(chǎn)，NCM111、NCM523等低鎳系主要通過(guò)碳酸鋰和前驅(qū)體生產(chǎn)。正極材料與石墨負(fù)極、隔膜以及電解液經(jīng)過(guò)組裝、加工生產(chǎn)三元電池，三元電池下游主要包括新能源汽車(chē)、電子設(shè)備以及電動(dòng)類(lèi)工具等。
不同類(lèi)型的三元前驅(qū)體和正極材料鎳含量不同。三元前驅(qū)體中，最低的NCM111正極材料鎳含量21.1%，最高的NCM811正極材料鎳含量50.8%，鎳含量差距較大。三元正極材料隨著鎳含量的提升，能量密度增加。從鎳含量來(lái)看，高鎳材料是低鎳的兩倍有余，三元材料的高鎳化趨勢(shì)對(duì)鎳需求的拉動(dòng)作用明顯。
三元材料市場(chǎng)快速發(fā)展
中國(guó)產(chǎn)能占比高
全球三元前驅(qū)體產(chǎn)能90%在中國(guó)，分布比較集中。中國(guó)三元前驅(qū)體產(chǎn)量從2016年的7.5萬(wàn)噸增加到2020年的33.4萬(wàn)噸，年化增速45%，主要因?yàn)樾履茉雌?chē)市場(chǎng)的快速發(fā)展以及三元電池應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大。印尼政府比較重視電池產(chǎn)業(yè)鏈的布局，又擁有豐富的鎳礦資源，隨著紅土鎳礦濕法項(xiàng)目在印尼逐步投產(chǎn)，未來(lái)印尼三元前驅(qū)體產(chǎn)能可能會(huì)有大的提升。
三元正極材料產(chǎn)能分布相對(duì)分散，我國(guó)三元前驅(qū)體部分內(nèi)銷(xiāo)，部分出口海外。隨著海外三元正極材料產(chǎn)能增長(zhǎng)，我國(guó)三元前驅(qū)體出口高速增長(zhǎng)，從2017年的2.9萬(wàn)噸增長(zhǎng)至2020年的11.2萬(wàn)噸，年化增長(zhǎng)57%，占國(guó)內(nèi)產(chǎn)量的比例從2017年的21.7%，增長(zhǎng)至2020年的33.5%，提升幅度明顯，這意味著海外三元正極材料產(chǎn)能擴(kuò)張較快，全球三元材料的集中度在下降。
受益于電池產(chǎn)能的擴(kuò)張，我國(guó)三元材料出貨量高速增長(zhǎng)，從2016年的5.4萬(wàn)噸增長(zhǎng)至2020年的23.6萬(wàn)噸，年化增速44%。我國(guó)三元材料產(chǎn)能在全球占比低于三元前驅(qū)體，2019年占比56%，較2016年下降4個(gè)百分點(diǎn)，有逐年下降的趨勢(shì)。
高鎳化趨勢(shì)繼續(xù)
鎳需求進(jìn)一步提升
由于鈷價(jià)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于鎳價(jià)，目前是鎳價(jià)的近三倍，且來(lái)源地比較單一，供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)高，價(jià)格波動(dòng)大，對(duì)企業(yè)生產(chǎn)不利，企業(yè)采用高鎳型材料，減少鈷用量，可以降低原材料成本。從三元前驅(qū)體價(jià)格來(lái)看，NCM111高于NCM622高于NCM523，基本跟原料價(jià)格高低相匹配（電解鈷>電解鎳>電解錳）。NCM811正極材料因?yàn)榧夹g(shù)不成熟，產(chǎn)能規(guī)模受限，導(dǎo)致制造費(fèi)用高，產(chǎn)品也更貴些。
此外，高鎳化可以提升三元材料能量密度，增加電池帶電量，提高新能源車(chē)的行駛里程。雖然高鎳化容易造成電池不穩(wěn)定，降低安全性，但是隨著三元電池?zé)峥叵到y(tǒng)逐步成熟，電池的安全性能逐漸提高，電池控制系統(tǒng)較好的廠商，電池安全基本可以得到保障。
全球前驅(qū)體90%產(chǎn)能在中國(guó)，所以三元前驅(qū)體各類(lèi)型比例基本和全球相同，我國(guó)NCM811和NCA前驅(qū)體占比從2018年的17%，增長(zhǎng)至2020年的26%，NCM811和NCA三元材料也從2018年的約8%，提升至2020年的25%。從三元材料不同類(lèi)型分布來(lái)看，三元材料高鎳化趨勢(shì)明顯，說(shuō)明大部分車(chē)企還是選擇高鎳化的發(fā)展方向。隨著技術(shù)進(jìn)步以及產(chǎn)能的擴(kuò)張，高鎳三元材料成本將逐步下降，成本劣勢(shì)將弱化，而電池的安全性將逐步提升，預(yù)計(jì)高鎳材料占比將繼續(xù)提升。
受益于能源車(chē)市場(chǎng)的快速發(fā)展，三元材料產(chǎn)量保持高速增長(zhǎng)，市場(chǎng)規(guī)模的擴(kuò)大以及高鎳化的發(fā)展方向，均帶動(dòng)鎳需求快速增加，國(guó)內(nèi)三元前驅(qū)體對(duì)鎳需求量從2018年的7.9萬(wàn)金屬?lài)?，增長(zhǎng)至2020年的12.9萬(wàn)金屬?lài)崳鲩L(zhǎng)28%（弱于新能源車(chē)市場(chǎng)的增速，主要因?yàn)槿姵仄渌掠卧鏊佥^慢）。
據(jù)筆者測(cè)算，三元前驅(qū)體鎳需求量28%的增速，三元前驅(qū)體市場(chǎng)規(guī)模擴(kuò)大貢獻(xiàn)約23%，三元材料的高鎳化貢獻(xiàn)約5%，高鎳化對(duì)鎳需求的帶動(dòng)比較明顯。根據(jù)國(guó)內(nèi)前驅(qū)體產(chǎn)量在全球的比例，估算2020年全球前驅(qū)體對(duì)鎳的需求約14萬(wàn)金屬?lài)崳仍鲩L(zhǎng)約10%，預(yù)計(jì)2021年需求量約19萬(wàn)金屬?lài)崱?/div>
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