責編·作者：沈照明

 

　　三元前驅體和正極材料

 

　　三元前驅體是鎳鈷錳三元復合氫氧化物，化學式NixCoyMn(1-x-y)(OH)2或NixCoyAl(1-x-y)(OH)(3-X-Y)，主要通過硫酸鎳、硫酸鈷、硫酸錳等原料生產，由于鐵元素雜質對電池穩(wěn)定性影響較大，所以三元前驅體生產過程中需要進行除鐵。

 

　　三元正極材料為鎳鈷錳（鋁）酸鋰復合材料，化學式一般為LiNixCoyMn(1-x-y)O2或LiNixCoyAl(1-x-y)O2，主要通過鋰鹽與前驅體生產，NCM811和NCA等高鎳系主要通過氫氧化鋰與前驅體生產，NCM111、NCM523等低鎳系主要通過碳酸鋰和前驅體生產。正極材料與石墨負極、隔膜以及電解液經過組裝、加工生產三元電池，三元電池下游主要包括新能源汽車、電子設備以及電動類工具等。

 

　　不同類型的三元前驅體和正極材料鎳含量不同。三元前驅體中，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。從鎳含量來看，高鎳材料是低鎳的兩倍有余，三元材料的高鎳化趨勢對鎳需求的拉動作用明顯。

 

　　三元材料市場快速發(fā)展

　　中國產能占比高

 

　　全球三元前驅體產能90%在中國，分布比較集中。中國三元前驅體產量從2016年的7.5萬噸增加到2020年的33.4萬噸，年化增速45%，主要因為新能源汽車市場的快速發(fā)展以及三元電池應用領域的擴大。印尼政府比較重視電池產業(yè)鏈的布局，又擁有豐富的鎳礦資源，隨著紅土鎳礦濕法項目在印尼逐步投產，未來印尼三元前驅體產能可能會有大的提升。

 

　　三元正極材料產能分布相對分散，我國三元前驅體部分內銷，部分出口海外。隨著海外三元正極材料產能增長，我國三元前驅體出口高速增長，從2017年的2.9萬噸增長至2020年的11.2萬噸，年化增長57%，占國內產量的比例從2017年的21.7%，增長至2020年的33.5%，提升幅度明顯，這意味著海外三元正極材料產能擴張較快，全球三元材料的集中度在下降。

 

　　受益于電池產能的擴張，我國三元材料出貨量高速增長，從2016年的5.4萬噸增長至2020年的23.6萬噸，年化增速44%。我國三元材料產能在全球占比低于三元前驅體，2019年占比56%，較2016年下降4個百分點，有逐年下降的趨勢。

 

　　高鎳化趨勢繼續(xù)

　　鎳需求進一步提升

 

　　由于鈷價遠遠高于鎳價，目前是鎳價的近三倍，且來源地比較單一，供應風險高，價格波動大，對企業(yè)生產不利，企業(yè)采用高鎳型材料，減少鈷用量，可以降低原材料成本。從三元前驅體價格來看，NCM111高于NCM622高于NCM523，基本跟原料價格高低相匹配（電解鈷>電解鎳>電解錳）。NCM811正極材料因為技術不成熟，產能規(guī)模受限，導致制造費用高，產品也更貴些。

 

　　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，但是隨著三元電池熱控系統(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。

 

　　全球前驅體90%產能在中國，所以三元前驅體各類型比例基本和全球相同，我國NCM811和NCA前驅體占比從2018年的17%，增長至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%。從三元材料不同類型分布來看，三元材料高鎳化趨勢明顯，說明大部分車企還是選擇高鎳化的發(fā)展方向。隨著技術進步以及產能的擴張，高鎳三元材料成本將逐步下降，成本劣勢將弱化，而電池的安全性將逐步提升，預計高鎳材料占比將繼續(xù)提升。

 

　　受益于能源車市場的快速發(fā)展，三元材料產量保持高速增長，市場規(guī)模的擴大以及高鎳化的發(fā)展方向，均帶動鎳需求快速增加，國內三元前驅體對鎳需求量從2018年的7.9萬金屬噸，增長至2020年的12.9萬金屬噸，增長28%（弱于新能源車市場的增速，主要因為三元電池其他下游增速較慢）。

 

　　據筆者測算，三元前驅體鎳需求量28%的增速，三元前驅體市場規(guī)模擴大貢獻約23%，三元材料的高鎳化貢獻約5%，高鎳化對鎳需求的帶動比較明顯。根據國內前驅體產量在全球的比例，估算2020年全球前驅體對鎳的需求約14萬金屬噸，同比增長約10%，預計2021年需求量約19萬金屬噸。