三元正极材料 头豹词条报告系列

Leadleo.com 客服电话：400-072-5588 三元正极材料头豹词条报告系列 李卿云 2023-06-13未经平台授权，禁止转载版权有问题？点此投诉 能源、采矿业/能源设备与服务/能源设备与服务 能源 行业： 三元锂电池 三元正极材料 三元前驱体 关键词： 行业定义 锂离子电池正极材料 （Lithiumionbattery… AI访谈 行业分类 三元正极材料根据原料成分，主要可分为镍钴锰酸锂与镍… AI访谈 行业特征 高镍三元正极材料相较于常规三元正极材料能量密度更高… AI访谈 发展历程 三元正极材料行业目前已达到3个阶段 AI访谈 产业链分析 上游分析中游分析下游分析 AI访谈 行业规模 中国三元正极材料下游主要应用于新能源汽车动力电池，… AI访谈数据图表 政策梳理 三元正极材料行业相关政策6篇 AI访谈 竞争格局 中国三元正极材料行业格局呈头部集中现象，竞争较为激… AI访谈数据图表 摘要锂离子电池正极材料（Lithiumionbatterycathodematerial）是锂离子电池中作为正极活性物质的材料，三元正极材料作为锂离子电池正极材料的一种，属于多元金属复合氧化物，主要包括镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂等，目前主要用于乘用车动力电池，并在消费电子领域替代了部分钴酸锂的市场。三元正极材料近年来呈现高镍化发展趋势，高镍三元正极材料相较于常规三元正极材料能量密度更高，可以更轻重量携带更多电量，满足消费者高续航里程及智能驾驶的高耗电需求，因此成为海内外中高端车企共同选择的技术路线。三元正极材料的工艺技术复杂，生产过程控制严格，研发难度大、周期长，重视技术经验积累，工艺技术壁垒较高。三元正极材料的品质认证周期较长，正极材料生产企业一旦进入客户的供应商体系，一般不会被轻易更换。动力电池三元正极材料市场规模整体呈高速增长态势，2018年至2021年市场规模年均复合增长率为29.5%，2022年市场规模达34.4万吨，预计2027年市场规模将达258.2万吨，2022年至2027年市场规模年均复合增长率达49.7%。预计未来三元正极材料受益于下游新能源汽车需求拉动与电池技术革新，市场规模有望持续扩张。 三元正极材料行业定义[1] 锂离子电池正极材料（Lithiumionbatterycathodematerial）是锂离子电池中作为正极活性物质的材 料，正极材料是决定锂离子电池性能的关键材料之一，也是目前商业化锂离子电池中主要的锂离子来源。三元正 极材料作为锂离子电池正极材料的一种，属于多元金属复合氧化物，主要包括镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂等，目前主要用于乘用车动力电池，并在消费电子领域替代了部分钴酸锂的市场。 [1]1：http://www.cbea.c… 2：http://www.cninfo.… 3：光华科技2022年年度报… 三元正极材料行业分类[2] 三元正极材料根据原料成分，主要可分为镍钴锰酸锂与镍钴铝酸锂。 三元正极材料行业分类（按原料成分分类） 镍钴锰酸锂 镍钴锰酸锂（NCM）是目前国内应用最为广泛的一种三元正极材料，化学式为LiNixCoyMnzO2 （x+y+z=1）。NCM三元正极材料中的镍含量愈高，材料比容量愈大。NCM三元正极材料由新加坡国立大学的ZhaolinLiu等人于1999年提出，聚集了镍基材料的高容量、钴基材料的长循环寿命和锰基材料的低成本、高安全性特点。 三元正极材料分类 镍钴铝酸锂 镍钴铝酸锂（NCA）属于三元正极材料的一种，化学式为LiNixCoyAlzO2（x+y+z=1）。NCA三元正极材料具有循环寿命长、能量密度高、环境污染少等优点，是最具潜力的锂离子动力电池正极材料之一。相较于NCM三元正极材料，NCA中Al-O键的键能 （512kJ/mol）高于NCM中Mn-O键的键能 （402kJ/mol），因此在具有相同镍、钴含量的情况下，NCA三元正极材料拥有更好的结构稳定性。然而当镍含量过高（Ni≥80%）时，NCA三元正极材料在充放电过程中的阳离子混排和不可逆相变等问题会加剧，导致结构不稳定和容量衰减。 [2]1：http://www.cninfo.… 2：容百科技2022年年度报… 三元正极材料行业特征[3] 高镍三元正极材料相较于常规三元正极材料能量密度更高，可以更轻重量携带更多电量，满足消费者高续航里程及智能驾驶的高耗电需求，因此成为海内外中高端车企共同选择的技术路线。随着高镍技术成熟、良率提 升、材料体系规模化，高能量密度优势凸显，电池综合成本降低，高镍电池市场占比将进一步提升。三元正极材料的工艺技术复杂，生产过程控制严格，研发难度大、周期长，重视技术经验积累，工艺技术壁垒较高。作为动力电池的核心原料之一，三元正极材料对动力电池各项关键性能具有较大影响，基于产品稳定性及安全性考虑， 三元正极材料的品质认证周期较长，正极材料生产企业一旦进入客户的供应商体系，一般不会被轻易更换。 1高镍化发展 三元正极材料近年来呈现高镍化发展趋势。 2022年全球三元正极材料出货约98万吨，同比增长55%，其中全球高镍正极材料出货约32.8万吨，同比增长64%，三元正极材料市场延续高镍化趋势，产品迭代升级不断加速。由于高镍三元正极材料的能量密度更高，可以更轻重量携带更多电量，满足消费者高续航里程及智能驾驶的高耗电需求，高镍三元电池成为海内外中高端车企共同选择的技术路线。2022年中国高镍材料（8系及以上）渗透率达44.7%，随着高镍技术成熟、良率提升、材料体系规模化，高能量密度优势凸显，电池综合成本降低，高镍电池市场占比将进一步提升。 2工艺技术壁垒较高 三元正极材料的工艺技术复杂，生产过程控制严格，研发难度大、周期长，工艺技术经验重要，如原材料选择、各类材料比例、辅助材料应用以及生产工艺等均需要多年的技术与经验积累。工艺技术壁垒不仅包括较高的研发技术门槛，还包括更精细的生产管理以及更低成本大规模量产的水平。 从技术角度来看，三元正极材料主要分为一次颗粒大单晶技术体系及二次颗粒团聚体技术体系，不同技术路线的厂商在烧结次数、烧结窑炉设计、温度控制、掺杂包覆元素等生产工艺方面存在差异，经过长期的经验积累已形成自有的工艺技术壁垒。从行业发展来看，强调性价比的低钴/无钴NCM三元材料、强调能量密度的高镍NCM三元材料均为行业的大势所趋。鉴于钴资源稀缺，价格高且波动大，三元正极材料去钴化是当前的研发主流，低钴/无钴材料的开发，以及三元前驱体选用、烧结工艺、掺杂及包覆技术的选择将决定正极材料的性价比及综合竞争力。相较于常规三元正极材料，生产高镍三元正极材料的技术壁垒更 高，高镍三元正极材料的生产不仅需进行掺杂包覆等技术改性，还需在氧气气氛下煅烧，对生产环境的湿度控制、设备的耐腐蚀和自动化水平提出更苛刻的要求。 3品质认证壁垒较高 三元正极材料是动力电池的核心原料之一，对动力电池各项关键性能具有较大影响，基于产品稳定性及安全性考虑，三元正极材料的品质认证壁垒较高。 三元正极材料作为锂离子电池的关键材料，电池生产商对正极材料供应商均实行严格的认证机制，不仅需进行长期产品性能测试，还要对供应商的综合供货能力、自动化生产管理水平、规模量产下的低成本及品质稳定性和一致性进行详细评估，整体认证周期时间一般在1-2年左右。目前国内动力电池市场集中度较 启动期2012~2019 2012年，《关于组织申报2012年度新能源汽车产业技术创新工程项目的通知》提出2015年电池单体 的能量密度达到180Wh/kg以上的目标。2013年一季度，主要采用三元锂电池的新能源车企特斯拉宣布盈利，三元材料优势逐步受到市场关注。2017年，《促进汽车动力电池产业发展行动方案》提出“实现2020年单体比能量超过300瓦时/公斤”“力争实现单体350瓦时/公斤、系统260瓦时/公斤的新型锂离子产品产业化和整车应用”的目标，高额政策补贴促使新能源车企更倾向于搭载具有能量 密度优势的三元锂电池。 高，动力电池厂商与正极材料生产企业建立了长期合作关系，合作粘性较强，正极材料生产企业一旦进入客户的供应商体系，一般不会被轻易更换。 [3]1：http://www.cninfo.… 2：http://www.cninfo.… 3：http://www.cninfo.… 4：http://www.cninfo.… 5：容百科技2022年年度报… 三元正极材料发展历程[4] 中国三元正极材料行业迄今主要经历三个发展阶段：在1991-2011年的萌芽期，三元正极材料在中国发展较为迟缓，因相对于钴酸锂的低成本优势应用于国内的低端消费电子产品，未实现大规模应用。在2012-2019年的启动期，国家政策重视动力电池的能量密度性能，新能源车企在高额政策补贴的驱动下趋向选择三元锂电池，三元锂电池的市场渗透率不断提升，2019年占据动力电池总销量的70.0%，带动上游三元正极材料需求增长。在2020年至今的高速发展期，三元锂电池的市场渗透率受政策补贴退坡及新能源汽车安全问题的影响波动 萌芽期1991~2011 1991年，日本索尼公司推出首批商业化的锂离子电池，该电池以钴酸锂为正极材料，以石油焦为负 极材料，锂离子电池就此开启商业化历程，并在此后不断更新改进电池技术。1999年，来自新加坡国立大学的ZhaolinLiu等人首次提出三元NCM层状结构，NCM分别代指镍（Ni）、钴（Co）、锰 （Mn）三种金属元素，NCM三元材料集合了钴酸锂循环性能好、镍酸锂高比容量和锰酸锂成本低且安全性能好的优势。2008年左右，三元正极材料在中国开始逐步产业化，主要应用于低端消费电子领域。 早期三元正极材料的发展主要受益于海外企业与科研机构的技术革新，NCM三元材料的发现推动了 锂离子电池性能的优化。在此阶段，三元正极材料在中国发展较为迟缓，因相对于钴酸锂的低成本优势应用于国内的低端消费电子产品，未实现大规模应用。 上升，随着政策规范及市场对动力电池的能量密度要求提升，三元正极材料高镍化发展趋势显著。 在此阶段，国家政策重视动力电池的能量密度，对电池性能提出较高目标，主流的磷酸铁锂电池产品难以满足其能量密度要求，新能源车企在高额政策补贴的驱动下趋向选择三元锂电池，带动上游三元正极材料需求增长，三元锂电池的市场渗透率不断提升，2019年占据动力电池总销量的70.0%。 高速发展期2020~0 2020年4月，财政部等四部门发布通知，要求平缓新能源汽车政策补贴退坡力度和节奏，2020-2022 年补贴标准分别在上年基础上退坡10％、20％、30％。新能源汽车行业由政策驱动转向市场驱动。政策补贴退坡使得三元锂电池的高成本缺陷不断凸显，同时，新能源汽车自燃、爆炸等安全事故频发，引发公众对三元锂电池的使用忧虑，2020年中国三元锂电池出货量同比下降16.7%。而磷酸铁锂电池则是唯一实现同比正增长的产品。2021年、2022年三元锂电池受下游新能源汽车整体市场规模扩大的驱动，出货量逆势回升。随着市场对电池能量密度要求愈来愈高，国内外车型使用动力电池正极材料的高镍化趋势显著。目前，包括现代Kona、奔驰EQ系列、蔚来ES6、小鹏P7、爱驰U5、广汽AionV等上市车型均搭载高镍电池，受此带动，高镍三元材料出货量快速增长。 新能源汽车政策补贴持续退坡使得三元锂电池高成本缺陷不断凸显，动力电池安全问题引发公众关 注，三元锂电池的市场渗透率受此影响波动上升。随着政策规范及市场对动力电池的能量密度要求提升，三元正极材料高镍化发展趋势显著。 [4]1：https://www.thepa… 2：http://www.cbea.c… 3：https://k.sina.com.… 4：https://www.leadle… 5：https://mp.weixin.… 6：https://www.gov.c… 7：中国政府网，中国汽车… 三元正极材料产业链分析[5] 三元正极材料产业链上