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固态电池系列-18-三元正极行业趋势方向

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@小白创作中心

固态电池系列-18-三元正极行业趋势方向

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https://xueqiu.com/1007707852/317315208

正极材料是电池材料中规模最大、产值最高的环节,对电池的能量密度及安全性能具有主导作用。中国正极材料市场因新能源汽车和储能需求增长而快速扩张,2025年市场规模预计达200万吨。

一、发展现状和趋势上,正极材料总需求持续上升,其中磷酸铁锂份额持续扩大

从正极材料产品结构看,2023年磷酸铁锂正极材料出货量市场占比66.53%,同比增长近7个百分点;三元正极材料市场占比下滑至26.21%;锰酸锂和钴酸锂出货量占比分别为4.03%和3.39%。磷酸铁锂材料出货量占比上升主要系储能与动力铁锂电池带动。

据电池联盟数据,2024年11月动力电池装车量67.2GWh,环比增长13.5%,同比增长49.7%。其中三元电池装车量13.6GWh,环比增长11.6%,同比下降13.5%,占总装车量20.2%,环比下降0.4%;磷酸铁锂电池装车量53.6GWh,环比增长14%,同比增长84%,占总装车量79.7%,环比上升0.3%。1-11月动力电池累计装车量473GWh,同比增长39.2%。其中三元电池累计装车量124.7GWh,占比26.4%,同比增长13.7%;磷酸铁锂电池累计装车量348GWh,占比73.6%,同比增长51.5%

目前磷酸铁锂电池的整体性能,已经能够满足市场对经济性和电池性能的双重需求。而对于整车厂来说,使用磷酸铁锂电池可以节省更多成本。比亚迪集团执行副总裁、首席科学家廉玉波也于近日公开表示,出于经济性、安全性和材料可控性等多重因素考虑,预计未来15年内,磷酸铁锂电池仍会是市场的主流选择。

三元、铁锂正极产能仍然处于产能扩张期;钻酸锂产能已开始出清,供需格局边际向好。

二、三元正极材料主要有三大发展趋势:高镍化、高电压化、单晶化

发展高镍和高电压主要是为了提高能量密度,发展单晶主要是为了提高电池的循环寿命。

高镍方向代表企业是容百科技、当升科技等;单晶方向代表企业有振华新材,高电压方向代表企业是厦钨新能、长远锂科等。各技术方向交叉发展,比如容百科技在高镍和单晶上均有强大优势。

1、高镍三元正极的出货量延续增长,8系三元高速增长,超高镍成未来方向

新能源汽车市场对能量密度的要求越来越高,国内外车型高镍化趋势愈发明显。特别是在高端汽车品牌中,高镍三元电池已经成为首选。众多一线汽车品牌,如蔚来、哪吒、福特、奔驰、宝马、沃尔沃、日产、起亚、吉利、奇瑞、一汽、广汽、东风、长安、本田、大众等品牌旗下高端车型所搭载的电池均为高镍三元材料电池,电池供应商涵盖宁德时代、中创新航、国轩高科、亿纬锂能等电池企业。受此带动,高镍三元材料出货量快速增长。

随着技术的成熟和生产能力的扩张,生产企业不断提高产量以满足市场需要,使高镍三元正极材料在电池市场中的份额不断扩大。预计2025年中国高锦三元正极行业出货量约上涨至95万吨。

中国三元正极材料市场的竞争格局较为分散。市场份额方面来看,头部企业地位稳固,容百科技、巴莫、当升科技等企业的市场占有率位居前列,而长远锂科、厦钨新能、振华新材等公司紧随其后。 高镍领域的竞争格局与三元整体竞争格局大致相似,由于工艺复杂且技术壁垒较高,头部厂商具有明显优势。

2、高电压正极材料综合性能优越,应用提速

高电压化路线是以中镍三元材料为基础,通过提升电池的电压平台,使得正极材料能够在更高的电压下释放更多的锂离子。这一过程不仅增加了电池的比容量,还提高了平均放电电压,从而实现了更高的能量密度。 目前,高电压化技术以中镍三元材料为主,高电压Ni6系典型产品(Ni65)的实际能量密度735.15Wh/kg,已与Ni8系典型产品的739.32Wh/kg接近,并在原材料、 生产工艺、加工成本方面均优于高镍化三元。这种材料在原材料选择、生产工艺和成本控制方面都具有优势,相比高镍三元材料更具经济效益。

此外,由于高电压材料的镍含量较低,其生产过程不如高镍三元材料复杂,因此在提升能量密度的同时也提高了电池的安全性。 凭借优越的综合性能,高电压化三元材料市场日渐打开。正极厂商方面,厦钨新能开发出新款 4.4V高电压6系三元材料,并成功应用到续航里程超过1000公里的电动车;长远锂科高电压4.3V和4.35V三元正极材料已批量用于动力电池领域,4.4V 三元正极材料逐步应用于数码电池领域。电池厂商方面,中创新航于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,并在主要客户广汽埃安设计的Aion-LX车型上实现装车

3、单晶三元正极材料市场份额也在上升

正极材料可以分为多晶和单晶。一般多晶材料是以微米级别的团聚体形式存在,团聚体内部存在大量晶界。在电池充放电过程中,由于晶格变化,多晶材料容易出现晶界开裂,导致二次颗粒发生破碎。从而导致副反应快速增加,阻抗上升,性能快速下降等。

采用单晶颗粒,可以减少晶界,减少副反应的发生,还能提高压实密度,从而提高能量密度。与多晶相比,单晶材料的循环性能一般会好很多。



根据帕瓦股份招股书数据,2019-2020年国内单晶三元正极材料产量分别为7.87/7.64万吨,市场占有率分别为40.10%、36.40%。具体分型号来看,2022年Q1,中镍5系、中高镍6系三元材料中,单晶材料体系占比均超过50%,高镍8系三元材料占比为13.5%。

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