正极风云：磷酸铁锂VS三元锂电

本年新能源轿车工业迎来了需求爆发点。到11月，国内新能源轿车产销别离到达302.3万辆和299.0万辆，同比增加均为1.7倍。超越曩昔两年的销量之和。

产销两旺带来的就是职业超高景气。所以2021年，A股各大职业，沾上新能源轿车概念的股票就一飞冲天，基金司理们见面的相互问好，从“有没有白酒？”变成了“有没有新能源？”

新能源轿车工业链的压舱石，就是电池，进一步拆解，电池又由所谓的四大金刚组成，别离是正极、负极、电解液、隔阂。而正极材料是四大资猜中可谓最重要的一环，为什么这么说呢？

正极是材料技能进步最重要的发力点。咱们知道进步能量密度是解决新能源轿车路程焦虑的关键因素。具体来说，隔阂的首要功用是隔离正、负极并阻止电子穿过，一起答应锂离子通过；

电解液则担任传导锂离子，两者首要影响着锂离子的安全功用，能够理解为安全部件。而负极更多的是影响电池快充功用、循环寿命，因此正极材料功用很大程度上决定了电池的能量密度。

正极是系统本钱下降最重要的发力点。动力电池的本钱占到整车本钱的30%-40%，在国内补助逐步退坡的背景下，下降本钱成为职业的头等大事。正极材料的本钱最高占到动力电池本钱的40%，是车企和电池企业做梦都想节约的材料。

事实上，自上世纪90年代锂电池问世以来，其开展就一向是在探索正极材料的道路上前行。咱们今日见到的磷酸铁锂电池、三元电池、钴酸锂电池，都是以正极材料命名的。

图1：动力电池四大材料本钱结构，材料来历：我国工业信息网

通过30余年的开展，当前用作锂电池的正极材料其实并不少，工业化的首要有钴酸锂（LCO）、锰酸锂（LMO）、磷酸铁锂（LFP）和三元材料（NCM、NCA）。

其间钴酸锂是最早工业化的正极材料，技能现已比较成熟，现在首要用于手机等消费电子产品；磷酸铁锂和三元首要用于动力电池，正是商场注重度最高的两大道路，这两大材料方向的争斗也颇具故事性，也是下文分析的重点。

图2：正极材料功用比照，材料来历：锦缎研究院根据揭露材料整理

01

磷酸铁锂还能独领风骚吗

其实自2009年我国开展新能源车以来，一向到2015年，本钱低、循环寿命高的磷酸铁锂电池一向是干流道路，其占比最高超越70%（受限于能量密度，其时的纯电动乘用车首要以小型和微型为主）。

转机点在2017年，跟着方针补助调整到鼓舞寻求高能量密度，以及三元锂电池技能的进步，三元电池凭仗高能量密度反客为主，逐步替代磷酸铁锂成为职业干流，占比快速进步到67%，好像正极材料之争彼时现已盖棺事定了。

但曩昔的一年多，磷酸铁锂却吹响了反扑的号角。从上一年年头以来，磷酸铁锂电池的装机占比从38.3%开端一路追逐三元电池，到本年6月份，磷酸铁锂的装机量完成反超，至今已接连5个月超越三元的装机量。

复盘本年磷酸铁锂电池的战绩，能够说适当亮眼，1-10月份，磷酸铁锂电池的装机量到达53.2GWh，同比增加316.4%，占到总装车量的49.5%，现在磷酸铁锂现已构成了与三元电池平分天下之势。从产量角度看，磷酸铁锂电池更是早已高过三元电池。

图3：本年6月份以来磷酸铁锂的装机量超越三元，材料来历：我国轿车动力电池工业立异联盟，华创证券

资讯

在资本商场上，磷酸铁锂正极材料板块相同迎来高光时刻，德方纳米（SZ：300769）、富临精工（SZ：300432）、龙蟠科技（SH：603906）等股价均创下前史新高。

磷酸铁锂的大风乃至吹燃了磷化工这一落日工业：整个磷化工工业链的曩昔10年市值表现一向面露菜色——磷化工指数10年间几乎跌了50%，直到这波磷酸铁锂的大行情，磷化工工业成功焕发第二春，现在已有不少磷化工企业“跨界”进军磷酸铁锂项目，包含新洋丰（SZ：000902）、云天化（SH：600096）、川发龙蟒（SZ：002312）等等。

首先要回答的问题是，为什么磷酸铁锂还能“回潮”，究其原因，首要是以下三方面的催化成果（亦可参阅曩昔锦缎的相关文章，做多诸多论说）：

1)本钱。现在方针贴退坡倒逼车企操控本钱，车企又进一步对动力电池企业提出了降本要求，本钱更低的磷酸铁锂开端被注重。现在包含特斯拉、小鹏在内的众多车企也陆续推出磷酸铁锂版本车型，乃至连戴姆勒集团也表示，未来将运用更廉价但功率较低的磷酸铁锂电池。

2)结构立异。宁德时代的CTP和比亚迪刀片电池技能让磷酸铁锂电池的整车角度的能量密度上了一个新台阶。

3)安全性。跟着电动车浸透率的进步，街头巷尾的电动车越来越多，安全性逐步得到商场的更多注重，而非此前唯能量密度论。

相对三元，磷酸铁锂的优势体现在本钱低、循环运用寿命长，并且安全性占优，在商场导向倾向强调低本钱和安全性的时候，磷酸铁锂的回潮也就不难预见了。

图5：三元和铁锂的功用全面比照，材料来历：德邦证券

但精彩的故事，到上面或许并未完毕，电池的技能立异像热恋中的情侣，总有聊不完的论题。咱们观察到，新能源商场的风向或许再一次发生转向，而正极商场，或许再一次迎来转机点。

02

风云再起

【1】“新标准”

11月18日，工信部对《锂离子电池职业标准条件（2021年本）》（征求意见稿）和《锂离子电池职业标准布告管理办法（2021年本）》（征求意见稿）进行公示。其间提出，引导企业削减单纯扩大产能的制造项目，加强技能立异、进步产质量量、下降出产本钱。

深入到细节上面，新标准要求：能量型动力电池项目单体能量密度应≥180Wh/kg，电池组能量密度应≥120Wh/kg。关于电池组的能量密度要求，现在三元和磷酸铁锂根本不受新规约束，但关于单体能量密度的要求，干流的磷酸铁锂电池单体能量密度还在160Wh/kg附近，适当一部分产品尚无法满足新规要求。

所以意见稿一发布，多家动力电池企业便得到不少投资者的关切问好：公司磷酸铁锂电池的单体能量密度能否到达新要求，量产有没有困难？

当然新标准并非要压制磷酸铁锂道路开展，事实上，新标准一起对正极材料提出新的要求：磷酸铁锂比容量≥150Ah/kg；三元材料比容量≥175Ah/kg。现在的职业状况是，三元8系及以上高镍材料毫无疑问均合格，但三元5系及以下的量产比容量或有部分企业不合格，三元材料们也一样要紧张起来。

在笔者看来，新标准是鼓舞咱们往高能量密度、高产质量量方向尽力，并非要对磷酸铁锂和三元材料的“道路之争”下个定论，关于最近被磷酸铁锂压制的三元电池，由于其天然的能量密度高的特点，再次迎来开展的东风。

【2】终端需求是榜首推动力

方针究竟只能给出方向，消费者需求才是实打实的。

近来轿车界的大事非广州车展莫属了，跟以往大不同的是，本次车展上不仅仅是合资车企，连国产车企也密布发布20万元以上高端电动车型，并且其纯电续航均在600km以上，多款车型乃至到达1000km。续航路程长的高端款电动车成为车展的重头戏。

事实上，伴跟着国民财富的堆集，人们对车的要求和质量越来越高，商场对中高端电动车的需求越来越大，A、B级电动车正在成为新的推动力。从本次广州车展新露脸的车型，到蔚来ES8、小鹏P7、领克001等车型的畅销，这个趋势已悄然发生。

参照燃油车商场，A、B级车是干流，A00级别车型根本没有商场。而在新能源商场，低续航的A00级别车型占比最高，可是其市占率正逐步萎缩；反观高续航B级电动车的浸透率正快速进步。

图6：新能源A00级车萎缩，A、B级车快速进步，材料来历：乘联会

另一层面，A00级别车主买的是性价比（本钱低），五菱宏光MINI、长安奔奔这类的A00级车是定位城市代步，其应用场景十分有限，世界那么大，有谁不想开着心爱的电动车去远方。

还有一点，容易被疏忽，跟着轿车智能化下半场的到来，智能座舱、自动驾驶、车内娱乐等附加功用也将进一步进步耗电量（关于轿车智能化下半场，咱们将在近期的报告中展示）

定论就是：车上电池未来的负载，只会越来越高。

那么问题就来了，跟着中高端车型陆续上市，续航路程又将成为重要的参数，而被磷酸铁锂短暂压制的三元电池，或许迎来强劲的需求支撑。

【3】美国的接力棒

作为全球第二大轿车商场，美国商场轿车销量在1700万辆左右，但美国本年前三季度的新能源车浸透率仅有3.7%。在这场电动化全球浪潮中，美国此前给外界的印象是毫无参与感可言，特朗普执政时期美国乃至退出了《巴黎协议》。

可是新领导人上台后，状况发生180度逆转，本年8月份，拜登政府提出2030年完成全美新能源轿车销量50%的方针，三个月后，美众议院通过了拜登1.75万亿美元的影响法案，其对新能源补助力度大超商场预期。

跟着新政府对新能源轿车的支撑，估计美国也将赶上这波新能源浪潮，也成为工业链下一年最期待的爆点商场。美国通用、福特等传统本土车企的电动化转型加快和特斯拉、Lucid等新势力的强大，美国新能源车的供应端问题也不大。

下面敲重点，美国新能源轿车的本土电芯供应首要是LG化学、松下、三星SDI、SKI、等日韩企业在美国的工厂，而上述企业都以三元道路为主。

值得重申的是，作为电动车领导者的特斯拉相同热衷于三元道路，尽管近期国产Model3部分采用了磷酸铁锂的计划，但丝毫不改动其以三元为主的开展道路。上一年马斯克在“电池日”上发布的4680大圆柱电池就是其三元高镍道路的代表作之一。到2022年之后，特斯拉和松下的4680高镍圆柱电池将迎来量产，现在国内的相关工业链企业现已参与进来。

图7：美国新能源车税收方针比照，材料来历：揭露信息

03

投资思路的再整理

通过以上的分析，咱们对两大正极材料的“斗法”的前史、现状和未来都有了进一步的认识，映射资本商场，咱们势必要再次整理锂电池正极材料的投资思路。

【1】能量密度的进步再成主旋律

从上一年开端，磷酸铁锂一向火到现在，大有推倒三元之势，很大一部分原因是咱们开端注重本钱和安全性而非单纯的能量密度（路程）。但事实上，能量密度（路程）的进步一向是新能源职业进步的关键因素。

为什么国家盯着能量密度不放？前文现已说到，路程焦虑是制约新能源车大规划推行的重要因素。尽管现在干流的电动车续航在500公里左右（实际运用还要打个折扣），但跟燃油车比起来，差距仍是比较大。

假如电动车的实在续航路程到达800公里，乃至跨过1000公里的时候，车主的路程焦虑会大大下降。新能源轿车商业化最为成功的车企特斯拉，其近十年不断进步的续航路程，也正说明了能量密度的重要性。

那么怎么让电池的能量密度持续进步？无非就是在材料系统和结构层面的立异。

先说材料系统立异，关于磷酸铁锂，受磷酸铁锂材料理论比容量（170mAh/g）的约束，电池单元能量密度的进步空间现已越来越小。相反，三元材料正处在技能的快速迭代期，从NCM333到NCM523再到NCM811，其能量密度是逐步进步，NCM811能量密度相较于现在干流三元NCM523，能量密度进步可18%左右。

实际上，三元正极材料是综合了钴酸锂（LiCoO2）、镍酸锂（LiNiO2）和锰酸锂（LiMnO2）三种正极材料的优点，其电化学功用及物理功用跟着这三种过渡金属元素的比例改动而不同，能够持续优化。

关于结构层面立异，当前电池结构层面的优化现已简益求简，像CTP技能和刀片电池，其电池包中能省的零部件都省了，未来只剩CTC技能（无模组），能量密度进步空间越来越小。这些都注定磷酸铁锂在长续航电池方面难有建树，所以这次新方针是点了名要让三元电池往高镍开展。

图8：首要三元正极材料分类，材料来历：我国化学与物理电源职业协会，鑫椤资讯

【2】廉价再廉价

咱们有没有发现，新能源车的销量呈现哑铃状，高端车型和低端代步车型销量高，中心经济车型的销量小。之所以会呈现这种状况，内涵原因仍是动力电池的价格不够廉价。

到这里有人会说，要比拼本钱，那不仍是磷酸铁锂电池的长项吗？

事实上，三元电池尽管现阶段本钱高于磷酸铁锂，但凭仗材料系统的立异，其本钱仍有较大的下降空间。

在三元正极的本钱中，原材料本钱对三元材料价格影响明显，其占比超越80%，尤其是钴的价格，一向居高不下，并且钴材料对外依存度高达90%。现在业内共同的计划就是采取高镍低钴乃至无钴计划。

根据职业测算，NCM811电池正极材料的钴含量比较NCM523的钴含量由12.2%降至6.1%，折算到动力电池每kWh用钴量从0.22kg降至0.09kg，降幅高达59%，在钴价大涨的今日，三元高镍的材料本钱优势越发凸显。本年以来，高镍在三元的占比已从最开端的20%进步至现在的将近50%。

其次，三元正极往高镍开展后，其能量密度一般要比磷酸铁锂或许三种中镍高出20-30%，换言之，携带相同容量的电池，对应负极、电解液、隔阂、铜箔、铝箔等本钱也将同步下降。

再者，三元高镍材料由于制备难度较高，现在的量产规划依然较小，未来跟着电动车销量增加带来的规划效应和出产良率的进步（现在职业良率80%左右），也可进一步降本。

最后值得一提的是，由于三元正极材料占电池价值量的比严重，现在三元正极工业链现已逐步构成一体化的趋势，如华友钴业（SH：603799）涉及上游钴镍锂矿藏、金属盐和前驱体，正在向三元正极布局，三元正极企业容百科技（SH：688005）、久远锂科（SH：688779）正往前驱体布局。头部企业的一体化整合也将带动职业本钱的下行。

图9：三元材料工业链的首要参与企业，材料来历：公司布告

从长时间看，三元高镍和磷酸铁锂的本钱差距会越来越小。根据财通证券的测算，估计2030年高镍电池本钱最终会和磷酸铁锂适当。

图10：未来三元电池pack价格趋势（元/Whh），材料来历：GGII，财通证券

行文至此，定论已清晰可见，三元电池在锂电池界依然占有着举足轻重的地位。现在的磷酸铁锂电池凭仗本钱和安全优势尽管压着三元电池一头，但接近2022年，三元的回暖也越来越近。

【3】正极的江湖或许仍是双龙戏珠

此处需求清晰提示咱们，上文关于三元笔者用的词是“回暖”而非“反噬”，咱们看好的是三元材料占比的相对进步，而对磷酸铁锂有什么偏见。相反，咱们一向以为磷酸铁锂和三元各有千秋，未来正极的江湖或许仍仍是双龙戏珠，而不是某一个材料的独角戏。

早在上一年8月发布的文章《宁德时代与比亚迪的战役》中，咱们已有判别，CTP/刀片电池将给磷酸铁锂一个拯救比例的契机，但这也并不意味着三元材料又将走向没落，由于三元电池的能量密度比磷酸铁锂高许多，且理论密度上限更高。

因此未来几年内仍大概率是磷酸铁锂和三元共存的局势，尚不存在谁要替代对方的说法。这也是为什么职业领军企业如宁德时代和比亚迪等一起布局这两个材料的原因。

【4】哪些玩家值得注意？

说了这么多，关于做投资的人来说，或许最关怀的问题是：新趋势下，哪些公司值得注重？

跟负极、隔阂和电解液不同的是，我国正极材料商场全体集中度依然较低，头部企业出货比例均较为接近，没有呈现肯定的职业龙头企业，正极商场的商场竞争依然剧烈，尽管是四大材料里最重要的，却也是盈余才能最低的。

图11：动力电池四大材料利润率和费用率状况，材料来历：我国化学与物理电源职业协会动力电池应用分会

关于三元电池的技能晋级方向，跟着镍含量进步，电池热失控等危险随之进步，这给电芯出产和电池热管理企业提出更高要求，一起高镍正极也会带来三元前驱体配方、正极烧结、改性难度的大幅进步，职业技能壁垒再次进步。

所以现在商场尽管很分散，但咱们预判未来集中度会进一步进步，正极范畴也是极有或许走出全球性龙头企业，容百科技（SH：688005）、当升科技（SZ：300073）等头部企业进入了咱们的视野。

风云再起时，试问谁主沉浮？或许不久后，咱们就能看到答案。