鋰電池前驅體產業(yè)研究-布局NCA前驅體-擁抱高鎳化時代

鋰電池前驅體產業(yè)研究布局NCA前驅體，擁抱高鎳化時代

一、三元前驅體：三元鋰電池的關鍵材料1.1三元前驅體：三元正極材料的“半壁江山”NCA/NCM三元前驅體指鎳、鈷、鋁(錳)氫氧化物共沉淀化合物，是生產鎳鈷鋁（錳）酸三元正極材料的主要原料。前驅體的價值可占到三元正極材料價值的一半以上，而正極材料在鋰電池材料成本中的占比則高達40%左右。三元正極材料性能與前驅體關聯(lián)緊密。三元正極材料由三元前驅體與鋰鹽燒結而成。由于高溫燒結的過程對于三元前驅體的性能影響很小，因此三元正極材料對前驅體有很好的繼承性，故三元前驅體的控制工藝至關重要。三元前驅體的技術指標包括4個方面，1）粒徑大小及分布；2）振實密度；3）金屬元素摩爾比；4）克比容量(mAh/g)。1.2三元前驅體產業(yè)鏈：終端主要為新能源汽車領域三元前驅體最重要的下游應用是動力電池。三元前驅體與鋰鹽燒結后形成的正極材料，是鋰電池的重要組成部分，目前主要用于新能源汽車的動力電池。三元材料由于其比容量與能量密度的優(yōu)勢，近年來的裝機量不斷提升，具有廣闊前景。此外，三元鋰電池也將向消費電子、電動工具、儲能設備、軍工等領域不斷拓展。三元前驅體上游主要為粗制原材料。三元前驅體的上游材料主要包括鎳濕法冶煉中間品，廢舊電池鎳鈷料以及其他粗制鎳鈷料。上游材料經(jīng)濕法冶煉技術分離提純后得到高純硫酸鎳、硫酸鈷、硫酸錳等溶液，進而直接合成三元前驅體。1.3正極材料的分類:三元市場份額不斷提高，高鎳化大勢所趨目前新能源汽車所使用的動力電池正極材料主要分為磷酸鐵鋰（LFP）與三元正極（NCM、NCA）兩大類，近年來三元材料隨著工藝升級與性能提高，市場份額不斷提升，2020年市占率達60%。三元正極材料又可以根據(jù)構成元素及比例的不同分為NCA、NCM111、NCM523、NCM622、NCM811等型號，數(shù)字代表不同組分占的比例。他們的性質特點與成本也各有差異，制造工藝也略有不同，因此存在一定的差異化競爭。其中NCM811與NCA由于鎳含量較高，又被稱為高鎳三元材料，是未來正極材料的熱點。1.4NCA前驅體生產工藝：化學共沉淀法是主流、技術壁壘高，降低成本是關鍵化學共沉淀法是主流方法，工藝技術壁壘高。三元前驅體的制備方法主要有固相合成法、化學共沉淀法和溶膠凝膠法。其中化學共沉淀法產品質量高、設備簡單，是國內外生產的主流方法。由于前驅體的微觀結構和宏觀性能的改善與制備工藝指標密不可分，因此在工藝上仍有較高的壁壘。降低制造成本是關鍵。前驅體行業(yè)原料成本占比較大，如何降低成本是企業(yè)關鍵。以芳源股份為例，公司將粗制品利用“萃雜不萃鎳”的核心技術提純得到用于制作三元前驅體的高純硫酸鹽溶液，有效地降低了制造成本。二、高鎳化大勢所趨，NCA前驅體需求快速提升2.1新能源汽車實現(xiàn)量的飛躍，十年內預計增翻15倍新能源汽車行業(yè)發(fā)展：隨著全球一體化愈加深入，環(huán)境保護、能源消費結構調整受到各國政府高度關注，低碳、綠色已經(jīng)成為未來發(fā)展趨勢，新能源汽車產業(yè)成為各國政府發(fā)展規(guī)劃和鼓勵扶持的重點領域。政府支持：國務院常務會議將新能源汽車購置補貼和免征車輛購置稅政策延長期限，平緩補貼退坡力度和節(jié)奏，支持新能源汽車產業(yè)高質量發(fā)展，促進新能源汽車的消費。內需擴大：我國是推廣和發(fā)展新能源汽車產業(yè)最早的國家之一，2015年我國新能源汽車銷量全球第一，2019年我國占2.2動力電池需求旺盛，五年來以穩(wěn)健步伐持續(xù)增長全球動力電池裝機量持續(xù)增長：根據(jù)高工產研、Marklines統(tǒng)計，2019年全球動力電池裝機量達到115.2GWh，同比增長18.9%，發(fā)展勢頭良好，前景廣闊。中國動力電池市場潛力巨大：過去幾年我國新能源汽車行業(yè)迅速發(fā)展，三元動力電池在乘用車領域廣泛使用，推動我國三元動力電池出貨量高速增長。根據(jù)高工產研數(shù)據(jù)，2019年我國三元動力電池出貨量達到49.6GWh，同比增長21.0%，2015-2019年復合增長率達到87.7%。2.3三元正極材料作為正極龍頭，將持續(xù)占領市場主流按照市場規(guī)模，目前正極材料主要有三元正極材料（NCM,NCA),磷酸鐵鋰(LFP),鈷酸鋰（LCO）以及錳酸鋰（LMO）。2016-2021年，國內主流動力電池企業(yè)加快三元動力電池生產和應用，三元正極材料的出貨量所占市場比例也在不斷提升。按照出貨量統(tǒng)計，三元正極材料比重最高且呈現(xiàn)逐年上漲趨勢。根據(jù)住友金屬公告的數(shù)據(jù)，2019年全球三元正極材料市場出貨量為34.3萬噸，預計到2025年，全球三元正極材料出貨量將達到150.0萬噸，2019-2025年復合增長率達到27.8%。分型號來看，國內市場NCM5系三元正極材料仍是主流，NCA正極材料在2021年出貨量將達到6.7萬噸。2.4中國三元正極材料規(guī)模將隨著全球市場的成長而持續(xù)擴張按照高工產研的數(shù)據(jù)預測數(shù)據(jù)，自2019年至2025年:全球三元正極材料預計十年內出貨量翻10倍，由34.3萬噸升至150.0萬噸，年均復合增長率將達到27.8%；其他正極材料未來在整體市場的占比預計仍將保持較低水平。中國三元正極材料預計十年內出貨量翻20倍，由19.2萬噸升至62.0萬噸，年均復合增長率將達到21.6%；中國市場占全球市場的比例在40%左右，三元正極材料在海外市場仍有較大需求空間。三、高鎳前驅體供不應求，頭部企業(yè)加倍擴產3.1三元前驅體行業(yè)競爭激烈，中鎳NCM仍是供應主流據(jù)高工產研數(shù)據(jù)統(tǒng)計，2019年中國前驅體企業(yè)出貨量約25萬噸，其中格林美出貨量第一，中偉股份排名第二，芳源占比為4%，NCA前驅體主要由格林美和芳源批量供應。按產品類型分析，2019年三元前驅體產品供應以NCM5系為主，高鎳部分的NCM8系與NCA的份額共計為25%，其中NCA前驅體占三元前驅體比例為12%。3.2三元前驅體行業(yè)競爭激烈，高鎳化趨勢明顯，2020年NCM8系占比倍增2019年國內三元高鎳材料在三元材料中占比只有13%，而在2020年三元高鎳材料中的NCM8系出貨量大幅提升，總計占比達到了23%，由于高鎳低鈷或無鈷是動力電池的主流發(fā)展趨勢，未來高鎳材料在三元正極材料中的占比將繼續(xù)提高。2019年國內NCA正極材料出貨量占三元材料僅有2%，而2020年占比為1%，同時2019年國內NCA前驅體出貨量占三元前驅體的比例為12%，可見國內NCA正極材料供應量較小，以格林美、芳源為主的NCA前驅體企業(yè)的產品以出口為主，供應海外客戶。3.3NCA三元前驅體主要供應海外市場，全球NCA正極企業(yè)格局集中國內NCA前驅體供應商主要是格林美和芳源，高鎳NCA前驅體產品以出口為主，根據(jù)高工產研、中國海關數(shù)據(jù)，2020年中國NCM與NCA三元前驅體出口量合計11.28萬噸，其中NCA前驅體出口7338噸。格林美在2019-2020年保持國內NCA出貨量第一，芳源在2018-2020年保持國內NCA前驅體出口量第一。海外三元前驅體及正極材料市場以NCA為主，日本住友金屬是世界最大的NCA供應商，韓國的ECOPRO為世界第二大NCA材料供應商，2020年世界高鎳前驅體及正極材料企業(yè)CR3占比超過70%，頭部集中格局明顯。3.4三元前驅體主流供應商紛紛擴產高鎳前驅體涉及NCA前驅體及正極材料生產的企業(yè)目前產能不足以滿足主流廠商NCA正極電池需求，紛紛大量規(guī)劃擴建新產能以滿足高鎳前驅體激增的需求，NCM8系與NCA前驅體是擴建產能的主要組成部分。NCA前驅體國內的頭部企業(yè)格林美與芳源在擴產和客戶資源上優(yōu)勢明顯，新增NCA的在建產能都在1萬噸以上。芳源主要供應松下，格林美間接供應三星SDI。四、芳源股份：高鎳NCA前驅體行業(yè)領先者4.1公司深耕正極材料領域近二十年，成為國內領先NCA正極材料前驅體供應商廣東芳源環(huán)保股份有限公司主要從事鋰電池三元正極材料前驅體和鎳電池正極材料的研發(fā)、生產和銷售。產品主要用于鋰電池和鎳電池的制造，并最終應用于新能源汽車動力電池、電動工具、儲能設備及電子產品等領域。公司是國內領先的鋰電池NCA正極材料前驅體生產商。以有色金屬資源綜合利用為基礎，以現(xiàn)代分離技術和功能材料制備技術為核心，生產NCA、NCM前驅體和鎳電池正極材料球形氫氧化鎳，主要產品為高端電動汽車用NCA三元正極材料前驅體。截至2020年末，公司擁有專利41項，已獲4項江門市科學技術獎。4.2公司股權結構穩(wěn)定，貝特瑞戰(zhàn)略入股羅愛平為公司主要控股股東，直接持有7582.28萬股股份，占公司總股本的17.69%。公司實際控制人為羅愛平先生和吳芳女士，系夫妻關系。截至本招股說明書簽署日，公司擁有4家控股子公司，1家參股公司。4.3公司NCA三元前驅體銷售為主要盈利點，下游應用領域主要為動力電池芳源股份的主要產品為NCA三元前驅體，2018年至2020年公司NCA三元前驅體出口量國內