汽車行業(yè)正在發(fā)生結(jié)構(gòu)性變化，正在經(jīng)歷新能源汽車對傳統(tǒng)燃油車的替代中，2017年，傳統(tǒng)燃油車產(chǎn)銷約3900萬輛，其中新能源產(chǎn)銷約77萬輛。據(jù)計算，到2030年，汽車年產(chǎn)銷約達到3500萬輛，屆時新能源汽車將達到約1700萬輛。依上述數(shù)據(jù)計算，未來12年，新能源汽車產(chǎn)銷年均復(fù)合增長率(CAGR)為29%。新能源汽車中最核心的是動力電池，成本上，動力電池約占總成本的40%。動力電池主要包括四大材料：正負極材料、電解液、隔膜。其中正負極材料直接決定能量密度的理論上限，能量密度和續(xù)航里程是新能源汽車性能的核心指標，再加上正負極材料占動力電池成本的約50%。考慮到負極材料比較成熟，目前正負極材料的主要技術(shù)難題和成本集中在正極材料上，因此本文探討一下正極材料。
◆◆技術(shù)角度◆◆
現(xiàn)在技術(shù)成熟度較高的正極材料根據(jù)晶體結(jié)構(gòu)不同可分為磷酸鐵鋰(LFP)、錳酸鋰(LMO)、鈷酸鋰(LCO)，和三元材料 鎳鈷錳酸鋰(NMC)及鎳鈷鋁酸鋰(NCA)。三元材料因為具有較大的比容量和較高的對鋰電壓而適宜制造高能量密度電池；磷酸鐵鋰具備功率、安全和壽命優(yōu)勢且成本較低，但較低的比容量和較低的對鋰電壓導致能量不足；錳酸鋰在功率和價格方面有優(yōu)勢，但能量和壽命短板較明顯。
新能源汽車對電池系統(tǒng)能量密度和整車續(xù)航里程逐筆提高的要求直接導致鋰離子電池正極材料的結(jié)構(gòu)從以磷酸鐵鋰為主向三元材料占比提升過度。
鎳鈷錳酸鋰三元材料中，不同的金屬離子具有不同的作用：鈷離子影響材料導電性，用于提高材料的倍率和循環(huán)性能；錳用于穩(wěn)定材料結(jié)構(gòu)并提高安全性；鎳在約4.4V電壓以下充放電改變價態(tài)，用于提高材料的比容量。可見，出于增加正極材料比容量，降低原材料成本兩方面考慮，增加鎳含量，減少鈷和錳含量稱為研究鎳鈷錳酸鋰三元材料的重點，并形成了Ni:Mn:Co從1:1:1到5:3:2(NMC532)到6:2:2(NMC622)到8:1:1(NMC811)。
NCM811燒結(jié)過程對環(huán)境控制極為嚴苛，同時設(shè)備與622/523不直接通用。因此，NCM811趨勢下，真正具備技術(shù)優(yōu)勢的龍頭將進一步脫穎而出。
動力鋰離子電池正極材料CR8在40%到50%之間，市場集中度將提升；未來一段時間內(nèi)，三元材料將繼續(xù)提高其總量和市場份額；短期內(nèi)NMC532是三元材料的主流，2018-2020年NMC622占比將大幅提高；鑒于NMC811和NCA相對較高的技術(shù)研發(fā)門檻和大規(guī)模量產(chǎn)難度，預(yù)計NMC811和NCA二者市占率爆發(fā)的時間點約為2020年。
◆◆市場角度◆◆
在目前主要的正極材料——三元材料和磷酸鐵鋰電池——中，要實現(xiàn)2020年動力電池單體能量密度達到300Wh/kg、電動汽車長續(xù)航里程和較低成本的目標，考慮到磷酸鐵鋰能量密度存在瓶頸，可挖掘潛力有限，在現(xiàn)有技術(shù)體系下，三元材料成為技術(shù)發(fā)展主流線路。
在三原材料中，隨著技術(shù)進步、高能量密度要求倒逼和鈷價帶來的降本需求，高鎳低鈷化趨勢愈發(fā)明顯。對于三元材料，鈷含量的高低直接決定了其大部分的原材料成本。在鈷的供應(yīng)上，鈷資源供給剛性。鈷礦主要集中在剛果，且鈷貿(mào)易商等對鈷價的掌控力大，加上鈷具備投資屬性，因此產(chǎn)業(yè)鏈電池廠或整車廠跨過材料廠商與上游鈷資源廠商簽訂采購協(xié)議，保障原材料供應(yīng)。短期鈷價格有所松動，主要系投資屬性上鈷貿(mào)易商拋貨的因素，且今年上半年鋰電中游去庫存。整體看，鈷價格長期大幅向下可能性不大。從三元正極材料來說，價格短期有所回調(diào)，長期來看，預(yù)計仍然受到上游鈷資源價格影響。
在實際的應(yīng)用上，從正極材料發(fā)展來看，NCM333->NCM523->NCM811，展現(xiàn)出這樣一個特點：鈷含量占比逐漸降低，原材料成本也依次降低，同時鎳含量占比逐漸提升，性能逐漸提高。可預(yù)測，在未來，出于繼續(xù)降低成本提高質(zhì)量的考量，NCM811的完全量產(chǎn)是整機廠商的真正目標。
目前，行業(yè)依舊以NCM523為主，NCM622及以上正在提升。能量密度上，NCM523可達到140Wh/kg左右的成組效率，NCM622及以上的正極材料能達到160 Wh/kg左右的成組效率。但據(jù)2017年4月25日工信部、發(fā)改委、科技部聯(lián)合印發(fā)《汽車產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃》的通知，到2020年，新能源汽車動力電池單體比能量達到300Wh/kg以上，力爭實現(xiàn)350Wh/kg，系統(tǒng)比能量力爭達到260Wh/kg，到2025年動力電池系統(tǒng)比能量達到350Wh/kg。因此，160Wh/kg仍不是最終選擇。從上文也可知，技術(shù)難度更高的NCM811能量密度更高，是更好的選擇。
相對應(yīng)的供給方面，2018年NCM811的規(guī)劃產(chǎn)能出現(xiàn)大幅提升。其中寧波容百技術(shù)與產(chǎn)能優(yōu)勢較為顯著，杉杉股份、貝特瑞、當升科技已經(jīng)完成完成NCM811量產(chǎn)，其余二線正極企業(yè)加速跟進。
