正极材料行业深度：市场现状、商业模式、产业链及相关公司深度梳理（慧博出品）

随着我国绿色低碳产业快速发展，新能源汽车渗透率不断提升，储能电池快速增长，锂离子电池行业未来有望保持较高景气度。正极材料作为锂离子电池中锂离子的主要来源，决定着锂电池的性能、安全性、成本，是整个电池的核心。随着下游对锂电池性能要求不断提高，正极材料将迎来新一轮的技术迭代升级。

下面我们将主要介绍锂电池正极材料行业的概念、市场现状、商业模式，并对正极材料行业的产业链、相关企业进行详细的盘点，探讨正极材料未来的发展升级方向，希望对大家了解三元材料行业有所启发。

行业概览

1. 概念

锂电池主要由正极材料、负极材料、隔膜、电解液和电池外壳等组成。正极材料是锂离子电池中锂离子的主要来源。锂电池在充电过程中，锂离子从正极脱嵌通过电解液进入负极，放电时则相反。正极材料是电池材料中产值最高的环节，占材料成本的40%左右。正极材料是锂电池电化学性能的决定性因素，直接决定了电池的能量密度和安全性，从而影响电池的整体性能。

2.正极材料的分类

锂电池按照正极材料体系一般可分为钴酸锂（LCO）、锰酸锂（LMO）、磷酸铁锂（LFP），以及以镍钴锰酸锂（NCM）、镍钴铝酸锂（NCA）为代表的三元材料。钴酸锂工作电压高、振实密度大，电化学性能好，主要应用于3C领域。但原料钴的全球储量十分有限，且钴价格较高，导致电池成本高；锰酸锂能量密度低，循环寿命短，主要应用于小功率及新能源专用车。磷酸铁锂和三元材料是动力电池使用的主流正极材料。其中，三元电池的比容量高于磷酸铁锂电池，但其安全性和稳定性不如磷酸铁锂电池。

市场情况

1.正极材料市场潜力巨大

由于正极原材料中锂、钴、镍等金属价格大幅上涨，正极材料价格也大幅上涨。整个正极材料行业在2021年呈现“价涨量涨”的繁荣景象，并延续至今。2021年，中国正极材料产值达到1419.1亿元，同比增长123.1%，超过2017年产值增幅。

数据显示，2021年中国锂离子电池正极材料出货量为109.4万吨，同比大幅增长98.5%，市场增长空间巨大。

2、三元材料与磷酸铁锂共同主导正极材料行业

2014年以前锂电池正极材料行业以钴酸锂为主，随着新能源汽车产业起步，磷酸铁锂因技术成熟、成本较低，率先应用于新能源汽车，随后实现大批量投入。此后在国家补贴政策引导和长续航需求带动下，三元材料占据主导地位。目前，三元材料和磷酸铁锂已成为新能源汽车两大主要技术路线。随着新能源汽车下游需求不断上升，国内销量呈现持续增长趋势。2021年中国三元材料出货量达42万吨，占比约39%，磷酸铁锂出货量达45万吨，占比约41%。鉴于三元材料与磷酸铁锂市场定位的差异性以及各自优缺点的互补性，预计未来二者将共同主导锂电池正极材料行业的发展。

产业链分析

正极材料是锂离子电池最关键的原材料，锂电池上游正极材料为锂、钴、镍等矿物原料，与导电剂、粘结剂等混合制成前驱体，前驱体经过一定的工艺合成生产出中游正极材料，应用于不同的领域。锂电池正极材料是锂电池电化学性能的决定性因素，对电池的能量密度、安全性能起着主导作用，正极材料的成本也占比较高。下游锂电池制造领域主要分为动力锂电池、消费锂电池、储能锂电池，最终应用于新能源汽车、手机、便携式电脑、储能电站等。

1. 原材料和设备

正极材料主要原材料包括硫酸镍、硫酸锰、硫酸钴、金属镍、电池级碳酸锂、电池级氢氧化锂等，主要辅料包括烧碱、氨水、硫酸等。这些原辅材料主要为锂、钴、镍、锰、铁等金属资源。主要上游金属资源生产企业包括西藏矿业、天齐锂业等。原材料供应商包括格林美、必和必拓、丸红、天齐锂业等。其中，格林美主营硫酸钴、硫酸镍等硫酸盐，必和必拓主营金属镍粉，天齐锂业主营碳酸锂、氢氧化锂等锂盐。各类设备上游供应商数量众多，代表企业有赢合科技、先锋智能等。此外，导电剂、胶粘剂等辅助材料也是锂电池正极材料的主要原材料，代表企业有上海惠普实业、三艾法等。

正极材料原材料成本占比较高，其价格受原材料价格影响较大。21年以来，受原材料价格影响，正极材料价格大幅上涨。近期随着采矿过程中新技术的应用以及新矿源的开发，矿山端采矿成本有望下降。中企在印尼部署的红土镍矿项目采矿成本较传统硫化镍矿更低，且有伴生钴产出，预计2022-2023年产能将集中释放，带来原材料端深度成本下降。预计23年开始随着产能释放，碳酸锂、氢氧化锂价格将逐步下降。同时，电池回收技术的开发应用也能带来原材料端较大的成本下降空间，但短期内受限于回收渠道不完善、货源不稳定等因素，回收依然无法带来明显的降本效果。

2、三元材料：高镍三元材料是产业发展最明确的方向

三元材料是以锂镍钴锰氧化物、锂镍钴铝氧化物等为代表的多金属复合氧化物。三元材料凭借其重量能量密度高、循环稳定性好、安全性能好、性价比高等特点，被广泛应用于各类新能源汽车中。

根据镍含量的不同，目前行业主流的三元正极材料可分为低镍（以镍3系为主）、中镍（以镍5系为主）、中高镍（以镍6系为主）和高镍（以镍8系为主），其能量密度通过提高镍含量、充电电压上限、压实密度等不断提升。随着电池末端结构优化的完善，如CTP技术的应用，采用三元正极材料生产的电池PACK能量密度有望进一步提升。

（1）三元前驱体是制备三元正极材料的关键材料

三元前驱体即镍钴锰氢氧化物，根据元素组成比例不同可分为正极前驱体、负极前驱体、正极前驱体和NCA前驱体。在锂电池正极产业链中，正极材料最终的性能会继承其前驱体的形貌和结构特征。前驱体的质量（形貌、粒径、粒度分布、比表面积、杂质含量、振实密度等）直接决定了正极烧结产品的理化指标。

1）三元前驱体制备原料成本高，专业技术壁垒高

硫酸镍、硫酸钴、硫酸锰（氢氧化铝）是三元前驱体的主要原料，占总成本的比例非常高。根据2020年年报，行业三大公司格林美、华友钴业、中威股份分别占三元前驱体原料成本的86%、87%、93%。在技术方面，前驱体的壁垒主要体现在其非标性比较显著，决定前驱体性能的参数如氨水浓度、pH值、反应时间、反应温度、固含量、流量控制、搅拌强度、杂质等都会导致最终产品的差异。

2）三元前驱体产量快速增长

2021年国内外新能源产业蓬勃发展，对上游产业链形成正反馈，三元材料需求大幅增加，加速三元前驱体产能释放。数据显示，2021年国内三元前驱体产量62.06万吨，同比增长82.3%；全球三元前驱体产量74.75万吨，同比增长79.4%。

3）三元前驱体行业市场集中度高，头部效应明显

国内方面，龙头企业中威股份产量遥遥领先，市场占有率达到26%；紧随其后的是格林美、华友钴业和湖南邦普，四家在制备技术、原料资源、客户绑定等方面优势明显，产量CR4高达61.6%。从全球来看，2021年中国仍是三元前驱体生产主战场。以上四家公司的实力在全球范围内也十分突出，占据了整个市场的半壁江山。其他公司主要分布在日本、欧洲、美国、韩国等地区，产量CR5达57%。

（2）三元正极技术不断迭代

高镍、高电压、单晶是三元材料未来的技术升级路径。在新的产业周期中，对电池能量密度、安全性能等方面的要求越来越严格，同时随着锂电池原材料价格的飙升，降本增效的呼声也愈发高涨，从而引发了对三元正极的能量密度、安全性能、性价比的进一步探索。根据能量密度公式，在同等质量的情况下，为实现能量密度的提升，三元正极材料主要通过提高材料充电电压上限（高电压）和提高镍含量（高镍）来提升能量密度。同时，单晶化可以提高锂电池的体积容量，提高锂电池的安全性。高镍、高电压、单晶化已成为三元材料未来的发展趋势。

1）高镍：高镍三元将成主流

在三元材料的成本结构中，钴材料成本占有很大比重。为了降低锂电池成本，正极材料会往高镍、低钴或者无钴方向发展。以目前市场产品型号为例，从3系到8系三元材料，镍含量不断提高，钴含量不断降低。在提高锂电池能量密度的同时，有效降低三元材料对钴金属的依赖，满足降低锂电池成本和新能源汽车长续航里程的需求。

高镍三元工艺复杂，技术壁垒高。从制备工艺上看，三元正极材料主要通过烧结制备，得到中间产品三元前驱体后，添加锂盐，经过混料、烧结、破碎、筛分、除铁等步骤制成三元正极产品。高镍三元材料相较于低镍、中低镍三元材料，以8系前驱体和氢氧化锂为原料，需经过三次烧结，生产一吨耗时128工时，原料要求和工艺复杂度均高于低镍、中低镍三元材料。

高镍化趋势下，三元材料企业积极布局高镍三元领域，目前高镍产品销售市场主要被海外住友金属矿业、韩国日亚化学、国内NCM技术占据，国内部分企业能够实现8系NCM、NCA正极材料量产，代表企业有容百科技、巴莫科技、当盛科技、杉杉能源、长源锂电等。海外企业有住友金属矿业、韩国日亚化学、韩国L&F等，其中住友和容百科技同在万吨级规模，其余企业均在千吨级。

从高镍含量来看，镍含量越高，相同电压条件下比容量越高，但镍离子半径与锂离子接近，其结构中发生阳离子混入的可能性也较高，容易导致材料比容量下降、倍率性能减弱，材料表面稳定性降低，更容易引发安全问题。同时，8系以上高镍三元正极材料的工艺流程对窑炉设备、匣钵、反应气氛等有特殊要求，往往涉及多次烧结，更难以保证产品的批次稳定性和一致性。目前行业主要通过掺杂、表面包覆等技术手段对材料进行改性，使高镍三元材料热稳定性增强的同时减少应用过程中发生的副反应。

预计2025年高镍三元电池将成为主流，出货量达173万吨。目前市场技术基本成熟，CATL、松下、LG 、三星SDI等厂商均已实现规模化量产。为满足更高能量密度需求，降低钴含量，更多厂商选择发展9系NCM电池。9系NCM能量密度可超过300Wh/kg，钴含量降低至5%-10%。据容霸科技问询函回复公告，援引GGII、高工锂网数据，2020年全球高镍三元电池出货量约14万吨，占整体三元电池出货量约33%。预计2025年高镍三元电池出货量将达到173万吨，占整体三元电池出货量的58%。

2）高电压：整体性能优越，应用速度更快

除了高镍含量，高电压也能提升电池能量密度。高电压路线以中镍三元材料为主，通过提高其电压平台，使正极材料在更高的电压下能释放出更多的锂离子，从而获得更高的比容量和平均放电电压，进而达到提高能量密度的目的。从目前实际应用的主流产品来看，高压Ni6系典型产品（Ni65）的实际能量密度为735.15Wh/kg，与Ni8系典型产品的739.32Wh/kg比较接近。同时由于高压材料镍含量相对较低，生产工艺相对高镍三元材料没有那么复杂，高压正极材料在提高能量密度的同时，还有一定的安全性提升。

凭借优越的综合性能，高压三元材料市场逐渐打开，各大正极厂商及部分电池企业纷纷进入该领域并加速应用。正极厂商方面，厦钨新能源开发出全新4.4V高压6系三元材料，并成功应用于续航里程1000公里以上的电动汽车;长源锂业高压4.3V、4.35V三元正极材料已批量应用于动力电池领域，4.4V三元正极材料正逐步应用于数码电池领域。电池厂商方面，中信航空于2020年在全球率先采用高压三元电池材料技术量产590模组电池; 其高压快充三元锂电池电芯也将搭载在智能精灵1号上，能量密度达到250Wh/kg以上的行业领先水平，支持150kW超级快充、100kW快充和7.2kW慢充，在80%容量保持的情况下可支持10年30万公里的使用寿命。

但高电压三元正极材料仍面临一系列挑战。在高电压下，由于锂离子大量释放，三元正极材料容易出现晶体结构稳定性差、离子混排、不可逆相变等一系列问题，导致电池循环寿命短、热稳定性低、电解液消耗大等宏观电池失效行为。以上一系列问题需要通过金属离子掺杂、人工包覆层的构建、高电压电解液及添加剂的匹配等手段进行抑制。

三元电池的高镍/高电压拉低瓦时成本。从成本角度看，高镍三元正极材料向超高镍方向发展，减少钴金属的使用，而高压三元正极材料则依靠更高的电压平台，在同样的中镍材料成本体系下实现能量密度的提升。二者在进一步提升电池能量密度的同时，也有效降低了三元锂电池的瓦时成本。

3）单晶：两条发展路线并行，市场需求快速增长

从晶体结构来看，三元正极材料可分为单晶和多晶三元正极材料。单晶是指由一个晶核向各个方向均匀生长的晶体，其内部结构基本为完整的晶格，而多晶则由众多取向不同的单晶颗粒组成，其整个晶体结构并非由同一晶格贯穿。常规多晶三元正极材料以二次球形颗粒团聚的形式存在。单晶技术是利用特殊的前驱体和烧结工艺，实现三元正极材料所形成的晶体的特殊结构，在保持现有容量和充放电平台的基础上，试图增加正极材料单晶颗粒尺寸，从而提高其振实密度，提高锂电池体积容量，同时大大提高锂电池的安全性，使锂电池的品质大幅提升。

国外主要采用多晶三元技术，国内单晶三元与多晶三元技术并行发展。单晶三元材料的研究由来已久，但由于前期重视材料体系研发路线及专利储备，海外日韩电池厂主流三元材料基本以多晶三元材料为主，并由国内正极材料龙头企业逐步引入国内市场。2009年，振华新材在国内较早推出大晶粒单晶产品，随后厦门钨业新能源、长源锂电等正极龙头企业相继突破单晶生产工艺。2017年下半年，随着CATL等电池龙头企业开始将其应用于动力电池，单晶材料在国内市场逐渐实现放量增长。

单晶有两条发展路线，第一是中低镍单晶路线，大单晶产品负载电压更高，部分国产中低镍单晶材料通过高电压可以达到与多晶高镍能量密度相当的水平，Ni55等产品贵金属含量更低，产品在满足能量密度要求的同时，性价比更高。第二是高镍单晶路线，三元材料在高镍环境下不稳定，单晶化学性质稳定，循环性能更佳，相应掺杂可以提高高镍三元材料的安全性能。

单晶化打破了能量密度高、热稳定性差的困境。与团聚颗粒相比，单晶颗粒比表面积小、压实密度高，即使经过多次充放电循环也不会像团聚材料那样出现破裂，因此电池循环寿命长、稳定性好，解决了高镍材料热稳定性差的问题。另外，单晶材料与电解液的界面反应少，高电压下团聚材料的产气问题明显改善。电池产气造成鼓胀变形，也会使极片贴合不紧密，导致电池性能下降，影响循环寿命。

从单晶角度，大单晶三元正极材料的生产合成需要克服大单晶对容量、功率性能带来的负面影响，同时解决直流内阻大的问题。目前业界主要通过掺杂、表面改性技术减少产物游离锂、提高材料浆料稳定性、降低直流内阻，提高单晶三元材料在高温、高镍、高电压环境下的循环稳定性。

单晶三元正极材料渗透率逐步提升，2017年国内单晶三元正极材料产量不足1万吨，进入2018年以后，国内单晶三元材料产量快速提升，全年产量跃升至约4.9万吨，其中90%以上的单晶三元材料应用于动力电池领域。2020年由于比亚迪全面转投磷酸铁锂刀片电池，6系单晶三元电池市场占比有所降低。随着下游动力电池企业逐步引入，2021年国内单晶三元总产量跃升至14.4万吨，同比增长89.5%。未来随着单晶颗粒制备工艺的不断突破，其倍率性能及容量短板或将得到解决，单晶三元材料有望继续体积提升。

3、磷酸铁锂：磷酸锰铁锂是未来升级方向

磷酸铁锂在安全性、生产成本、循环性能等方面均优于三元材料。磷酸铁锂是一种具有橄榄石结构的磷酸盐。与三元材料相比，在安全性方面，磷酸铁锂的分解温度高于三元材料，且分解时不产生氧气，燃烧没有三元材料剧烈；在生产成本方面，三元材料的原料钴盐和镍盐在我国可开采储量较少，且供应不足，而磷酸铁锂的主要原料铁源和磷源在我国相对丰富，使得磷酸铁锂表现出明显的成本优势；在循环性能方面，磷酸铁锂的晶格结构比三元材料稳定，锂离子的嵌入和脱出对晶格的影响很小，因此具有良好的可逆性。磷酸铁锂电池单体电芯循环寿命达3000次以上，而三元材料电池单体电芯循环寿命仅为1500次以上。

（1）磷酸铁锂生产工艺

磷酸铁锂的生产首先将铁源、磷源等材料混合加工成磷酸铁前驱体，再将磷酸铁前驱体与锂源经过烧结等工序制成磷酸铁锂。不同的生产技术路线所采用的原料和设备不同，产品性能也在关键维度上存在差异。目前量产工艺分为固相法和液相法两大类。固相法根据前驱体的不同又分为磷酸铁法、草酸亚铁法、铁红法。磷酸铁法根据调节pH值的试剂不同又分为氨法（氨水）和钠法（氢氧化钠）。

固相方法和液相方法每个都有自己的优势和缺点。该产品具有良好的统一性和批处理，但在国内磷酸盐制造商中，该过程更为复杂且难以控制。

在成本方面，由于其对原材料纯度，低能量消耗和低排放成本的要求，液体相位的原料成本较低，而磷酸铁的成本较低；更容易调整产品的电化学特性；固相方法的特性主要由诸如前体的纯度和粒径等因素确定，并且在一定程度上通过混合的烧结过程来影响。由于其电化学性能差和低能密度，因此使用较少。

铁磷酸盐过程的主要原材料是碳酸盐和碳源锂的主要优势。过程是出色的一致性和周期性能，但是革兰氏量和压实略低，因此通常用于商用车辆和储能场中。

目前，市场上的现有参与者可以分为三类，即目前专门的生产能力，目前专注于磷酸锂，下游电池工厂的向后综合生产能力，锂电池中部肠道中流企业的水平生产能力，以及磷化物型化学生产的前进产量，包括磷酸化学量的趋势。 Xi ， Terry，Hubei ，和一些较小的生产能力。 IDE化学工业包括Anda ，该技术最初是磷化学工业，将其主要业务转换为磷酸锂，而 Group（主要是在二氧化钛中进行交易的集团）以及中国国家核二氧化物二氧化钛的布局磷酸锂铁磷酸盐生产能力，以发挥同步优势。

（2）铁磷酸锂是磷酸锂的升级方向

目前，磷酸锂和三元阴极材料不能同时考虑到低成本，高度安全寿命和高能量密度。与磷酸锂相比，锰（MN）的比例是磷酸锂，磷酸锂的含锰的电压平台和能量密度较高，而能量密度可能比磷酸锂的含量高约15％，同时保留了磷酸锂磷酸锂的安全性和低成本特征。

1）制备过程和磷酸锂铁的性能优化路径

制备方法类似于磷酸锂的方法，主要包括固体方法和液相方法。干燥的方法。

锰磷酸盐材料仍然存在缺点，并且需要改善锰磷酸锂受到其低电导率和速率性能的限制，并且商业化过程很慢，并且诸如碳胶层和纳米材料的跨性别范围以及一定的工业范围，并且是一定的范围。锰磷酸锂的制备过程与现有的磷酸锂生产系统没有太大不同。

碳涂层：有效地改善材料的电导率和循环性能碳材料是涂层的首选材料。

纳米大小：改善速度性能和低温性能。电极界面阻抗，并提高电化学特性，例如循环寿命和低温性能。

Ion : . atoms can be with radii. When small- atoms are doped into the , the will , the of ions will , and the ion will be ; large- atoms are in-situ doped to atoms in the , the , which is to the of more ions and also the of ions. the by New Co., Ltd. as an , with and metal ions can the of the iron , the rate ; at the same time, a and cycle can be .

将铁锰磷酸锂与其他材料的混合：预计锰磷酸锂和其他材料相互补充，并结合不同材料的优势，与三元材料相结合。充电和排放效率和循环寿命，改善低温特征等；③添加锂补充剂，通过过量的锂元素来改善电化学性能。

2）在工业化前夕，许多公司正在制定计划

锂铁磷酸锂结合了磷酸锂和三元材料的优势，生产过程与磷酸锂的学习成本相似，因此生产能力的释放，过程优化的释放量很低。用三元材料形成复合材料。

多种优势使锰磷酸盐在市场上越来越受欢迎，电池公司和阳性材料制造商正在积极部署锰磷酸锂的生产能力，在大约一两年的情况下，岩含量的 lith lith lith。产品验证和项目构建，2023年，可以是锰磷酸锂的大规模生产和应用节点，在电池公司的角度，目前拥有锰磷酸锂技术储量的电池制造商包括：CATL，BYD，BYD，高科技等，主要集中在专业技术研究和开发和投资的布局上。

4.其他阴极材料

（1）富含锂锰的阳性电极材料

它具有高能量密度，低成本和环境友好的特征，这是阴极材料的一个特定能力，其特定能力高于 /G，这比当前在商业材料中使用的材料量相同，这是磷酸锂和三元材料的发射材料的特定能力。与常用的氧化锂和镍含量 - 粘液岩含量相比，主要基于较便宜的锰元素，其贵金属含量较低。

目前，在技术和技术中，几乎没有富含木质的锰的电池。的Cell 。

（2）高压锂镍锰氧化物

其平台的电压约为4.7V（负电极），比磷酸锂高40％，比三元材料高约25％。锂镍氧化锂具有出色的低温性能，速率性能和安全性能，可以满足快速充电和排放的要求，以及全天候使用电池的条件。替换第二代磷酸锂和当前在电力市场中使用的三元电池将分别节省全球的30％和50％的锂资源。

技术计划开发具有高能量密度，低成本和长周期的高压镍曼加尼亚二进制产品，其容量>/g，周期> 2000倍，出色的速度性能和高成本性能，以替换中等和低的镍和低镍和低磷酸铁磷酸盐材料的材料，以>/g的成本效果>/g。

5.锂电池及其应用

锂电池主要用于新的能量车辆和储能领域。

根据数据，新的能源汽车行业已成为快速增长，到2025年，到2030年，全球新型乘客汽车销售额将超过全球乘用车

储能行业将在未来欢迎爆炸性的增长，而中国仍然是世界上两个最大的市场，到2030年，它将占预期的储能能力的54％。

商业模式

1.价格模式：材料的成本约为90％，主要成本奖金定价模式主要采用

主要的企业从成本组成的角度采用了“材料成本+处理”的原则采购产品提供报价。

2.销售模型：工业链的互动开发，由多层同时促进促进的销售策略

积极的企业采用了“活跃的材料 - 体系 - 自动企业”的积极销售策略，并且下游技术互动开发和多级别的同步进步，因此，在销售中，销售时会有很长的时间。

3.盈利能力：积极公司企业的盈利能力取决于：处理费+原材料价格+库存收入

原材料的价格对企业企业的盈利能力产生了很大的影响，它关注的是三元电极的原材料成本+处理成本。磷酸锂的价格也与碳酸锂高度相关。

竞争模式分析

积极的杆子在四种主要材料中是最有竞争力的，并且行业集中度相对分散。

从该行业的整体竞争模式的角度来看，磷酸锂骨科材料的快速增长使Hunan 和 Nano成为2021年整个正极材料行业的第一和第二位。可能仍有很大的变化。

三元骨科材料行业的竞争模式是分散的，但稳定。

磷酸锂阳性材料行业的竞争模式稳定，市场集中度很高，我国家的两个主要巨人是中国的两个巨人。