三元材料应用已占绝对优势

三元材料应用已占绝对优势，高镍化长期趋势不变。据统计，电池系统成本通常占到整车成本的30%-50%，其中正极又占30%-40%，为占比最大的部分。我们认为，三元材料在新能源汽车上的应用已占绝对优势，且三元材料高镍化的长期趋势不变，原因主要有二:(1)政策面对高能量密度的追求虽有所放缓，但其门槛仍在合理上调，能量密度向偏高值集中;(2)需求面上消费者对于新能源汽车的续驶里程较为关注，而目前新能源汽车与油车续驶里程差距较大，矛盾点将一定程度上推动高镍化进程。

高镍材料单位电量制造成本低于普通三元材料，但使用成本仍然偏高。成本分拆结果显示，虽然在高锂源价格和制造费用的共同作用下，高镍材料的吨成本明显高于普通三元材料，但由于同样电量所使用的两种正极材料的量有所差别，高镍材料的kwh制造成本则低于普通三元材料。值得注意的是，由于目前高镍材料具有明显的技术溢价，因此其kwh使用成本仍高于普通三元材料，随着技术逐渐成熟，未来高镍材料毛利率将逐步回落。此外，我们发现若正极材料生产厂商将外购前驱体全部替换为自制前驱体，有望将正极材料毛利率提高约6个百分点。

?原材料价格变动对高镍材料影响相对较小。敏感性分析结果显示，钴源的价格变动1万元/吨将带动NCM523正极材料成本变动5%，同时带动NCM811正极材料成本变动2%，由于NCM523中钴含量高于NCM811，因此NCM523受钴价影响程度较大。测算同时显示，若七水合硫酸钴价格高于11.15万元/吨，则NCM523的吨成本将高于NCM811;若七水合硫酸钴的价格低于4万元/吨，则NCM811的kwh制造成本将高于NCM523。

?到2020年高镍材料总体供需紧张，短期重心有望偏向NCM622:供给方面，据SMM统计，截至2018年国内三元材料总产能为33.67万吨，较2017年新增12.93万吨，据我们统计，其中高镍材料产能已超过5万吨，主流厂商此后的大规模扩产计划也主要针对的是高镍材料，其中以NCM811和NCA居多。需求方面，我们预计2019及2020年高镍材料的装机需求量分别为2.90吨及6.13吨，占总需求比例亦逐年提高;考虑到高镍产能实际释放不足及动力电池装机量通常大幅小于实际出货量，我们认为到2020年高镍材料总体处于供需紧张的状态。此外，在目前的政策导向下，高镍材料的发展重心短时间内可能偏向NCM622，NCM811和NCA的脚步或暂时放缓，但鉴于需求端对于新能源汽车高续驶里程及轻量化的追求，高镍化长期趋势不变。

1.三元正极材料高镍化的必要性分析

1.1正极材料在锂离子电池中成本占比高、性能影响大

新能源汽车主要由动力系统、底盘、车身、内饰、汽车电子等部分组成，其中动力系统占据整车成本的50%左右。动力系统主要包括电池、电机、电控“三大电”系统，其中动力电池成本占比首当其冲，达到76%。据生意汇统计，电池系统成本通常占到整车成本的30%-50%。

据生意汇统计，锂电池成本中70%为材料成本，其中正极占30%-40%，隔膜占15%-30%，电解液占20%-30%，负极5%-15%，正极材料为占比最大的部分。

正极材料在锂离子电池中充当锂源并参与电化学反应。在锂电池充电过程中，Li+从正极脱出，释放一个电子，正极中Co3+等金属离子被氧化为高价态;Li+经过电解质嵌入炭负极，同时电子的补偿电荷从外电

正极材料在锂离子电池中充当锂源并参与电化学反应。在锂电池充电过程中，Li+从正极脱出，释放一个电子，正极中Co3+等金属离子被氧化为高价态;Li+经过电解质嵌入炭负极，同时电子的补偿电荷从外电路转移到负极，维持电荷平衡;在锂电池放电过程中，与上述过程相反，电池外部，电子从负极到达正极，电池内部，Li+向正极迁移，嵌入到正极，并由外电路得到一个电子，正极中Co4+等金属离子被还原。

正极材料的性能对于电芯性能具有显著影响，包括但不限于:(1)正极材料的种类、用量设计和加工制作过程中的振实密度对电芯成品的能量密度产生影响，尤其是种类的选择，将决定电芯能量密度的上限;(2)正极材料的种类、晶体结构稳定性、颗粒尺寸、掺杂原子、碳包覆工艺、制备方法等将对电芯的功率密度产生影响;(3)正极材料活性物质在循环使用中的损耗，以及充放电过程中材料结构的崩坏引发的正极容纳锂离子能力的衰减、以及杂质成分的含量都将影响电芯循环寿命。1.2政策推动新能源汽车市场化，能量密度门槛持续提高

1.2.1新能源汽车补贴额度降幅逐年增加

自2014年以来，国内新能源汽车补贴开始进入退坡阶段，下图显示了补贴的下滑幅度变化情况(由于针对不同车型补贴有不同变化，因此该图只表明大趋势，不代表具体数字)。补贴降幅已由2014年-2015年的5%左右极速上升至2018年的40%左右，2019年补贴整体降幅在2018年的基础上进一步增加，达到60%左右水平。此外，电芯设计中正极材料用量远远大于负极材料的容量，会提高热失控风险，正极材料的选材、质量将对电芯的安全性能造成显著影响。纯电动乘用车补贴由2013年起维持整体下降趋势;2018年，续驶里程150km以下的车型停发财政补贴，而高续驶里程车型补贴转而向上，这是2018年补贴新政的一大特点;2019年，续驶里程250km以下的车型停发财政补贴，高续驶里程车型补贴额度在2018年基础上转而急速下降。

非快充纯电动客车单车补贴上限于2013年-2015年维持不变，由2016年起大幅下降，退坡力度明显大于纯电动乘用车;2019年，各长度车型补贴上限在2018年基础上继续下降。

1.2.2能量密度门槛继续上调，高能量密度超额补贴略有缓和

早在2009年，国内新能源汽车相关政策就开始对车辆技术指标作出要求，最初的政策仅对新能源汽车的电池容量、续驶里程作出要求，从2017年起，相关政策开始对新能源汽车动力系统能量密度及能耗标准做出具体要求，并且门槛逐步提高，其中能量密度是政策对于新能源汽车技术指标关注的重中之重。2019年的补贴新政中，虽然三种车型的动力电池系统能量密度门槛仍然在继续提高，但是对于高能量密度的补贴态度出现一定转变:其一，乘用车补贴标准加入了带电量指标，从政策端平衡新能源汽车技术层面均衡发展;其二，虽然乘用车能量密度门槛继续提高，但最高标准并未进一步提高，且政策不再针对能量密度设置超过1倍的超额补贴，避免过度追求高补贴额度而忽视其他性能指标的情况发生;其三，非快充类纯电动客车的补贴调整系数的分档标准由系统能量密度更改为单位载质量能量消耗量，在客车层面削弱了能量密度指标的影响程度;其四，取消新能源客车电池系统总质量占整车整备质量比例(m/m)不高于20%的门槛要求，一定程度上扼制了一味追求高能量密度动力电池的不良导向。

1.2.3解决“里程焦虑”为新能源汽车需求端关键一环

对于新能源汽车的“里程焦虑”已经成为普通消费者最关注的问题之一，原因主要包括现有的新能源汽车续驶里程与传统油车差距较大、充电桩基础设施建设不足、电动车电量在极端环境条件下存在严重衰减等，其中续驶里程偏短仍然是最主要的原因。

我们挑选了各个价格范围的代表性油车及纯电动车来进行续驶里程对比。表中可见，油车续驶里程在各个价位基本没有太大的变化，并且消费者通常并不甚关注油车续驶里程，而电车续驶里程随价格的上涨有明显的上升，由200km至600km不等，消费者通常较为关注电车续驶里程。

对比发现，传统能源车及新能源车的续驶里程的确有较大差距，20万以下车型续驶里程差距基本在60%以上，甚至达到70%，30万以上车型差距有一定缩小，但即使考虑了特斯拉Model3近600km的续驶里程，最小平均差距也达到了近40%。由于消费者普遍对低价位车型更加青睐，60%以上的续驶里程差距便成为了“里程焦虑”的元凶。从新能源汽车的需求端来说，提升动力电池能量密度成为了关键一环。

1.3三元正极材料已占据绝对优势，高镍化长期趋势不变

1.3.1三元正极材料为新能源汽车动力电池最优选

比较了常用的五种电池材料在安全性、比能量、比功率(电池的大倍率充放电的能力)、高低温性能、寿命以及成本6个维度的性能。图中可见，此前得到大规模应用并曾经占据明显优势的磷酸铁锂材料在安全性、使用寿命等方面有明显优势;镍钴锰酸锂(NCM)及镍钴铝酸锂(NCA)两种三元材料虽然在安全性能、寿命及成本等方面略微逊色，但在比能量方面却具有绝对优势;图中未列出的钴酸锂作为能量密度最高的正极材料之一，由于其高昂的成本使其并不适合大量应用于一般新能源汽车。鉴于目前的政策及应用导向都指向高能量密度动力电池，因此三元材料成为了最佳选项，并在应用中逐步占据优势。