2022年正极材料行业发展现状分析 三元与磷酸铁锂有望长期共存

伴随电池材料技术、电池包技术跟进，预计未来三元电池能量密度仍具备优势。电池材料方面， 高镍技术通过提高镍元素占比提升材料比容量，从而提高电池能量密度，未来 4680 电池放量也会 驱动三元向高镍路线发展。电池包技术方面，CTP 技术应用于三元电池也将大幅提升三元电池能 量密度，宁德时代发布的 CTP 3.0 技术可将三元电池系统能量密度提升至 250Wh/kg。目前搭载三 元锂电池的广汽 Aion S Plus 电池能量密度可达 170Wh/kg，搭载刀片磷酸铁锂电池的比亚迪汉 EV 能量密度为 140Wh/kg，相对于三元电池能量密度偏低。

磷酸铁锂相比三元中低镍电池的性价比优势明显。高镍正极材料虽然通过减少钴含量降低原 材料成本，但其对制备工艺、设备与生产环境要求高，综合来看成本仍高于中低镍三元材料，高镍 三元材料占比较高的正极材料公司单吨成本高于其他正极企业。 2021 年纯电动市场销量重心仍位于 15 万元以下区间，中低端车型市场占比超 50%。中低端车型对 成本提升更敏感，磷酸铁锂天然具备原材料易得、制备简单的优势，短期内在中低端市场竞争优势 仍无法替代。

磷酸铁锂电池渗透率快速提升。磷酸铁锂渗透率持续回升，2020Q3 磷酸铁锂装机比例为 33.6%， 2021Q4 这一比例已达到 56.1%。从新能源汽车推广应用推荐车型目录来看，2021 年发布的 1-4 批 车型目录共有 169 款乘用车入选，其中搭载磷酸铁锂的车型占比达 40.24%。铁锂电池渗透率提升 的主要原因其一是补贴政策退坡使得磷酸铁锂成本优势更加明显，其二是磷酸铁锂电池较早应用 CTP、刀片、JTM 等电池包集成技术，缩小与三元中低镍电池能量密度差距，磷酸铁锂系列热门车 型与电化学储能也推动了磷酸铁锂正极材料渗透率的提升。

三元正极材料高镍化趋势明显。镍是正极材料中的活性物质，提高镍含量有助于提升正极材料 能量密度，同时由于钴价不稳定，提高镍含量可降低钴含量从而达到降低原材料成本的目的。2018 年来高镍正极材料占比持续攀升，NCM 8 系及 NCA 产量占三元正极材料总产量的比例由 2018 年 的 7.7%增长至 2021 年的 38.3%。

除主流三元、磷酸铁锂电池外，钠电池具备循环性能好、成本低的优势，磷酸锰铁锂能量密度 优势明显，长期来看此类新型电池技术正形成对主流锂电体系的补充。

钠离子具备低成本优势，可部分替代磷酸铁锂。钠原子半径比锂大 29 pm，相对原子质量为 23g/mol，大于锂的 6.9g/mol，标准电位比锂小 0.34v，在能量密度上很难与锂达到同等性能。但其 安全性较高，循环寿命、自放电率与锂离子相差不大，适用于对成本敏感、对能量密度要求不高的 储能场景。从储量看，Li 地表含量 0.0065%，Na 为 2.75%，钠资源丰度高，可保障资源供应。

磷酸锰铁锂是主要技术发展方向之一。磷酸锰铁锂是磷酸铁锂与磷酸锰锂的固溶体，具有橄榄 石架构，保留磷酸铁锂优良安全性与稳定性能，同时通过提高电压提升能量密度，能量密度高于磷 酸铁锂。但磷酸锰铁锂电导率较差，在充放电时容量有所损失，且 Mn 元素具备 John-Teller 效应， 放电比容量较低并且衰减迅速，降低了循环性能，也提高了正极厂商的加工难度。此外，磷酸锰铁 锂具有双充放电平台，可能带来功率突降的问题。

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