一、正極材料在鋰離子電池中成本占比最高
鋰電材料是指為鋰電池的生產(chǎn)過(guò)程中所需的各種原材料，能夠決定電池的性能、安全性、壽命和成本。目前，鋰電材料主要包括正極材料、負(fù)極材料、電解液、隔膜、鋁塑膜等。
鋰電池正極材料是鋰電池電化學(xué)性能的決定性因素，對(duì)電池的能量密度及安全性能起主導(dǎo)作用,其在鋰離子電池中成本占比最高。
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二、得益于新能源汽車(chē)發(fā)展，我國(guó)鋰電池正極材料出貨量持續(xù)增長(zhǎng)
根據(jù)觀研報(bào)告網(wǎng)發(fā)布的《中國(guó)鋰電池正極材料行業(yè)現(xiàn)狀深度分析與投資前景研究報(bào)告（2024-2031年）》顯示，隨著新能源汽車(chē)、智能手機(jī)等電子產(chǎn)品的普及，鋰電池正極材料的市場(chǎng)需求持續(xù)增長(zhǎng)。特別是在新能源汽車(chē)領(lǐng)域，隨著續(xù)航里程要求的提高，對(duì)高性能正極材料的需求更加迫切。
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根據(jù)數(shù)據(jù)，2019-2023年我國(guó)鋰電池正極材料出貨量由40.4萬(wàn)噸增長(zhǎng)至248萬(wàn)噸，預(yù)計(jì)2024年我國(guó)鋰電池正極材料出貨量達(dá)319萬(wàn)噸，較上年同比增長(zhǎng)28.6%。
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三、鋰電池正極材料中磷酸鐵鋰及三元材料占比大且技術(shù)發(fā)展路徑明確
鋰電池正極材料按照化學(xué)成分可分為鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰和三元材料等。其中，磷酸鐵鋰及三元材料出貨量較多，分別占比67%、26%，總占比達(dá)93%。與磷酸鐵鋰及三元材料相比，錳酸鋰和鈷酸鋰出貨量較少，分別僅占比4%、3%。
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磷酸鐵鋰材料主要得益于儲(chǔ)能與動(dòng)力鐵鋰電池發(fā)展。數(shù)據(jù)顯示，2019-2023年我國(guó)磷酸鐵鋰材料出貨量由8.8萬(wàn)噸增長(zhǎng)至165萬(wàn)噸，預(yù)計(jì)2024年我國(guó)磷酸鐵鋰材料出貨量達(dá)198萬(wàn)噸，較上年同比增長(zhǎng)20.0%。
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三元材料因其高能量密度、高電壓平臺(tái)以及良好的循環(huán)穩(wěn)定性而廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代電動(dòng)汽車(chē)和便攜式電子設(shè)備中。2019-2023年我國(guó)三元材料出貨量由19.2萬(wàn)噸增長(zhǎng)至65萬(wàn)噸，預(yù)計(jì)2024年我國(guó)三元材料出貨量達(dá)69萬(wàn)噸，較上年同比增長(zhǎng)6.2%。
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隨著下游對(duì)鋰電性能要求不斷提升，各類(lèi)正極材料都將迎來(lái)一輪新的技術(shù)迭代和升級(jí)，其中磷酸錳鐵鋰和高鎳三元兩條技術(shù)路徑最為明確，磷酸錳鐵鋰電池商業(yè)應(yīng)用步伐加快，高鎳三元在三元電池中的占比也將持續(xù)提升。
鋰電池正極材料發(fā)展方向
| 正極材料 | 發(fā)展方向 |
| 磷酸鐵鋰 | 磷酸鐵鋰電池的能量密度已經(jīng)接近“天花板”。磷酸錳鐵鋰（LMFP)作為磷酸鐵鋰的升級(jí)版，磷酸錳鐵鋰(LiMnxFe1-xPO4)是在磷酸鐵鋰（LiFePO4）的基礎(chǔ)上摻雜一定比例的錳（Mn）而形成的新型磷酸鹽類(lèi)鋰離子電池正極材料。通過(guò)錳元素的摻雜，一方面使得鐵和錳兩種元素的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)能夠有效結(jié)合，而另一方面錳和鐵的摻雜不會(huì)明顯影響原有的結(jié)構(gòu)。高能量密度是磷酸錳鐵鋰相較磷酸鐵鋰的核心優(yōu)勢(shì)。磷酸鐵鋰和磷酸錳鐵鋰?yán)碚摽巳萘?170mAh/g)一樣，但放電平臺(tái)卻不同；磷酸錳鐵鋰中錳離子開(kāi)路電壓放電平臺(tái)為4.1V，磷酸錳鐵鋰總體放電平臺(tái)3.8V-4.1V；磷酸鐵鋰?yán)碚摲烹娖脚_(tái)是3.4V，實(shí)際水平3.2-3.3V。磷酸錳鐵鋰對(duì)比磷酸鐵鋰具有更高的電壓平臺(tái)，能量密度可以比其高出15%左右，且保留了磷酸鐵鋰電芯的安全性及低成本特性。磷酸錳鐵鋰過(guò)去受限于其較低的導(dǎo)電性能與倍率性能，商業(yè)化的進(jìn)程緩慢。隨著碳包覆、納米化、補(bǔ)鋰技術(shù)等改性技術(shù)的進(jìn)步，一定程度改善了其導(dǎo)電性，磷酸錳鐵鋰產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程開(kāi)始加速。磷酸錳鐵鋰制備工藝與現(xiàn)有磷酸鐵鋰生產(chǎn)體系區(qū)別不大，主要需要通過(guò)包覆、摻雜、納米化等改性技術(shù)來(lái)解決其電導(dǎo)率較低的問(wèn)題，兩者成本差異也在可接受范圍之內(nèi)。多重優(yōu)勢(shì)使磷酸錳鐵鋰愈發(fā)受到市場(chǎng)青睞。 |
| 三元材料 | Ni 元素比例在60%及以上的稱(chēng)為高鎳三元材料。高鎳化三元將持續(xù)成長(zhǎng)為長(zhǎng)續(xù)航車(chē)型的主流技術(shù)，隨著相關(guān)技術(shù)發(fā)展以及整車(chē)平臺(tái)功能整合，未來(lái)新能源汽車(chē)將持續(xù)向更高能量密度、更長(zhǎng)續(xù)航里程發(fā)展，高鎳化三元鋰電池的發(fā)展趨勢(shì)愈加明顯。 |
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四、我國(guó)鋰電池正極材料行業(yè)較集中
鋰電池正極材料的制備技術(shù)涉及材料科學(xué)、化學(xué)、物理等多個(gè)領(lǐng)域，技術(shù)含量較高。技術(shù)壁壘下鋰電池正極材料行業(yè)較集中。數(shù)據(jù)顯示，2023年我國(guó)磷酸鐵鋰材料CR3達(dá)56%，其中湖南裕能、德方納米、萬(wàn)潤(rùn)能源出貨量分別占比30%、15%、11%。
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2023年我國(guó)三元材料CR3達(dá)41%，其中容百科技、天津巴莫、當(dāng)升科技出貨量分別占比15%、14%、11%。
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2023年，我國(guó)鈷酸鋰材料中廈鎢新能源占比超40%，錳酸鋰材料中博石高科占比超30%。
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