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锂电池主要由正极材料、负极材料、隔膜、电解质和电池外壳组成。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，进而影响电池的整体性能。

正极材料在锂电池材料成本中占比最大，占45%，其成本也直接决定了电池的整体成本。因此，正极材料在锂电池中发挥着重要作用，直接引领着锂电池行业的发展。

在电动汽车的成本构成中，动力系统占比最大，接近50%。电力系统主要由电池、电机和电控组成，其中电池为核心，占成本的76%，电机占13%，电控占11%。

在电池系统的成本构成中，正极约占电池成本的45%，负极约占电池价格的10%，隔膜约占电池费用的10%，电解质约占电池的10%。该比例约为10%，其他成分约占25%。

 

正极材料的组成

锂电池正极材料主要包括活性材料、导电剂、溶剂、粘合剂、集电器、添加剂、辅助材料等。正极材料的主要原料包括硫酸镍、硫酸锰、硫酸钴、金属镍、电池级碳酸锂、电池级氢氧化锂，主要辅助材料包括烧碱、氨水、硫酸等。这些原辅材料主要是散装化学品。市场供应相对充足。

 

 

正极材料分类

锂电池按正极材料体系划分，一般可分为钴酸锂（LCO）、锰酸锂（LMO）、磷酸铁锂（LFP）、三元材料镍钴锰酸锂和镍钴铝酸锂（NCA）等。其中，磷酸铁锂主要用于新能源汽车和储能电池市场，三元材料广泛应用于新能源乘用车、电动自行车和电动工具电池市场。

不同的正极材料有不同的优点和缺点。锂钴氧化物正极材料具有良好的电化学性能和加工性能，以及相对较高的比容量，但锂钴氧化物材料成本高（金属钴昂贵），循环寿命低，安全性能差。

与钴酸锂相比，锰酸锂具有资源丰富、成本低、无污染、安全性能好、倍率性能好等优点。然而，其比容量低、循环性能差，尤其是高温循环性能，使其应用受到极大限制。

磷酸铁锂价格低廉，环境友好，安全性能高，结构稳定性和循环性能好，但能量密度低，低温性能差。镍钴锰三元材料结合了钴酸锂、镍酸锂和锰酸锂的优点。与磷酸铁锂和锰酸锂等正极材料相比，三元材料具有更高的能量密度和更长的巡航范围。

 

正极材料产业链

正极材料是锂离子电池最关键的原材料。锂电池正极材料的上游是锂、钴、镍等矿物原料，它们与导电剂和粘合剂结合制成前体。前体是通过一定的工艺合成而成的正极材料，用于不同的领域。

锂电池的正极材料是决定锂电池电化学性能的决定性因素，对电池的能量密度和安全性能起着主导作用，正极材料的成本也很高。下游锂电池制造领域主要分为动力锂电池、消费类锂电池和储能类锂电池，最终应用于新能源汽车、手机、便携式电脑和储能站。

 

 

正极材料市场规模

由于上游锂、钴、镍等金属价格大幅上涨，正极材料价格也大幅上涨。2021年，我国正极材料产值达到1419.1亿元，同比增长123.1%，超过2017年的产值增幅。

数据显示，2021年，我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%。其中，磷酸铁锂正极材料出货45.5万吨，占比41.6%，三元正极材料出货42.2万吨，比例38.6%。磷酸铁锂出货量超过三元正极。专家预测，到2025年，中国正极材料出货量将达到471万吨，市场增长空间很大。

 

正极材料的竞争格局

正极是四大材料中竞争最激烈的，行业集中度相对分散。2020年，阴极材料CR6将达到38%，行业集中度仅为隔膜、电解质和阳极的一半。

从行业整体竞争格局来看，磷酸铁锂正极材料出货量的快速增长，使湖南宇能和德方纳米分别成为2021年整个正极材料行业的第一和第二名。未来，随着电池公司、大型化工公司、上游矿业公司进入正极材料领域，整个行业的竞争可能会更加激烈，整个行业格局仍可能发生重大变化。

三元正极材料行业的竞争格局分散但稳定。目前，全球三元材料产能主要位于中国、韩国和日本。其中，2021年，中国三元材料出货量占全球三元材料发货量的58.77%，占比超过一半。

产品以NCM为主，日本的三元材料以NCA为主，韩国同时拥有NCM和NCA。2021年，中国三元正极材料市场份额排名前三的是容百科技、当升科技、天津巴莫。

 

 

正极材料的两个发展方向

随着锂电池下游性能要求的不断提高，正极材料将迎来新一轮技术迭代升级。以磷酸铁锰锂和高镍三元为代表的两条技术路径最为清晰。磷酸铁锰锂电池预计将于明年问世。从商业应用开始，高镍三元在三元电池中的比例将继续提高。

 

磷酸铁锰锂是升级方向

磷酸铁锂电池的能量密度非常高。磷酸锰铁锂（LMFP）是磷酸铁锂的升级版。磷酸锰铁锂（LiMnxFe1-xPO4）是一种新型的磷酸盐，是在磷酸铁锂的基础上掺杂一定比例的锰而形成的。锂离子电池正极材料。

通过锰元素的掺杂，一方面可以有效地结合铁和锰的优点，另一方面锰和铁的掺杂不会对原始结构产生显著影响。与磷酸铁锂相比，高能量密度是磷酸铁锰锂的核心优势。

磷酸铁锂和磷酸铁锰锂的理论克容量（170mAh/g）相同，但放电平台不同。磷酸锰铁锂中锰离子的开路电压放电平台为4.1V，磷酸锰铁的整体放电平台为3.8V-4.1V。

磷酸铁锂的理论放电平台为3.4V，实际水平为3.2-3.3V。与磷酸铁锂相比，磷酸铁锰锂具有更高的电压平台，其能量密度可比磷酸铁锂高出约15%，并保留了磷酸铁锂电池的安全性和低成本特性。

 

 

三元正极高镍化趋势

Ni元素比例为60%及以上的材料称为高镍三元材料。高镍三元合金将继续成长为远程车辆的主流技术。随着相关技术的发展和汽车平台功能的融合，未来新能源汽车将继续朝着更高的能量密度和更长的续航里程发展。

锂离子电池的发展趋势越来越明显。数据显示，2021年，我国三元正极材料仍以高压Ni5系列产品为主，占比46%，其次是Ni8系列高镍产品，占比36%，Ni6系列占比16%。

从技术角度来看，高镍三元比其他正极材料具有更高的技术壁垒。不仅需要更高的研发技术，还需要更高效稳定的工程技术能力和更精细化的生产管理水平。

从能量密度来看，引入超高镍正极材料后，电芯的能量密度达到300-400Wh/kg，与磷酸铁锂电芯的差距拉大，更能满足新能源汽车的要求。智能开发要求。

从成本端来看，高镍三元正极材料使用较少的钴金属，降低了原材料成本，带来了高镍三值锂电池单位成本的降低，有利于新能源汽车的普及。在高镍电池赛道上，CATL、松下、LG能源、三星SDI、SKI等领先企业已批量生产并供应镍含量超过80%的NCM和NCA电池，目标是超高镍电池的镍含量超过90%。

 

 

其他正极材料技术路径

富锂锰基正极材料：具有能量密度高、成本低、环境友好等特点。这是未来正极材料可能的发展方向。其比容量高达300mAh/g，远高于目前磷酸铁锂的商业应用。三元材料、三元材料等正极材料的比放电容量是动力锂电池能量密度超过400Wh/kg的技术关键。

同时，富锂锰基材料主要基于较便宜的锰元素，并且贵金属含量较少。与常用的锂钴氧化物和镍钴锰三元正极材料相比，不仅成本更低，而且安全性更好。