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高镍、高电压、单晶化的工艺应用，推动了三元正极材料在能量密度、安全性能、成本等方面的不断优化。而具有相应技术储备的顶尖企业有望推动行业集中度的提升，如NCM811高镍三元正极材料TOP5企业。

 

三元正极材料长期向好

动力电池的装机容量不断增加

全球汽车电动化趋势明显。据数据统计，全球新能源汽车渗透率稳步提升，2021年全球渗透率达到8.3%，比2020年提高4.1个百分点。2022年第一季度，全球新能源汽车销量达到206.1万辆，其中，中国新能源汽车整体销量达到125.7万辆，同比增长142.7%，渗透率达到19.2%。

 

 

在汽车电动化的趋势下，全球动力电池装机量快速上升。受益于中国和欧洲市场汽车电动化的快速推进，2016年以来，全球新能源汽车销量快速上升，动力电池装机容量同步增长。2021年，全球动力电池装机容量达到296.8GWh，同比增长102%；中国动力电池装机容量达到154.5GWh，同比增长144%，高于全球平均增长速度，占全球电池装机容量的一半以上。

 

三元与磷酸铁锂长期并存

中国市场三元电池装机容量保持高速增长，磷酸铁锂装机容量恢复。此前，三元正极材料凭借高能量密度的优势在新能源乘用车市场迅速崛起，在2019年和2020年占到动力电池装机容量的60%以上。但随着CATL CTP技术和比亚迪叶片电池的推出，加之中国财政补贴的下降，降低成本成为车企选择动力电池的主要因素，带动磷酸铁锂装机容量的恢复。

 

 

2021年7月，磷酸铁锂月装机量突破三元，2021年全年装机量为79.8GWh，占比51.7%，是2018年以来其装机量首次超过三元正极材料。2022年1-5月，我国动力电池累计装机量为83.1GWh，同比增长100.8%；磷酸铁锂电池累计装机量为49.0GWh，占比58.9%，较2021年增长17.6pct；三元电池累计装机量为34.0GWh，同比增长186.1%，占比40.9%。

欧洲市场的动力电池装机量以三元材料为主。2017年至2020年，欧洲动力电池装机量从16.5GWh增加到98.1GWh，年复合增长率达到81.4%。其中，三元动力电池的装机容量始终占据主导地位，2020年占比超过90%。2021年1-11月，欧洲动力电池装机容量达到144.9GWh，同比增长92.1%。三元动力电池仍占主导地位，占比95.4%；8系三元装机容量已达30.2GWh，同比增长495.2%，占比由6.7%大幅提升至20.9%。

受益于电动汽车需求的增加，三元材料的出货量持续上升。2021年，全球三元正极材料出货量为71.8万吨，同比增长70.95%，2017-2021年复合增长率为48.66%；2021年，中国三元正极材料出货量达到42.2万吨，同比增长79.57%，2017-2021年复合增长率为41.25%。2021年，中国市场占全球的58.8%，成为推动全球三元材料市场增长的主要力量。

 

三元正极材料技术不断迭代

三元正极材料格局仍相对分散

我国市场格局相对分散，头部企业之间的差距并不明显。据统计，2021年CR5/CR10的比例分别为52.6%和78.6%。从企业的角度来看，容百科技、巴莫和当升位列前三。2022年，CR5 / CR10达到55.7%。行业整体集中度提高，行业份额仍相对分散。

 

 

三元阴极材料技术促进要素不断优化

多种正极材料路线并存，不同材料体系的性能要素不同。目前，正极材料主要可分为四大类：氧化钴锂、氧化锰锂、磷酸铁锂和三元材料，其中三元正极材料又可细分为镍钴锰酸锂（NCM）和镍钴铝酸锂（NCA）。

根据产品特性和下游应用场景，钴酸锂和锰酸锂电池主要用于消费类电子产品，而磷酸铁锂和三元电池则主要用于新能源汽车。

降低成本和提高效率继续推动研究和创新，三元正极材料在能量密度、安全性能和性价比方面不断优化。新能源汽车的智能化发展趋势已成为主流。更加丰富的驾驶舱体验和智能驾驶功能，都对动力电池提出了更长续航里程和更高能量密度的要求。同时，伴随着更高的容量和更高的负载，对电池系统的安全性和性价比要求同样刚性，催生了对三元阴极能量密度、安全性能和性价比的进一步探索。

 

● 能量密度升级：三元高镍/高电压趋势明显

解决射程焦虑，高镍高电压，提高三元正极材料的能量密度。目前，业界主要通过提高充电电压上限（高电压）和增加镍含量（高镍含量）来提高三元正极材料的能量密度。

高镍8系列三元的比例逐渐增加，超高镍进一步增强了高镍三元的竞争力。三元正极材料的高镍化是指增加三元材料中镍元素的含量，从而提高能量密度，并相应地减少对钴元素的依赖。

2021年，中国高镍三元产量为15.2万吨，同比增长110.2%，占三元正极材料总产量的38.3%。目前，业内顶尖的正极材料企业已逐步开发、验证和生产出9个系列的超高镍正极材料，进一步提高能量密度，解决电池轻量化问题，提升高镍三元的竞争力。

随着中镍电压平台的兴起，高压路线的能量密度表现趋向于与高镍三元一致。高压路线提高了电池充电停止电压，使正极材料在更高的电压下去除更多的锂离子，从而使容量和工作电压同时提高，达到提高能量密度的目的。

● 安全性能的进一步提高：增加了三元单晶系统的应用

 

 

多晶型三元阴极体系成熟，单晶型三元阴极特征突出。从晶体结构上看，三元正极材料可分为单晶型和多晶型三元正极材料。单晶是指由一个晶核在各个方向平衡生长的晶体。它的内部结构基本上是一个完整的晶格，而多晶是由许多不同方向的单晶颗粒组成，整个晶体结构不由同一晶格，有规律的多晶型三元正极材料是以二次球形颗粒的形式聚集在一起。

单晶技术通过采用特殊的前驱体和烧结工艺，实现了三元正极材料晶体的特殊结构，在保持现有容量和充放电平台的基础上，试图提高正极材料的单晶尺寸，从而提高振动密度，提高锂电池的体积容量，并大大提高了锂电池的安全性，使锂电池的质量得到极大提高。

目前世界上主要是多晶三元技术，我国的单晶三元和多晶三元技术并行。单晶三元材料的研究由来已久，但由于早期的材料体系研发路线和专利储备重点，日韩电池厂的主流三元材料主要是多晶三元材料，并由中国头部正极材料企业逐步引入国内市场。2017年下半年，随着宁德时代等头部电池企业开始应用于动力电池，单晶材料在国内市场逐渐实现放量。

单晶三元正极材料稳定性较好，可作为电压较高的材料体系之一，在安全性能和循环性能方面具有一定优势。在高电压下，随着循环数内阻的增加，电池容量会迅速衰减，循环性能也会变差。

 

 

单晶三元阴极材料通常是由一个或几个大颗粒（2~5米）的不规则块状颗粒直接组成，材料内部没有晶界，微观表面光滑，具有较好的结构稳定性和耐高温性。而且其材料经过压实和高温循环后，不易破碎，从而获得更优异的高温循环稳定性。因此，单晶三元正极材料具有更好的安全性能，可以更好地避免多晶三元正极材料的上述问题。

单晶三元正极材料的渗透率逐步提高。2018年以来，我国单晶三元材料产量快速增长，年产量跃升至4.9万吨左右，其中90%以上的单晶三元材料应用于动力电池领域。随着下游动力电池企业的逐步引入，2021年国内单晶三元材料总产量跃升至14.4万吨，同比增长89.5%；预计2022年我国单晶三元材料的市场份额有望上升至40%以上。

中镍领域的单晶高压技术迭代，高镍领域的单晶引进速度加快。2022年第一季度，中镍5系列和中高镍6系列三元材料中，单晶材料体系占比超过50%。目前，高镍8系列三元材料仍以多晶体系为主，但由于8系列三元材料中高镍单晶的市场渗透率较高，我国头部动力电池企业在2021年开始引入高镍单晶。

 

●性价比再次突破：三元瓦时成本有望下降

近年来，中国新能源汽车产业补贴呈现整体下降趋势，之前高能量密度带来的政策补贴优势已经被削弱。在此背景下，中国车企重新考虑成本和收益，在保证高能量密度和性价比之间进行平衡，并结合产品的实际成本和收益合理选择电池配置。

 

 

三元高镍/高电压推动瓦特小时成本下降。从成本端来看，高镍三元正极材料向超高镍发展，减少了金属钴的使用，而高压三元正极材料依托更高的电压平台可以实现在同一镍材料成本体系下的能量密度，既在进一步提高电池能量密度的同时，也带来了三元锂电池瓦时成本的有效降低。

 

● 技术迭代难度加大，市场细分集中度更高

从目前的技术水平和产品应用来看，高镍、高电压、单晶驱动的三元正极材料产业技术迭代，也给三元正极材料企业提出了更高的工艺难度：

在高镍转化方向上，在相同电压条件下，镍含量越高，比容量越大，但镍离子与锂离子的半径接近，其结构中阳离子混合的可能性越大，容易降低材料的比容量。比容量性能减弱，材料表面稳定性降低，更容易造成安全问题。同时，8系以上高镍三元阴极材料的工艺对窑炉设备、箱碗、反应气氛等有特殊要求，较难保证产品的批次稳定性和一致性。

 

 

在单晶方向，大单晶三元正极材料的生产和合成需要克服大单晶对容量和功率性能的负面影响，还需要解决直流内阻大的问题。目前，业界主要通过掺杂和表面改性技术，来降低产品的游离锂，提高材料浆料的调整稳定性，降低直流内阻，提高单晶三元材料在高温、高镍和高压环境下的循环稳定性。

在高压方向，虽然高压三元正极材料能有效提高材料的能量密度，但在4.4V及以上电压的应用场景中，面临着晶体结构稳定性、相变、界面副反应、氧释放等一系列挑战，这使得材料开发具有极高的技术壁垒。

高镍单晶三元正极材料的市场集中度高于三元产业的整体集中度。2020-2021年，CR3/CR5分别为35%/52%和38%/55%，相比之下，CR3/CR5/93.6%和68.6%，CR3/CR5分别为53.5%/73.8%和53.9%/73.4%，集中度比整体竞争格局更高。

 

三元正极龙头企业引领行业发展

振华新材：大单晶技术的三元单晶领导者，单晶出货量第一的三元正极材料企业。

厦门厦钨：高压系列产品积累了丰富的经验，在正极材料领域处于行业领先地位。在三元材料方面，公司充分借鉴在钴酸锂领域形成的高压电池技术研发优势，积极与下游电池厂商合作开发高压三元材料，使主要产品在提高能量密度的同时兼具安全性和成本优势。

当升科技：全球布局的龙头三元材料供应商，具有全球客户卡位优势的龙头三元正极材料企业。公司业务范围覆盖全球，成为国内为数不多的同时向日本、韩国、欧洲和美国销售三元正极材料的企业。

容百科技：专注于高镍三元正极材料的领导者，中国三元正极领导者，专注于高镍三元正极材料。

五矿集团：产业链整合优势突出的三元正极头部企业。公司自2011年进入三元正极材料领域，已具备NCM523、NCM622、NCM811和NCA等三元正极材料的量产能力。