一、三元正极材料行业概况
三元材料(包括NCM和NCA)是以镍盐、钴盐、锰盐为原料,或以镍盐、钴盐、铝盐为原料,经过调配混料等多道工序制成三元前驱体,再与碳酸锂、氢氧化锂等锂盐混合,经过烧结、粉碎等工序制成的三元复合材料。当镍元素的相对含量更高,镍钴锰三元材料的综合性能更强,同时技术工艺难度更高。
三元正极材料分类
资料来源:中国化学与物理电源行业协会,华经产业研究院整理
从三元材料的产品结构来看,2020年仍以NCM523为主,占比超一半,为53%;其次为NCM811和NCM622,分别占比22%和20%;NCM333占比4%;NCA占比1%。
2020年中国三元材料分产品市场占比
二、全球三元正极材料行业发展现状
从全球角度看,2019年全球三元正极材料出货量达到34.3万吨,较2018年增加10.6万吨,同比增长44.73%。
2016-2019年全球三元正极材料出货量及增长情况
资料来源:公开资料整理
二、中国三元正极材料行业发展现状
据数据统计,2015-2020年,中国三元正极材料产量呈逐年上升走势。2020年中国三元正极材料约为21万吨,同比增长6.6%,增速明显放缓。
2015-2020年中国三元正极材料产量及增长情况
资料来源:公开资料整理
2016至2020年,中国三元正极材料出货量稳步增长,从5.4万吨增长至23.6万吨。尽管出货量持续增长,但三元材料企业依旧承压明显。
2016-2020年中国三元正极材料出货量及增长情况
资料来源:公开资料整理
相关报告:华经产业研究院发布的《2021-2026年中国三元正极材料行业发展监测及投资战略规划研究报告》
三、中国三元正极材料行业竞争格局
三元正极材料市场竞争激烈,格局较为分散,2020年行业CR3为34%,行业格局基本稳定。排名前三的企业是依次为容百科技、天津巴莫和长远锂科,市场占有率分别为13.7%、10.7%和10%。
2020年中国三元正极材料行业格局
资料来源:公开资料整理
四、三元正极材料行业发展趋势
随着锂离子电池需求量的增加,进一步提高电池性能,降低成本,提升安全性,是锂离子电池技术研发永恒不变的主题。针对上述目标,对三元正极材料的研究在掺杂、包覆等工艺的基础上,采用一些新工艺来提高正极材料的性能,具体表现在如下几个方面:
1、采用单晶三元材料,有利于锂离子传递效率的提高,且能够抑制与电解液之间副反应的发生,从而改善循环性能。
2、掺杂改性朝着材料纳米化处理,晶格掺杂等同一材料不同形态结构掺杂以及开发新型材料如稀有元素或替代材料降低成本为主。例如:石墨烯掺杂改性,使正极材料的电导率提高,约为 1×106S/m ;储锂空间大,有助于提高电池能量密度;结构稳定,导电和导热性好,可以改善电池的倍率性能和安全性;颗粒尺度小,缩短了锂离子扩散路径,有利于提高电池的功率性能。
3、包覆改性的发展朝着二次包覆,共改性方向发展;包覆导电材料,提高材料导电性,进而优化材料的循环稳定性,延长使用寿命。
4、合成方法的改进,采用一些新的方法,如微波合成法,红外合成法和等离子体合成法等。
5、在提高镍含量的基础上对正极材料进行全梯度结构设计或壳核结构设计,使材料的结构保持稳定的同时也有高的能量密度。
6、为了使正极材料有更广泛的应用领域,发展适应高温或低温等条件,具有高密度化和高电压化的正极材料也是未来研究的一种趋势。
7、对无钴材料、四元材料等新一代电池进行研发,这种材料在降低成本的同时,也具有高的能量密度,是一种具有发展前景的新型材料。与此同时,研究与高镍或无钴材料相匹配的电池电解液也将是研究趋势之一。
华经产业研究院采用先进的数据分析工具,对三元正极材料行业的数据进行挖掘、整理、加工、分析和展示,为客户传递行业最新的发展动态。并对行业未来的发展前景及趋势进行专业的预判,为客户的经营决策提供专业的指导和建议,最大限度地降低客户投资风险与经营成本,把握投资机遇,提高企业竞争力。欲了解行业具体详情可以关注华经产业研究院出版的研究报告《2020-2025年中国三元正极材料行业发展潜力分析及投资方向研究报告》。