“双碳”战略时代背景下，交通领域减排降碳压力攀升，极大促进新能源汽车的推广应用，助推新能源汽车行业迎来快速发展。伴随新能源整车市场的爆发式增长，动力电池装机量也迅猛攀升，正极材料作为动力电池重要组成部分，在技术迭代、原材料价格波动等多重因素影响下，呈现多技术路线并行发展态势。
一
新能源汽车发展概况
新能源汽车市场持续增长。近年来，全球生态环境、气候变暖问题日益突出，各国政府均在推动能源结构向清洁能源加速转型，并陆续宣布了碳减排目标。在此背景下，全球主要经济体纷纷发布新能源汽车产业规划，助推新能源汽车产业发展。2022年，全球新能源汽车销量达到1082．4万辆，同比增长61．6％。在此背景下，叠加产品力提升、基础充电设施完善、政策推动等因素影响，我国新能源汽车步入快速发展阶段，2022年我国新能源汽车销量688．4万辆，同比增长95．5％，在全球的比重由2021年的53．0％增长至63．6％。
新能源汽车核心零部件加速迭代。动力电池领域，高能量密度、低成本竞争成为主旋律。其中，三元电池技术迭代趋势主要为高镍化、高电压和单晶化，系统能量密度有望在2025年提升至250Wh／kg；磷酸铁锂将向安全性能、能量密度更高的磷酸锰铁锂升级，电池能量密度理论提升15－20％；固态电池因安全、可靠、耐用等特性，被视作下一代电池技术方向，预计2025年前后实现产业化。同时，随着新能源汽车保有量不断增长、电池拆解回收技术逐渐进步、渠道的逐步规范，未来动力电池退役及回收将成为电池材料来源的重要渠道。驱动电机领域，三合一电驱动系统为市场主流产品，市场份额约占2／3，基于SiC（碳化硅）功率器件的电机控制器进入产业化初期。汽车电子领域，驾驶系统、动力系统类汽车电子是热点领域，未来五年复合增长率预计在10％以上；车规级芯片长期被美、欧、日／韩等垄断，国产替代迫在眉睫。
二
新能源汽车电池正极材料发展概况
新能源汽车发展带动电池发展。随着新能源汽车市场的发展，动力电池行业发展的步伐加速。正极材料是新能源动力电池的核心材料，将直接影响电池的能量密度、循环、倍率、内阻等多方面性能，也是动力电池中成本较高的部分。常见的正极材料包括三元材料、磷酸铁锂、钴酸锂和锰酸锂等。
图1：正极材料产业链
来源：火石创造根据公开资料整理
三元正极和磷酸铁锂是目前主流的正极材料。随着新能源整车产销量高速增长，动力电池市场需求迎来快速增长，根据Frost ＆ Sullivan预测数据，2022年全球三元前驱体出货量达到102．24万吨，三元前驱体材料市场规模将达到约1100亿元。根据中国汽车动力电池产业创新联盟数据显示，2022年1－12月，我国动力电池累计产量545．9GWh，累计同比增长148．5％。其中三元电池累计产量212．5GWh，占总产量38．9％，累计同比增长126．4％；磷酸铁锂电池累计产量332．4GWh，占总产量60．9％，累计同比增长165．1％。
图2：2022年我国按材料类型划分的动力电池产量情况
来源：火石创造根据公开资料整理
三
新能源汽车电池正极材料未来发展路线
（一）高镍、低钴／无钴将成三元材料发展主流趋势
动力电池发展需兼顾成本与能量密度目标，高镍化路线可显著降低三元电池材料成本，并保证材料的高比容量。由工业和信息化部装备工业一司指导、中国汽车工程学会牵头组织编制的《节能与新能源汽车技术路线图2．0》，明确提出：动力电池需要持续提高能量密度并逐步降低成本，三元材料镍含量将进一步提升并逐渐向低钴／无钴多元材料过渡。以普及型能量电池为例，2025年、2030年及2035年普及型动力电池比能量目标分别为大于200Wh／kg、250Wh／kg和300Wh／kg，相应成本目标分别为小于0．35元／Wh、0．32元／Wh和0．30元／Wh。
三元正极材料的技术迭代升级主要有两大方向和三大趋势。方向一是提升能量密度，主要实现路径有提升比容量和提升电压，其中提升比容主要是高镍方向或其它材料体系。方向二是提升安全性、循环性能及稳定性，主要实现路径有单晶、掺杂、包覆等技术。综合来看，主要对应三大趋势：高镍化、高电压和单晶化。
表1：2022年新上市高镍车型（部分）
来源：火石创造根据公开资料整理
（二）磷酸锰铁锂或为磷酸铁锂升级版
磷酸锰铁锂（LMFP）被认为是磷酸铁锂（LFP）的升级版，磷酸锰铁锂晶体结构与磷酸铁锂相似，是在磷酸铁锂基础上掺杂大量锰元素得到的新型正极材料，使得电池能量密度理论提升15－20％，同时具有化学性质稳定、安全性能优异的特点。整体来看，磷酸锰铁锂安全性能优于三元材料，能量密度高于LFP，且对稀有金属依赖度低，能与磷酸铁锂共线生产，成本优势相对明显。但磷酸锰铁锂易导致电池极化增大、循环性变差。
表2：磷酸锰铁锂、磷酸铁锂、三元材料性能对比
来源：火石创造根据公开资料整理
（三）钠离子电池或将迎来量产
锂价格在经历了近年来持续上涨后，近期有所下调，但在此期间，锂矿资源的稀缺性与价格的不稳定，均推动市场积极寻求替代品。钠离子电池由于其高性价比、高安全性，以及倍率性能和低温性能优异的特点，成为了目前市场最为关注的一种锂离子电池补充体系。
2021年，宁德时代发布第一代钠离子电池，宣告钠离子电池开启产业化征程。2022年，钠离子电池领域取得实质进展，传艺科技、钠创新能源、宁德时代、兴储世纪、蔚蓝锂芯、多氟多和湖南立方等企业规划的钠离子电池量产线进入实质性的投资建设、设备招标和设备进场阶段，中科海钠建成2GWh的钠离子电池量产生产线。预计2023年将成为钠离子电池的量产元年，钠离子电池正极材料将会伴随钠离子电池的快速商业化而迎来爆发式发展，并在储能、电动车、电动两轮车等领域广泛应用。
本文从产业链视角，分析了上游锂电材料中的正极材料发展状况，欲知新能源汽车全产业链发展情况，请锁定2月21日《2022年新能源汽车产业发展洞察报告》线上发布会！
原文标题 : 新能源汽车正极材料2022年度盘点与未来展望
