2018-锂电池专题报告_三元材料关键技术细节及测算_32页-3mb

三元材料关键技术细节及测算总结

核心内容

三元材料（如NCM、NCA）作为锂离子电池的重要正极材料，具有性能可调控的优势。其生产流程包括煅烧前工序、煅烧工序和煅烧后工序，其中煅烧工序是核心步骤，对材料性能有决定性影响。三元材料成本中，原材料占比超过90%，主要受锂、镍、钴价格波动影响。高镍材料（如NCM811）虽然具有更高的比容量，但也伴随着更高的加工难度、成本及安全隐患。当前，NCM523因成本较低且性能均衡，成为出货量最高的产品，而NCM811和NCA因单位容量成本更低，被视为未来发展的重点。

主要观点

• 三元材料的优势：三元材料具有较高的比容量和可调节的性能，适用于多种电池应用场景。
• 煅烧工序的重要性：煅烧温度、气氛等参数对材料的热稳定性、容量保持率等性能有直接影响。
• 高镍材料的挑战：高镍材料因高容量而受到关注，但其对湿度、温度敏感，加工成本和难度显著增加。
• 成本构成：三元材料成本主要由原材料和加工费构成，原材料成本占比高达90%以上，加工费用占比则因材料类型不同而有所差异。
• 单位容量成本：811材料虽然单吨成本较高，但其单位容量成本最低，是未来动力电池成本降低的关键方向。

关键信息

三元材料生产流程

1. 煅烧前工序：

   • 混合：将前驱体、锂源和添加剂按化学计量比进行混合。
   • 装料：将混合后的物料装入匣钵，准备进入窑炉进行烧结。
   • 高镍材料需使用氢氧化锂作为锂源，且装料量更少。

2. 煅烧工序：

   • 煅烧温度和气氛是关键控制因素。NCM111通常在900~1000°C煅烧，而NCM811则在750~800°C煅烧。
   • 高镍材料需在纯氧气气氛下煅烧，以确保镍元素充分氧化。
   • 煅烧设备主要包括推板窑和辊道窑，其中辊道窑应用更广泛，性能更优。

3. 煅烧后工序：

   • 粉碎分级：采用旋轮磨等设备，有效解决传统破碎设备的效率低、污染大等问题。
   • 合批：将不同批次材料混合，确保产品一致性。
   • 除铁：采用电磁除铁器，去除金属杂质，提高电池安全性。

成本结构

• 原材料成本：占据三元材料总成本的90%以上，主要成分包括锂盐（如碳酸锂、氢氧化锂）、过渡金属盐（如硫酸镍、硫酸钴、硫酸锰）等。
• 加工费用：主要包括设备折旧、能源消耗和人工成本，占比在5%~8.22%之间，其中811材料的加工费用占比最高。

成本测算

以优美科长信为例，其NCM622单吨成本为14.56万元，主要构成如下：

其他三元材料的成本估算如下：

• NCM111：单吨成本16.63万元，其中硫酸钴占比最大（56.65%）。
• NCM523：单吨成本13.71万元，其中硫酸钴占比为39.37%。
• NCM811：单吨成本15.74万元，其中氢氧化锂占比最高（35.10%），且加工费用占比达到8.22%。

成本影响因素

• 钴/镍价格比：当钴/镍价格比高于2.9时，811单位容量成本最低。
• 锂盐价格比：当氢氧化锂/碳酸锂价格比低于0.95时，811单吨价格有望低于523；当价格比低于1.25时，811单吨价格有望低于622。
• 价格波动：锂、镍、钴价格波动对三元材料成本影响显著，厂商需关注价格比变化。

风险提示

• 新能源补贴下降：可能导致市场需求下降，影响三元材料厂商盈利能力。
• 出货量不达预期：若市场需求未如预期增长，将对厂商造成较大压力。

标的推荐

• 当升科技（300073）：
  • 当前价格：23.95元
  • 投资评级：买入
  • 2017A EPS：0.57元
  • 2018E EPS：0.69元
  • 2019E EPS：0.96元
  • 2017A PE：41.81
  • 2018E PE：34.89
  • 2019E PE：24.85

未来发展趋势

• 高镍材料发展：随着新能源汽车对能量密度需求的增加，NCM811和NCA将成为重点发展方向。
• 工艺优化：高镍材料的表面包覆、水洗、控制湿度等技术是提升其性能和安全性的关键。
• 设备升级：高镍产线对设备有更高要求，如采用高速混料机、辊道窑等设备，以提高效率和降低污染。

总结

三元材料在锂离子电池中扮演重要角色，其性能可调，适合多种应用场景。高镍材料虽具高比容量，但加工成本高、安全性差。当前，NCM523因成本优势成为市场主流，而NCM811和NCA因单位容量成本低，是未来趋势。原材料价格波动对三元材料成本影响显著，需关注钴/镍和锂盐价格比变化。设备选择和工艺优化是降低生产成本、提高材料性能的关键。