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三元前驅體直接決定三元正極材料核心理化性能。三元前驅體是生產三元正極的關鍵性材料,通過與鋰源混合燒結制成三元正極,其性能直接決定三元正極材料核心理化性能,具體表現為:1)前驅體雜質會帶入正極材料,影響正極雜質含量;2)前驅體粒徑大小、粒徑分布直接決定三元正極粒徑大小、粒徑分布;3)三元前驅體比表面積、形貌直接決定三元正極比表面積、形貌;4)三元前驅體元素配比直接決定三元正極元素配比等。三元正極的粒徑、形貌、元素配比、雜質含量等理化性能將影響鋰電池能量密度、倍率性能、循環壽命等核心電化學性能。此外,新型正極材料如梯度、核殼結構三元正極的應用推廣,取決于相應前驅體的研發突破。
三元前驅體工藝復雜,產品一致性和磁性異物控制是關鍵。三元前驅體最常見合成方法為共沉淀法,是由硫酸鎳、硫酸鈷、硫酸錳與氫氧化鈉在氨水作為絡合劑以及氮氣氛圍保護下經過鹽堿中和反應生成的,其核心工藝參數包括鹽堿濃度、氨水濃度、反應液加入反應釜速率、反應溫度、PH值、攪拌速度、固含量、等,每種參數均會對前驅體粒徑、形貌、元素配比等造成影響,因此對工藝條件的控制精度是決定產品一致性的關鍵,也較能體現各家工藝水平。隨著三元正極向單晶、高鎳發展,對應前驅體也在往小粒徑、高鎳發展,小粒徑的合成由于顆粒生長周期短,形貌、粒徑更難控制,需要更高的工藝參數控制精度;而高鎳三元材料對磁性異物含量要求遠高于普通三元,需要工藝改造、車間改造、設備研發以及對生產環節全流程進行精細化管理等來實現,對磁性異物水平的控制也較能體現各家工藝水平。
三元前驅體集中度持續提升,產業鏈議價能力較強。據統計,2016~2018年國內三元前驅體CR3集中度由37.70%穩步上升至46.80%,同期三元正極CR3集中度反而由32.41%小幅下降至30.51%。我們認為這也體現出三元前驅體具有高度定制化特點,掌握核心工藝技術的企業才能獲得客戶認可,導致前驅體行業呈現兩極分化特點,龍頭企業產能供不應求,集中度不斷提升。而在現有三元正極材料仍以三元5系6系產品為主導的背景下,后道混鋰燒結工序壁壘相對較低,導致業務同質化相對更強,集中度的提升有待811、NCA等高鎳三元正極推廣拉開企業間技術差距來實現。集中度的差異也導致前驅體企業議價能力好于正極企業,目前前驅體企業平均毛利率高于正極企業。
需求端持續受益動力電池高增速,供給端高端產能供不應求。我們估算2019~2021年全球三元前驅體需求量將分別達到35.86萬噸、49.59萬噸、68.23萬噸,同比分別增長9.87萬噸、13.73萬噸、18.64萬噸,同比增速分別達到38.0%、38.3%、37.6%。據統計2018年國內三元前驅體、三元正極產量分別為21.80萬噸、13.68萬噸,由于目前國內三元正極主要供給國內鋰電池企業,假設國內三元正極產量占全球產量50%,推算全球三元正極產量、三元前驅體產量分別達到27.36萬噸、25.99萬噸,國內三元前驅體產量占全球比重達到84%,在全球供應鏈中占據主導地位。隨著三元材料向單晶、高鎳、新型結構方向發展,前驅體需求也將不斷轉向高端化,掌握核心技術企業有望持續保持領先地位。
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