请参阅最后一页的重要声明 证券 研究报告 · 行业深度研究 高镍正极研究之技术、成本篇 高镍研究 系列 报告 （ 一 ） 高镍三元正极生产需要精细化工艺和高品质设备 高镍三元正极的生产流程大致包括前道工序（锂化混合、装钵）、煅烧工序、后道工序（粉碎、分级、批混、包装等）三大部分。 与普通的三元正极相比， 高镍三元正极的区别主要在于：（ 1）原材料不同；（ 2）工艺条件要求苛刻；（ 3）制备难度大；（ 4）设备要求高，价格贵 ；（ 5）单条设备产能较 5 系更少 。因此，目前只 有少数几家企业掌握了高镍三元正极材料的核心技术 。 前道工序 ： 锂源、设备区别大 1） 在锂化混合工序，高镍三元正极 通常使用一水合氢氧化锂作为锂源。 制备过程中对湿度 控制的 要求也更高； 2）在装钵工序，闸钵是主要的耗材，由于高镍三元对闸钵的质量要求高， 单个匣钵的装料量小于普通三元正极，高镍三元正极 单吨 所消耗的匣钵费用是普通三元 的 近 6 倍。 煅烧工序 ： 各家制备正极材料的核心工艺所在 1）从煅烧 次数 来看， 一次煅烧最好也最难 ，出于对质量的考虑，各家正极厂商的烧结次数各不相同，一般介于 14 次； 2）在煅烧时间方面，对于主流正极企业，动力和消费型电池 正极 的烧结时间差异较大，一般来说动力正极的烧结时间长于消费型正极，高镍正极的煅烧时间长于普通正极； 3）煅烧温度， 随镍含量升高而降低 ，而高镍三元正极由于煅烧温度较低，因而煅烧时间较普通材料长；4）煅烧气氛，高镍正极需要增加氧分压，需采用纯氧烧结 ，同时高镍正极单吨耗氧量在 4 吨以上 ； 5）高镍三元正极较普通三元正极耗电量更大， NCM523 单吨耗电量在 7500 度 /吨 左右 ，而高镍 耗电量则在 10000 度 /吨 以上，故高镍电耗和气耗合计在 1.3 万元 /吨以上 ， 成本 比普通 NCM523 材料增加 8000 元 /吨左右 。 后道工序：密封性、湿度是考虑重点 高镍材料破碎采用三级破碎， 分级使得三元正极的颗粒分布更加均匀 ， 除铁将产品中的金属杂质除去 ， 筛分 能够去除大颗粒异物， 包装 环节 高镍三元必须真空包装或者充入惰性气体 。 高镍成本 分析 根据测算，得到 3、 5、 6、 8 系三元材料 不含税的 单吨 售价 （含加工利润）分别为 19.26 万元、 16.25 万元、 17.64 万元 、 19.77 万元，对电池企业来说 每 KWh 成本合计分别为 356.69 元 、 287.69 元 、297.00 元 、 273.80 元。原材料 成本 在 3、 5、 6、 8 系三元材料 售价中 占比分别为 74.05%、 73.21%、 70.50%、 64.61%。 与 523 相比，811 正极，每 KWh 的原材料成本降幅达 33.03%，制造总成本降幅达 4.8%，而加工利 润增加 101.6%，且随高镍正极能量密度提升，这种优势或将不断扩大。 推荐锂电池正极材料技术先驱 当升科技，杉杉股份 。 风险提示： 高镍三元正极行业同质化，高镍三元需求不及预期， 新型 电池技术突破超预期 。 维持 买入 王革 wanggezgscsc 010-86451496 执业证书编号： S1440518090003 发布日期： 2018 年 09 月 27 日 市场 表现 相关研究报告 -34%-24%-14%-4%6%16%2017/9/272017/10/272017/11/272017/12/272018/1/272018/2/272018/3/272018/4/272018/5/272018/6/272018/7/272018/8/27电源设备 上证指数电源设备 行业深度研究 报告 电源设备 请参阅最后一页的重要声明 目录 1 高镍三元正极生产：精细化工艺，高品质设备 . 1 2 前道工序之锂化混合：锂源性质不同，温度、湿度要求高 . 3 2.1 锂化混合工艺：锂源是主要区别点 . 3 2.1.1 锂化混合工 艺简介 . 3 2.1.2 锂源：高镍三元正极通常选择一水合氢氧化锂 . 3 2.1.3 前驱体：高镍三元正极的 pH 控制更为严格 . 4 2.1.4 锂化配比：不同性能对应的最优数值不同 . 5 2.1.5 添加剂 ： 量小影响大，高镍三元正极使用更频繁 . 6 2.1.6 锂化工艺总结：锂源、湿度控制是主要区别点 . 7 2.2 锂化混合设备：高镍三元正极对密封性、抗腐蚀性、湿度控制要求高 . 7 2.2.1 锂化混合设备简介 . 7 2.2.2 高镍三元正极对混合机的要求更高 . 8 2.2.3 成本测 算：高速混合机更加适合高镍三元正极的制备 . 8 3 前道工序之装钵：高镍正极耗材更多，匣钵性能对高镍影响更大 . 10 3.1 匣钵：装钵主要耗材，材料、性能对高镍三元正极影响较大 . 10 3.2 成本测算：正极生产的主要耗材 .11 3.3 高镍匣钵价格更 贵，消耗更快 .11 4 煅烧工序：核心工序，各家差异较大 . 12 4.1 煅烧工艺原理 . 12 4.2 煅烧次数：一次煅烧最好也最难 . 12 4.3 煅烧温度：随镍含量升高而降低 . 12 4.4 煅烧时间：高镍 三元正极需要时间更长 . 13 4.5 煅烧气氛：空气 VS.纯氧 . 13 4.6 煅烧费用测算：高镍三元正极远高于普通三元 . 13 4.7 煅烧设备：高镍三元对设备要求更高 . 14 4.7.1 窑炉分类：辊道窑已为主流三元正极厂商标配 . 14 4.8 高镍正极的辊道窑要求更苛刻 . 16 4.9 总结：煅烧工艺 &设备 . 17 5 后道工序之破碎：密封性、湿度是考虑重点 . 18 5.1 破碎工艺介绍 . 18 5.2 破碎设备：一般采用三级破碎 . 18 6 后道工序之分级、除铁、筛分、包装 . 21 6.1 分级：使得三元正极的颗粒分布更加均匀 . 21 6.2 除铁：除去三元正极中的金属杂质 . 22 6.3 筛分：去除大颗 粒异物，非金属筛网需耐腐蚀 . 22 6.4 包装：高镍三元必须真空包装或者充入惰性气体 . 23 7 后道工序之改性工艺：水洗、包覆最为常用 . 24 7.1 水洗：去除残碱有效手段 . 24 7.2 包覆：无机 VS.有机 . 25 行业深度研究 报告 电源设备 请参阅最后一页的重要声明 7.3 机械融合、喷雾造粒 . 26 8 高镍三元正极的难点与瓶颈：成本高，技术难 . 27 8.1 产线：原材料 &设备有差异， 5 系产线不能兼容 8 系正极 . 27 8.2 电解液、隔膜需匹配 . 27 8.3 高镍发展：成本、安全性、路线 . 27 9 高镍正极成本分析 . 29 9.1 拆分假设 . 29 9.2 三元正极成本拆分表 . 29 9.3 成本分析 . 30 9.4 正极敏感性分析 . 32 9.4.1 钴、锂价格对原材料总价在不含税售价中的占比影响 . 32 9.4.2 钴价格变化对各类正极原材料总价在不含税售价中占比的影响 . 34 9.4.3 锂价格变化对各类正极原材料总价在不含税售价中占比的影响 . 34 9.4.4 钴、锂价格对原材料总成本的影响 . 34 9.4.5 钴价格变化对各类正极原材料总成本的影响 . 36 9.4.6 锂价格变化对各类正极原材料总成本的影响 . 36 9.4.7 钴、锂价格对每 KWh 材料总成本（元 /KWh）的影响 . 37 9.4.8 钴价格变化对各类正极每 KWh 材料总成本（元 /KWh）的影响 . 38 9.4.6 锂价格变化对各类正极每 KWh 材料总成本（元 /KWh）的影响 . 39 10 高镍正极厂家梳理 . 40 10.1 各类正极总体产量 &产能：季度产量波动大，整体产能快速增长 . 40 10.2 正极材料产能与产量变化与上下游密切相关 . 41 10.3 需求切换，从 LFP 到 NCM . 42 10.4 正极出货哪家强？正极出货分析 . 43 10.4.1 正极材料 TOP8 企业：第一梯队逐渐形成，行业集中度逐步提高 . 43 10.4.2 三元材料 TOP8 企业： CR5 地位稳固，市占率超 50% . 45 11 正极标的推荐 . 48 11.1 当升科技：锂电池正极材料技术先驱 . 48 11.1.1 公司技术积淀深厚 . 48 11.1.2 产能释放在即，增厚公司利润 . 48 11.2 杉杉股份 ：锂电材料综合龙头 . 49 11.2.1 聚焦锂电材料综合供应，十八年深耕铸就行业领军 . 49 11.2.2 正极材料业务：立足高压钴酸锂，加快发展三元正极材料 . 51 12 风险提示 . 53 行业深度研究 报告 电源设备 请参阅最后一页的重要声明 图表目录 图表 1： 高镍三元正极生产流程及与普通三元正极的区别 . 1 图表 2： 高镍三元正极材料和普通三元正极材料生产工艺和生产设备比较 . 1 图表 3： 锂化混合工艺示意图 . 3 图表 4： 一水合氢氧化锂与碳酸锂两种锂源的比较 . 4 图表 5： 高镍三元正极锂源选择 . 4 图表 6： 前驱体生产工艺流程图 . 5 图表 7： 不同类型前驱体合成条件对比 . 5 图表 8： 三元正极 NCM523 的比容量、循环性能与锂化配比的关系 . 6 图表 9： NCM622 材料不同锂化配比对于材料循环性能的影响 . 6 图表 10： 不同种类添加剂的作用 . 6 图表 11： 普通三元正极和高镍三元正极锂化混合工艺区别 . 7 图表 12： 三元正极混合设备的特性 . 7 图表 13： 倾斜式圆筒混 合机 . 8 图表 14： 高速混合机 . 8 图表 15： 球磨机和高速混合机的性能对比 . 8 图表 16： 球磨机和高速混合机的性能对比 . 8 图表 17： 球磨机和高速混合机的成本测算 . 9 图表 18： 三元正极煅烧所用匣钵 . 10 图表 19： 三元正极匣钵 样品图 . 10 图表 20： 不同材质匣钵性能比较 . 10 图表 21： 不同三元正极匣钵成本测算 .11 图表 22： 国内高镍正极厂商匣钵对比 .11 图表 23： 不同企业煅烧次数和具体煅烧流程比较 . 12 图表 24： 几种常见的三元材料煅烧温度比较 . 13 图表 25： 高镍三元正极与普通三元正极煅烧工艺区别 . 13 图表 26： 高镍三元正极（ NCM622）与普通三元正极成本核算 . 14 图表 27： 推板窑图片 . 14 图表 28： 辊道窑图片 . 14 图表 29： 三元正极用双列辊道窑和双列推板窑对比 . 15 图表 30： 四列单层辊道窑温度示意图 . 15 图表 31： 双列三层辊道窑温度示意图 . 16 图表 32： 高镍三元正极专用辊道窑品牌 . 16 图表 33： 高镍三元正极与普通三元正极对窑炉设备要求 .