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动力电池行业：镍将成“网红”
日前，某证券发布了《新能源汽车将迎全球放量，上游供需持续吃紧》的分析报告。在该报告中，该证券分析认为，三元短期地位不改，811技术全面普及仍需时日，未来或将成为动力电池的主流;2019年后，金属锂和钴将持续吃紧，由于原材料的价格上涨，倒逼锂电池将向811技术迈进。
三元短期地位不改，811技术全面普及仍需时日
常见锂离子电池正极材料及性能参数
三元材料目前是动力电池最优之选。自锂离子电池技术普及以来，学术界出现了各种各样的电池体系，但是从实际应用来看，目前负极材料多选择石墨，而正极材料主流为钴酸锂、磷酸铁锂、三元、锰酸锂等材料。动力电池要求材料具有较高的能量密度(对应高续航里程)和高安全性，而钴酸锂由于其本身热稳定性最差(安全性差)，不适用于动力电池领域(但凭借高压实密度和能量密度目前是3c 领域主流)，而锰酸锂能量密度较低应用受限，磷酸铁锂作为较早研发的技术，优点是安全性极好、环保、循环寿命高，但缺点在于能量密度较低且已经接近达到天花板，而三元本身有着高能量密度上限的优势，未来随着技术继续进步，安全性问题逐步改善，在其他电池技术未实现重大突破之前，三元目前仍然是动力电池领域最优之选。
高镍三元短期普及仍有瓶颈，未来或成为动力电池主流。三元材料指是层状镍钴锰酸复合材料(锰也可替换为铝，松下nca 技术)，三元材料经过ni-co-mn的协同作用(ni 提升比容量，co提升离子导电性和倍率性能，mn稳定结构)，结合了三种材料的优点：licoo2的良好循环性能，linio2高比容量和limno2的高安全性及低成本。
钴主要起到提升导电性和倍率性能的作用，并在高电压下提供部分容量，在三元材料体系中起到关键作用。按照镍钴锰的比例，三元可以分为111、523、622、811等，由于镍主要作用提升能量密度，故高镍三元材料(如622/811)的研发成为目前热点。分厂商来看，目前国内普遍在研发三元622和811技术，还未大规模量产，从国外来看，仅松下等几家技术最领先公司有高镍三元量产技术(松下nca给特斯拉供货，nca比例8:1.5:0.5)。从技术角度来看，随着三元中镍含量的提升，ni+2/li+1 离子混排加剧，材料的结构稳定性降低，导致循环寿命和安全性大幅降低。
该证券总结了国内高镍三元难以短期大规模普及原因如下：
2016年中国动力电池出货量分电池比例
从技术角度：高镍三元随着镍比例提升，镍锂离子混排加剧，ni+2混排在li层，降低了放电比容量，阻碍了锂离子的扩散;同时由于镍在脱嵌锂过程中相变导致明显的体积变化，从而使材料结构稳定性变差，循环寿命下降;高镍正极表面更容易形成碳酸锂等杂质(镍含量超过60%后明显增多)，从而与电解液发生副反应降低循环寿命，高温严重会导致胀气;随着镍增加，正极材料热稳定性降低，且放热增加，材料热稳定性变差;不同材料体系需要匹配不同电解液配方，而高镍三元由于表面杂质增多，其需要更为优化的电解液配方，而从国内技术来看电解液匹配问题也是一大难题。从应用角度：高镍三元材料由于其固有属性如结构不稳定，热稳定性和循环寿命都较差，从目前国内厂家研发进度来看，目前还没有完全解决高镍材料实际应用时的安全性问题;由于高镍三元材料在电池组装时不能接触空气，需要纯氧氛围，而由于国内电池企业都是从三元ncm111开始起步，ncm111组装并不需要纯氧氛围，所以国内电池厂几乎没有氧烧工艺，而为了量产ncm811就必须重新设计厂房和设备，而装备制造工艺的落后也是制约ncm811量产的一大难题。
2025年渗透率15%-25%
锂供给曲线：通过前期统计，2016年全球用于动力电池的碳酸锂为4.26万吨，折合锂当量为0.40万吨，而未来五年内预计新增碳酸锂产量为5万吨/年，折合锂当量0.38万吨，我们做极端假设认为未来锂供给增量全部应用在动力电池领域(其他应用领域增量为0)，最后得到锂供给曲线。
钴供给曲线：通过前期统计，2016年全球精炼钴产量10.17万吨，而应用在动力电池领域的钴约为6000 吨，而考虑到钴作为伴生矿的现有情况，在现有条件下，每年新增钴产量极限约为1万吨，同样做极端假设认为未来钴供给增量全部应用在动力电池领域，假设钴产量每年新增0.8万吨和2019年开始每年新增1 万吨两种情况，即为钴供给1和钴供给2两条供给曲线。
不同组分三元材料比容量、热稳定性和容量保持率的关系
弹性需求曲线：弹性需求曲线统计了世界10大汽车厂商在2025年新能源汽车占当时乘用车总销量比例的15-25%，分别取值15%、17%、19%、21%、23%、25%作为弹性值(作为比较还取了增速0弹性15%极端情况，即以2016年各个厂商总销量作为2025 销量)，从而测算出2025年各个厂商新能源汽车销量(2025总销量根据各厂商实际增速情况估计)，然后根据各个厂商实际销量情况估算出2016-2025 新能源汽车销量增速，得到每一年的销量预计，最后以2016年各个厂商生产ev、phev 的比例和单车电池量(没有的取平均值)为标准，并且假定2025年ev占比达到80%，从而推算出从2017-2025年在不同弹性条件下总电池需求量，进而根据1kwh 电池对应锂、钴的含量测算对应锂、钴的需求。
电池假设全为三元622或811：考虑到国际厂商乘用车大多走三元路线，未来进一步提升电池能量密度，未来存在从三元622到811技术路径的转移，所以对总需求假设了全部为三元622和三元811两个极端，即以10大厂商2017-2025 电池总需求量乘单位电池对应的锂、钴的含量得到2017-2025年不同弹性下对锂和钴的需求曲线。
钴和锂供给未来将有较大缺口
锂资源将在2019-2021年间供不应求 根据前面的假设，随着世界十大汽车厂商新能源汽车在2019 年开始加速增长，对锂资源的需求也成爆发式增长，而对应15%、25%需求弹性，锂供给在2019、2021 年即开始供不应求，而考虑到上游资源的滞后性(从锂资源开采新能源汽车制造需要一段时间)，供不应求的时间或会提前。同时该需求仅为世界10大传统汽车厂商新能源汽车对原材料的需求，并未考虑特斯拉、比亚迪等企业，故锂资源会在2019年以前开始短缺。
钴资源供给不足倒逼三元向811路径发展 从钴的弹性供给曲线可以明显看出，三元622路径跟三元811路径钴的供需情况完全相反，假设需求全为三元622时，钴在2019-2021年区间内即会出现供不应求的状态，而如果需求全为三元811时，钴供给可以满足需求。通过测算，对钴供给1 情况，当三元811:622达到8:2的比例时，钴能够达到供给平衡。
十大集团2017-2025 年总电池需求量测算(gwh)
该证券认为，由于钴本身供给弹性小，而如果主流厂商选择三元622路线，则将在2019-2021年面临钴供给严重不足的情况，因此钴的供给情况会倒逼新能源车企未来向三元811路径发展。
通过钴、锂弹性供需平衡表分析，仅以世界10大传统汽车厂商新能源汽车对原材料的需求(不含特斯拉、比亚迪等企业)，2019-2021年将会供给紧缺，虽然目前国内存在上游钴、锂资源过剩的说法，但随着世界十大传统车企新能源汽车的逐步上量，钴、锂等资源未来仍有较大缺口。
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香港兴晔电子股份有限公司（原香港兴晔电子有限公司）成立于2000年，股改后注册资本1000万港元（深圳市兴晔智能技术有限公司，注册资本1000万元），是一家业界领先的无线物联控制解决方案提供商和电子元器件混合型分销商。
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