三元锂电池是指以镍盐、钴盐、锰盐或镍盐、钴盐、铝盐为原料制成的多元金属复合氧化物为正极材料的锂离子电池。从能量密度上看，三元材料的理论比容量较高，根据工业和信息化部于2021年发布的第3批新能源车型目录，搭载三元锂电池的新能源乘用车，平均模组能量密度可达164.7Wh/kg。从安全性上看，三元材料通常在180℃以上会出现自加热，在约200℃发生分解并释放出氧气，在高温下电解液迅速燃烧，发生加剧连锁反应，安全性能相对较低。从制造成本上看，钴盐、镍盐和锂盐是制备三元锂电池正极材料的主要原料，其中钴盐、镍盐在中国的可开采储量较小，供应较为紧张，导致三元锂电池的生产成本较高。目前三元锂电池主要用于新能源纯电动乘用车，并在消费电子领域替代了部分钴酸锂电池的市场。
一、三元锂电池行业产业链分析
中国三元锂电池产业链上游包括三元正极材料供应商、锂离子电池负极材料供应商、锂离子电池电解液供应商和锂离子电池隔膜供应商，三元正极材料代表性供应商有容百科技、厦钨新能、长远锂科等，负极材料代表性供应商有贝特瑞、璞泰来、尚太科技等，电解液代表性供应商有天赐材料、新宙邦、江苏国泰等，隔膜代表性供应商有恩捷股份、中材科技、星源材质等。产业链中游为三元锂电池生产商，代表性参与方有宁德时代、比亚迪、中创新航等。产业链下游包括新能源汽车制造商和消费类电子产品制造商，新能源汽车代表性制造商有特斯拉、蔚来、比亚迪等，消费类电子产品代表性制造商有大族激光、立讯精密、歌尔股份等。
图表：中国三元锂电池行业产业链分析
资料来源：中经百汇研究中心
三元锂电池产业链价格传导能力较强，受上游原材料成本波动影响较大。三元正极材料中使用的镍、钴、锂金属均为稀缺矿产资源，美国地质勘探局数据显示，中国钴资源储量仅占全球储量的1.1%，镍资源储量仅占全球的3.0%，锂资源储量仅占全球的7.1%，但中国对镍、钴、锂的使用量均超过全球使用量的50%，供给稳定性较差，价格起伏较大，是产业链发展的重要制约因素。2022年3月7日至3月8日，LME（伦敦金属交易所）期镍价格出现异常暴涨，最大涨幅接近250%。同一时段，2022年3月24日，电解钴价格涨至三年来最高点，均价达56.9万元/吨，同年6月29日，电解钴均价较3月的年内高点下跌约34.1%，均价为37.5万元/吨。2023年3月，电池级碳酸锂价格从2022年11月最高点59万元/吨下跌至30万元/吨，4个月内降价49%。随着上游原材料价格持续下探，2023年初，锂离子电池电芯价格也出现一定幅度的下降。锂离子电池从原料价格下跌到价格传导，具有一定滞后性，一般有2-3个月的时间差，且议价过程也需要一定周期落地。
为应对原材料的价格波动，中游动力电池生产商纷纷布局产业链上游原材料，宁德时代旗下子公司加拿大时代早在2018年4月斥资1,500万加元收购北美镍业25．38％的股权。同年9月，宁德时代通过与格林美、青山控股联手投资18．5亿元人民币，用于建设印尼年产5万吨高镍动力三元材料用前驱体原料和2万吨三元正极材料。2018年12月，比亚迪、高轩高科、中国五矿、唐山曹妃甸投资集团四家公司牵手，联合推出中冶新材料项目，该项目分为两期，一期为4万吨年产能的高镍三元前驱体(NCM622)，二期为6万吨年产能的高镍三元前驱体(NCM811)。动力电池上游原材料领域成为电池生产商的必争之地，有助于电池企业进一步把控产能和成本。
二、三元锂电池产业链上游分析
1、三元正极材料供应商
三元锂电池产业链上游包括三元正极材料供应商。相较于磷酸铁锂、锰酸锂等正极材料，三元材料的能量密度更高、续航里程更长，是目前主流的动力电池正极材料之一，广泛应用于各种类型的新能源汽车。随着电池行业的技术进步，在提升续航里程方面，三元材料正逐步往高电压、高镍方向发展；在混动车领域，三元材料正往高功率方向发展。从生产规模看，2021年动力电池市场需求增长较快，带动三元材料企业产能迅速释放。2021年中国三元材料总产量为39.8万吨，同比增长89.5%。从认证周期看，高镍三元正极材料对动力电池的各项核心性能具有重大影响，基于产品稳定性及安全性考虑，车企和动力电池企业对于NCM811、NCA等高镍三元锂电池产品的认证测试程序更为复杂，不但需要进行长期产品性能测试，还需要对生产厂商的综合供货能力、自动化生产管理水平、规模量产下的低成本及品质稳定性和一致性进行详细评估，整体认证周期时间达到2年以上。
2、锂离子电池负极材料供应商
三元锂电池产业链上游包括负极材料供应商。三元锂电池负极以石墨材料为主，少量使用硅基负极及其他负极材料。负极材料进入门槛较高，入门壁垒主要有技术、资金及客户三方面。参与到负极材料竞争格局首先需要具备相应的制造技术确保产品性能及工艺质量，其次需要持续的研发及产业链布局资金投入，最后进入客户体系需要经过严格的测试程序以及符合相应的规范标准，因此壁垒较强。当前中国锂离子电池负极材料头部企业竞争优势明显，但尚未形成寡头格局，龙头企业贝特瑞2021年负极材料销量16.6万吨，并未与其他头部企业如璞泰来销量9.7万吨、杉杉股份销量10.2万吨拉开绝对差距。未来随着原材料石墨化新增产能审批趋严与下游新能源汽车市场需求扩大，负极材料企业有望加速出清，淘汰低端过剩产能，行业集中度进一步提升。
3、锂离子电池电解液供应商
三元锂电池产业链上游包括电解液供应商。锂离子电池电解液主要由碳酸酯溶剂、各类添加剂以及锂盐溶质组成，在电池中起到传导离子的作用。中国锂离子电池电解液市场规模自2013年来保持稳步上涨态势，随着动力电池和储能电池需求的快速增长，作为锂离子电池的核心材料，锂离子电池电解液的出货量快速上升。2020年电解液出货量仅为25.2万吨，2021年出货量迅速增至50.0万吨，2022年出货量达89.1万吨，同比增长78.2%，继续保持高增速。2013-2022年近10年间出货量年均复合增长率达44.8%。中国锂离子电池电解液行业呈典型的寡头格局，行业集中度逐年提升，2021年行业前五名企业出货量占比合计超过50%。其中第一梯队的天赐材料、江苏国泰（国泰华荣母公司）、新宙邦均为上市公司，在资产规模、产能和融资渠道上拥有较大优势，电解液出货量遥遥领先于其他企业。未来电解液行业将延续头部企业强者恒强、中小企业生存困难的竞争格局，纵向一体的成本优势、先进添加剂、配方合成能力及规模匹配能力将共同保障头部企业远期份额的持续向上。
4、锂离子电池隔膜供应商
三元锂电池产业链上游包括锂离子电池隔膜供应商。从盈利能力看，2021年以来锂离子电池需求强劲，叠加产品结构改善、良品率提升，规模效应与原材料国产化带来成本下行，锂离子电池隔膜上市公司业绩普遍实现高增长。恩捷股份2021年实现营收79.82亿元，同比增长86.37%；实现净利润27.18亿元，同比增长143.60%。星源材质2021年实现营业收入18.61亿元，同比增长92.48%；净利润2.83亿元，同比增长133.49%。其中2021年公司锂离子电池隔膜实现营业收入18.42亿元（占营业收入比重为99.02%），同比增长109.71%。从竞争格局看，锂离子电池隔膜行业竞争日趋激烈，具备自主核心技术、稳定产品质量及销售渠道的锂离子电池隔膜厂商的市场占有率稳步提升。2021年，在湿法隔膜市场，恩捷股份在中国国内市占率高达50.3%，中材科技和星源材质位列第二、三名。在干法隔膜市场，中兴新材、星源材质和惠强新材位列前三名，其中中兴新材与星源材质占据国内市场近50%的份额。隔膜在锂离子电池四大材料中市场集中度最高，2021年锂离子电池隔膜行业CR10的市场份额已提升至90%以上，但前十企业的名单基本每年都会发生变化。
三、三元锂电池产业链中游分析
产业链中游为三元锂电池生产商。三元锂电池生产商主营业务呈现较为分散且多元化的局面，专注于单一三元锂电池赛道的厂商较少，大部分企业选择整体布局动力电池及相关产品、储能系统、消费类电子产品等多项业务。从生产规模看，2022年中国动力电池产量545.9GWh，同比增长148.5%，其中三元锂电池产量212.5GWh，占总产量38.9%，同比增长126.4%。从装车规模看，2022年中国动力电池装车量294.6GWh,同比增长90.7%，其中三元锂电池装车量110.4GWh,占总装车量37.5%，同比增长48.6%。
四、三元锂电池产业链下游分析
1、新能源汽车制造商
三元锂电池产业链下游的主要应用场景为新能源汽车。作为改变能源结构、实现绿色发展的重要手段，近年来，新能源汽车保持快速增长态势，2022年，中国新能源汽车产销分别完成705.8万辆和688.7万辆，同比分别增长96.9%和93.4%，市场占有率达25.6%，高于上年12.1%，创历史新高。中国新能源汽车行业已经从政策驱动转向市场拉动的新阶段，呈现出市场规模和质量双提升的良好发展态势。三元锂电池依靠能量密度大、续航里程长的优势受到许多长续航车型的青睐，包括特斯拉Model Y全系、蔚来ES8全系、小鹏P5长续航等。随着新能源汽车技术的不断进步，消费者对续航里程要求愈来愈高，三元锂电池的市场需求将持续扩大。
2、消费类电子产品制造商
三元锂电池产业链下游的应用场景包括消费类电子产品。消费电子行业是电子信息行业的子行业，指围绕着消费者应用而设计的与生活、工作和娱乐息息相关的电子类产品，通常会应用于娱乐、通讯以及文书用途，最终实现消费者自由选择资讯、享受娱乐的目的，主要侧重于个人购买并由个人消费的电子产品。2022年，中国电子信息制造业实现营业收入15.4万亿元，同比增长5.5%，实现利润总额7,390亿元，营业收入利润率为4.8%。消费类电子产品主要使用钴酸锂电池，由于其具有振实密度大、工作电压高等特性，目前在中高端智能手机、笔记本电脑、平板电脑等领域的应用需求保持稳定，但其原材料中的钴价昂贵，三元锂电池相较于钴酸锂电池成本优势突出，未来将在充电宝、电动玩具、电动家居产品等部分低端3C电子产品中保持市场渗透率上涨趋势，三元锂电池正逐渐渗透部分消费类电子产品市场份额。
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