责编·作者：沈照明
三元前驱体和正极材料
三元前驱体是镍钴锰三元复合氢氧化物，化学式NixCoyMn(1-x-y)(OH)2或NixCoyAl(1-x-y)(OH)(3-X-Y)，主要通过硫酸镍、硫酸钴、硫酸锰等原料生产，由于铁元素杂质对电池稳定性影响较大，所以三元前驱体生产过程中需要进行除铁。
三元正极材料为镍钴锰（铝）酸锂复合材料，化学式一般为LiNixCoyMn(1-x-y)O2或LiNixCoyAl(1-x-y)O2，主要通过锂盐与前驱体生产，NCM811和NCA等高镍系主要通过氢氧化锂与前驱体生产，NCM111、NCM523等低镍系主要通过碳酸锂和前驱体生产。正极材料与石墨负极、隔膜以及电解液经过组装、加工生产三元电池，三元电池下游主要包括新能源汽车、电子设备以及电动类工具等。
不同类型的三元前驱体和正极材料镍含量不同。三元前驱体中，最低的NCM111正极材料镍含量21.1%，最高的NCM811正极材料镍含量50.8%，镍含量差距较大。三元正极材料随着镍含量的提升，能量密度增加。从镍含量来看，高镍材料是低镍的两倍有余，三元材料的高镍化趋势对镍需求的拉动作用明显。
三元材料市场快速发展
中国产能占比高
全球三元前驱体产能90%在中国，分布比较集中。中国三元前驱体产量从2016年的7.5万吨增加到2020年的33.4万吨，年化增速45%，主要因为新能源汽车市场的快速发展以及三元电池应用领域的扩大。印尼政府比较重视电池产业链的布局，又拥有丰富的镍矿资源，随着红土镍矿湿法项目在印尼逐步投产，未来印尼三元前驱体产能可能会有大的提升。
三元正极材料产能分布相对分散，我国三元前驱体部分内销，部分出口海外。随着海外三元正极材料产能增长，我国三元前驱体出口高速增长，从2017年的2.9万吨增长至2020年的11.2万吨，年化增长57%，占国内产量的比例从2017年的21.7%，增长至2020年的33.5%，提升幅度明显，这意味着海外三元正极材料产能扩张较快，全球三元材料的集中度在下降。
受益于电池产能的扩张，我国三元材料出货量高速增长，从2016年的5.4万吨增长至2020年的23.6万吨，年化增速44%。我国三元材料产能在全球占比低于三元前驱体，2019年占比56%，较2016年下降4个百分点，有逐年下降的趋势。
高镍化趋势继续
镍需求进一步提升
由于钴价远远高于镍价，目前是镍价的近三倍，且来源地比较单一，供应风险高，价格波动大，对企业生产不利，企业采用高镍型材料，减少钴用量，可以降低原材料成本。从三元前驱体价格来看，NCM111高于NCM622高于NCM523，基本跟原料价格高低相匹配（电解钴>电解镍>电解锰）。NCM811正极材料因为技术不成熟，产能规模受限，导致制造费用高，产品也更贵些。
此外，高镍化可以提升三元材料能量密度，增加电池带电量，提高新能源车的行驶里程。虽然高镍化容易造成电池不稳定，降低安全性，但是随着三元电池热控系统逐步成熟，电池的安全性能逐渐提高，电池控制系统较好的厂商，电池安全基本可以得到保障。
全球前驱体90%产能在中国，所以三元前驱体各类型比例基本和全球相同，我国NCM811和NCA前驱体占比从2018年的17%，增长至2020年的26%，NCM811和NCA三元材料也从2018年的约8%，提升至2020年的25%。从三元材料不同类型分布来看，三元材料高镍化趋势明显，说明大部分车企还是选择高镍化的发展方向。随着技术进步以及产能的扩张，高镍三元材料成本将逐步下降，成本劣势将弱化，而电池的安全性将逐步提升，预计高镍材料占比将继续提升。
受益于能源车市场的快速发展，三元材料产量保持高速增长，市场规模的扩大以及高镍化的发展方向，均带动镍需求快速增加，国内三元前驱体对镍需求量从2018年的7.9万金属吨，增长至2020年的12.9万金属吨，增长28%（弱于新能源车市场的增速，主要因为三元电池其他下游增速较慢）。
据笔者测算，三元前驱体镍需求量28%的增速，三元前驱体市场规模扩大贡献约23%，三元材料的高镍化贡献约5%，高镍化对镍需求的带动比较明显。根据国内前驱体产量在全球的比例，估算2020年全球前驱体对镍的需求约14万金属吨，同比增长约10%，预计2021年需求量约19万金属吨。
