未来锂电池发展的命脉，也终将迎来价格战
锂电池资源争夺永不眠。
老张今年四十多岁，工作比较轻松，生平唯一爱好就是炒股和讲经。最近特别高兴，在A股市场做投资的十几年里，终于品尝到了赚钱的滋味。
就在当日，老张再次旗开得胜，持有的中伟股份上涨14.57％，这使得他笑得合不拢嘴。
成为了“专家”的老张开始给朋友们大谈股经，短线操作的成功秘诀就是工信部昨日发布锂离子电池行业规范条件。
文件再次提及动力电池能量密度要求，通过近两年老张对锂电池的研究，逐步知道了三元正极电池的能量密度高于磷酸铁锂电池。
所以早盘就一直盯着三元正极龙头中伟股份，果断出手。
这时候在一旁听经的老李插了句话，中伟股份（ 300919.SZ）是做三元前驱体的，不是三元正极。老张有点懵，因为他不知道三元前驱体是什么意思，应付了几句就先回家了。
老张有一点特别好，爱炒股也爱学习，经过多年惨痛的亏损使他明白了一个道理，那便是要赚自己认知内的钱，而学习和实操便是练就认知的过程。老张回家后便开始研究起三元前驱体来。
可是看了半天相关的资料和报告，老张还是一头雾水。这时，他想起了隔壁的老白，老白就职于国内某券商研究所，好像还是研究新能源行业的，好多的知识都是老白跟他讲的。
于是，老张将困惑说给了老白，老白听后，开始耐心地给老张讲起来。
空间和时间决定锂电池赛道景气度
在全球双碳背景下，新能源车得到了空前的发展机遇。
从世界前三大汽车消费国来看：中国新能源车的渗透率从年初的5％逐步上升到20％，2021年前三季度国内新能源乘用车销量为182.1万辆，同比高增超过200％。
美国2021年前三季度美国新能源车销量达43.5万辆，同比上升104％，但渗透率仅仅4％，距离达成2030年50％的渗透率甚远。
从数据上说明产业发展不及预期，但换位思考却可以看出美国新能源市场有着巨大的上升空间。特别是在近期美国政府推出了高额的补贴政策，这使得产业有望迎来快速发展的机遇。
欧洲作为新能源车的领跑者，2021年前三季度欧洲新能源车销量达156万辆，同比上升105％，渗透率在第三季度也来到了20％。
毫无疑问，新能源车景气度仍旧高企。
老白继续说到，谈起决定赛道的景气度的因素，简单来讲一是空间，二是时间。
由于去年新冠影响，2020年全球汽车销售7797.12万辆，比2019年的9042.37万辆下降了13.77％，今年全球重要汽车市场第三季度新注册电动汽车数量大幅上升。与去年同期相比，14个汽车市场的总增幅为123％。
在双碳目标下，未来新能源车逐步替代燃油车是确定性的并且意味着长期发展机遇，千万量级如此广袤的市场空间孕育着巨大的机遇。显而易见，新能源车赛道时间和空间完全具备。
众所周知，在新能源车整个产业链中最核心的环节便是锂电池，其占据新能源车的成本达到40％左右。
最具备竞争实力的当属锂电池材料。
得益于中国对新能源产业的扶持，锂电池行业的发展从实现国产化的突破到成为全球霸主，完成了从政策扶持到市场竞争的转变，为中国新能源弯道超车奠定了坚实的基础。
这便造就了中国的锂电池四大材料（正极、负极、隔膜、电解液）CR5占据了全球50％-80％的份额，在全球新能源车渗透率高增的背景下，成为了最炙手可热的投资标的。
其中，正极材料无疑是核心，作为提供动力的主战场使得其成本高昂。在磷酸铁锂电芯中，正极成本占比超过30％；而在三元电芯中，正极成本占比超过50％，远高于其它零部件。
细分起来，正极材料有五大类，主要包括磷酸铁锂（LFP）、镍钴锰酸锂（三元材料、NCM）、锰酸锂、钴酸锂、镍钴铝酸锂。
钴酸锂主要用于3C产品，锰酸锂和镍钴铝酸锂由于性能和技术的问题占据小部分市场份额，动力电池方面磷酸铁锂（LFP）和镍钴锰酸锂电池（NCM）为主导，二者市场份额超过70％。
以往，三元材料是绝对的主角，市场份额接近50％，而铁锂的市场份额还不到30％。但是今年，磷酸铁锂出货量一反常态超过了三元。
其背后原因有两层，第一是CTP 、刀片电池等技术的开发使得磷酸铁锂的能量密度大幅提升，二是铁锂的成本大幅低于三元正极。
双重因素符合降本增效的第一性原则，再加上锂电池补贴退坡，故而今年铁锂迎来大爆发。
三元是未来锂电池发展的关键
然而，短暂的市场格局交替变更并不意味着长期格局的形成。
一直以来，锂电池最被诟病的就是续航短、电池空间及重量过大，所以提升能量密度是行业发展的首要地位。
按照国家2020年10月发布的《节能与新能源汽车技术路线图2.0》，2025我国纯电动汽车动力电池的能量密度年目标为400Wh/kg，2030年目标为500Wh/kg。
目前国内的三元锂电池能量密度可达200Wh/kg以上，而磷酸铁锂电池能量密度上限约为180Wh/kg。
即便铁锂即便未来存在技术突破，但本身材料还是成为限制其能量密度的天花板。短期内，二者的关系相辅相成。在未来，三元正极材料无疑更加适合电池高能量密度的需求。
提及三元正极材料想必各位投资者不会陌生，顾名思义便是三种原料混合而成，其代表便是耳熟能详的NCM电池——镍钴锰酸锂电池。
所谓NCM，其实是三元材料中三种金属镍（Ni）、钴（Co）、锰（Mn）的英文缩写，显而易见，便是以镍盐、钴盐、锰盐为原料，通过一定的工艺制备得来。
在此期间，可以控制相应金属的比例，从而生产出不同性能的产品，NCM811便是用80％的镍、10％的钴和10％的锰所铸成的锂电池，其它的系列产品还包括NCM9*/NCM622/NCM523/NCM333等。
型号的区别如同上文，源自三种材料添加比例的不同。
从三元锂电池的产业链上来看，上游为钴镍等矿产资源，中游为三元前驱体和三元正极材料，下游为三元锂电池。
三元前驱体是三元正极材料的前一道工序，三元正极材料的生产过程就是将三元前驱体与碳酸锂/氢氧化锂混合后烧结制成。
而三元前驱体正是我们本篇报告的主角，其占据正极材料成本超过60％，是三元正极材料最关键的环节，可谓之锂电池的“核中之核”。
从制程上来看，生产前驱体主要原料包含硫酸镍、硫酸钴、硫酸锰和氢氧化钠，为了避免金属离子被氧化，整个前驱体制备过程需要在惰性气体氮气的保护下，经历配碱、配料、反应、陈化、过滤、洗涤、干燥混合、除杂等多道工序获得成品，制备工艺复杂。
除了制程存在着一定的技术要求外，产品的迭代升级也是三元前驱体的一大特点。
以格林美为例，公司的三元前驱体全面由5系、6系产品向8系及8系以上高镍产品转型升级，8系及8系以上高镍产品出货量占比50％以上，9系超高镍（Ni90及以上）产品销售占比40％以上。
产品的不断升级给产业注入活力，保证了企业的利润率。
然而，随着各企业逐步掌握新产品的技术，进而开启规模化制造，产品会逐步趋同，竞争加剧。毫无疑问，这意味着着企业脱颖而出的关键在于成本。
镍资源是决定三元前驱体市场的核心
剖开三元前驱体成本的构成，我们可以明显发现，原材料的成本占比接近90％。
在以高镍化提升能量密度的技术路径下，可以得知，谁掌握了镍资源谁便在产业链上具备了话语权。
而镍资源受地域分布所限，未来中国镍的紧缺较锂尤甚。同时，随着高镍三元电池占比提升，新能源汽车动力电池需求持续增长，镍供需或将转向短缺。
全球镍矿产量（万吨） 2020全球镍矿产量分布（％）
在此背景下，国内企业以格林美、华友为代表，头部前驱体厂纷纷出海整合镍资源。
资料来源：SMM、Mysteel、各公司公告、天风证券研究所
从表格可以明显看出，华友在镍资源的布局是大幅领先的。据预测统计：
2022-2025年，华友将拥有2.4/5.7/8.5/9.0万金属吨的权益产能。
2022-2025年，格林美权益产能1.1/2.2/3.6/5.8万金属吨。
2022-2025年，中伟权益产能0.4/1.1/2.1/2.1万金属吨。
掌握镍资源的多少无疑为未来市场的竞争格局埋下了伏笔。
镍资源的整合除了一体化的方法外，还有的是对废弃资源的回收利用。这是很多人忽视的环节，但最终却对利润产生了极大的影响。
从前驱体各厂商的毛利率来看，格林美具备着明显的优势。
资料来源：中伟股份招股说明书、各公司公告、天风证券研究所
究其原因，便是格林美开展的资源回收业务使得原材料成本明显低于竞争厂商。公司循环再生的钴资源超过中国原钴开采量，循环再生的镍资源占中国原镍开采量的8％以上。
在资源回收的环节上，格林美先人一步，其产能、渠道大幅领先，而竞争对手此时处于起步阶段。
资料显示，格林美直接网点建有130个，梯次利用渠道建有30个。预计至2025年电池回收对应镍产能达4万金属吨/年。
在提升企业竞争力的层面上，除了镍资源的整合外，与下游电池厂的绑定也是决定成败的关键。
从产业链的环节来看，三元前驱体处于中游，不仅受上游钴镍强制约，同时也收到下游电池厂的需求影响。
故此，三元前驱体头部企业纷纷与下游厂商建立了深度合作关系。
以中伟股份为例，近期与与厦钨新能签署《战略合作框架协议》，自协议签署之日至2023年12月31日，双方预计四氧化三钴产品的供需量约为2-2.5万吨/年；三元前驱体的供需量约为1.5-3.5万吨/年。
正是通过战略协议等合作方式，中伟股份深度绑定宁德时代、LG 化学、特斯拉、厦钨新能等下游龙头厂商。
最后，从行业的竞争格局来看，三元前驱体市场集中度较高，并且头部企业的竞争较为激烈。
2018-2020 年国内CR5分别为62％/69％/65％。市场格局在2020年发生了变化，受武汉疫情影响，格林美2020年全年出货量4.15万吨，较2019年减少约30％。中伟股份升至行业市占率第一名，格林美退居第三。
根据2020年12月公司投资者交流活动记录披露，格林美2020年四季度产能全面恢复，疫情影响业已消退。公司年报中规划2021年三元前驱体出货量达到10万吨，市占率将显著回升。
可以看出来，前驱体行业头部较为集中，但是相差不大，没有形成绝对的龙头，产能也具备弹性。
企业凭借着布局原材料，回收业务、绑定下游龙头等策略都具备一定的竞争力，未来的竞争格局较为激烈，终究鹿死谁手犹未可知。
尾声
一直以来，正极在锂电产业链的地位很尴尬，是典型的出力不讨好的代表。成本高昂，投资强度最高，但是毛利率却是最低的，现有产能还是上一轮大幅扩产后遗留下来的。
在正极产业链条中，镍资源无疑是利润最丰厚的环节，其次便是三元前驱体，从资本回报率（ROIC）可以清晰看出三者的差异。
资料来源：各公司招股说明书、年报、天风证券研究所
所以，在资源受限的条件下，通过一体化策略到海外抢购资源无疑是企业必走的路，但同时也容易形成价格的高估，前有天齐锂业收购SQM之痛，现有宁德时代、赣锋锂业对千禧锂业的反复“截胡”。
世事难料，螳螂捕蝉黄雀在后，胜利者竟然是埋伏在侧的美洲锂业。可是，其获胜的代价也是极其昂贵的：高达4亿美元的交易费用。问题的关键是美洲锂业的这笔生意真的赚了吗？
众所周知，锂价暴涨将大幅削减下游企业利润，一体化的示范效应使得资源争夺更为激烈，并购参股的过程堪比拍卖会现场，好不热闹。
然而，终端下游汽车的价格却沿着向下的轨道前行，此消彼长，最终的结果可能导致产业链供需失衡。届时，激进式扩张留下的后遗症会狠狠地给企业上一课。
在产业波折前行的道路上，目前阶段仅仅只是中场战事。
本文源自阿尔法工场研究院
锂电池自动卷绕机卷芯拆装说明
在卷绕机的众多组成部件中，卷针是最重要的部件之一，卷针结构的好坏直接影响电芯卷绕成型。
卷针的作用有两个：一是在卷绕工位时，卷针负责穿插隔膜，把隔膜夹住后卷绕带动正负极板一起进行卷绕成为裸电芯，二是在抽针退料工位时，卷针要及时张开进行抽针。
作为卷绕机的核心零部件，卷针影响着卷绕速度和卷芯质量，在拆装过程中严格遵守流程步骤。
在第三工位将固定座4颗螺丝卸下,取下固定座，并更换卷针套和钢针
左手卡套向后退，右手将卷芯取出
选择功能模式,点选自动旋转部换位,重复1,2项操作,依次取下其余两个卷芯
拆解后卷芯组
先松开卷心轴螺丝,并卸下固定螺丝
将卷心轴定位销推出
将接触面用干净的无尘布擦拭干净并加上少量润滑油
将卷芯片装回,装入弹簧,将卷心轴定位销从卷芯座贯穿至卷芯片
再将另一片卷芯片装入,将固定螺丝锁上,止付螺丝固定完成后,依次完成三组卷芯
将组裝好的卷芯组装入机构中
将固定座装上
用手将卷芯慢慢的向前拉动进入固定座,并观察两个卷芯片是否同时动作,如果不是同时动作,须放松M2止付螺丝,调整卷芯组侧边M3止付螺丝
调整好两端距离约1.5mm左右,再次确认插入固定座时,是否两个卷芯片同时动作,否则继续调整,是的话将M2止付螺丝锁紧
选择自动旋转部功能,依序完成三组卷芯
最终输出电芯形态
最终完成正负极片初始送极片过程后，正负极片被隔膜包覆，并绕卷针缠绕，后续转动卷针即可实现连续卷绕。过程中通过检测料卷的张力大小调整极片放料电机的放料速度，来保证卷绕过程中料卷的的恒定/变速张力，输出合格的电芯。
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