三元电池原材料硫酸镍2018年行业发展现状及发展前景分析-北极星储能网

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钴资源有限、钴价近期飙升，动力电池正朝向低钴高镍的三元材料发展，作为电池正极材料原材料硫酸镍，未来发展趋势又如何？

(一) 三元材料高镍化发展推动硫酸镍需求快速增长

1、动力电池三元材料的高镍化趋势

新能源汽车的爆发式增长引导了市场对硫酸镍需求的乐观预期。硫酸镍按照镍和钴的纯度可以分为电池级硫酸镍(Ni 质量分数≥22%， Co 质量分数 0.4%)和电镀级硫酸镍(Ni 质量分数≥21%， Co 质量分数≤0.05%)，分别用于电池和电镀领域。硫酸镍以六水合硫酸镍(NiSO4•6H2O) 的形式存在，其中镍含量为 20.58%。

硫酸镍产业链的投资逻辑

数据来源：公开资料整理

新能源汽车的发展瓶颈在于续航里程，企业需要在保持现有系统重量的基础上提高整车电池容量。通过对不同电池正极材料的对比中可以发现，三元材料(包括镍钴锰酸锂和镍钴铝酸锂)的比容量(即能量密度)是最高的。在三元材料的组成成分中，镍决定电量，钴决定充放电速度，锰决定稳定性。镍含量的增加可以带动电池比容量的增加，相对应的会降低热稳定性和容量保持率。

不同电池正极材料对比

数据来源：公开资料整理

国内市场上主流的电池比容量在 130-140mAh/g。 2017 年 3 月，工信部、发改委、科技部和财政部联合发布了《促进汽车动力电池产业发展行动方案》，该方案明确指出， 2020 年动力电池系统比能量力争较现有水平提高一倍达到 260Wh/kg、成本降至 1 元/Wh 以下;2025年动力电池单体比能量达 500Wh/kg。此前，国内的宁德时代、力神电池和国轩高科等团队已经基本实现了 300Wh/kg 动力电池的研发。目前钴、锂价格已经启动，钴价单边上涨行情大大提高了三元材料的生产成本，而采用高镍材料之后，电池综合单位成本将明显下降。虽然在三元锂动力电池体系中，钴元素不可或缺，但是其比例可以降低，目前可以到 1，未来甚至可以到 0.5。供需矛盾带来的钴价波动正在助推生产企业向低钴高镍的产品转向。

目前长江有色市场 1#钴现货平均价约为 63 万元/吨

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2017 年 NCM 价格同比上涨超过 40%(单位：万元/吨)

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2、预计未来三年全球硫酸镍需求增速能达到 34%以上

硫酸镍的需求主要分为两个部分，分别是电池和电镀领域。首先讨论的是硫酸镍在动力电池当中的运用。总的技术趋势方面，三元材料因为能量密度高，在乘用车上已经成为最主要的正极选择。2017 年中国的正极材料总产量约为 20.8 万吨，同比增长 29.53%。其中 NCM 材料产量 8.6 万吨，同比增长 58.6%，占比由 2016 年的 33.8%提升至 2017 年的41.4%。 NCM 材料同比快速增长主要是由于下游三元电芯企业新增产能的释放，三元材料采购量进一步加大。 2018 年一季度，国内三元材料产量 3.17 万吨，同比增长 64.26%。

2017 年中国 NCM 产量同比增长 58.6%(单位：万吨)

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2017 年中国 NCM 产量占比 41.4%

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动力电池的三元材料包括 NCM111、 NCM523、 NCA622 和 NCM/NCA811 等。通过其分子式，我们可以计算出每吨正极材料所消耗的镍金属或者硫酸镍的重量。比方说，生产 1 吨NCM523 需要消耗 0.20 吨镍金属，所对应六水硫酸镍的量是 0.91 吨。

不同电池正极材料含镍比例对比

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2017 年国内三元材料仍以 523 和 111 为主，占比分别达到 40%和 30%，高镍三元正极材料(622+811)占比则达到 30%，较之前有了明显的提高。未来随着动力电池能量密度的高要求和续航里程的提升， 622+811 的比重仍会持续增加。

2017 年中国高镍三元正极材料(622+811)占比 30%

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预计 2020 年高镍三元正极材料占比将达到 85%

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通过测算，我们预计 2018 年中国动力电池领域将消耗掉硫酸镍 19.67 万吨，对应镍金属量 4.34 万吨，同比增长 71.64%;海外动力电池领域将消耗掉硫酸镍 21.62 万吨，对应镍金属量 4.81 万吨，同比增长 41.68%。而到了 2020 年，全球动力电池市场将消耗硫酸镍 89.73万吨，对应镍金属量 19.95 万吨，这个数量是 2017 年的 3.36 倍。

中国和海外市场动力电池领域耗镍量测算

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其次讨论硫酸镍在其他领域的消费。在电池行业中，硫酸镍还应用于传统的镍镉电池和镍氢电池。镍镉电池由于在充放电过程当中如果处理不当将会出现严重的“记忆效应”，使得服务寿命大大缩短，此外镉是有毒的，不利于生态环境的保护，所以镍镉电池基本上已经被淘汰。镍氢电池的正极材料用的是球镍(球形氢氧化镍)，硫酸镍可以用来生产球镍。2017 年中国镍氢电池领域消耗硫酸镍约 4 万吨。而全球镍氢电池所消耗的硫酸镍约为 5.7 万吨。由于传统的镍氢电池市场趋于成熟，预计生产量保持不变。在电镀领域，电镀级硫酸镍对钴的要求是越低越好，因为在该领域钴是有害的。电镀级硫酸镍主要应用于汽车轮毂、反光镜等，国内基本以使用金川、吉恩、金珂产电镀级硫酸镍为主。 2017 年中国电镀用硫酸镍约 6 万吨，全球规模约 10 万吨。受益于全球汽车和轨道交通系统产量的增长，预计电镀级硫酸镍需求增速能够维持在 2%。

全球硫酸镍需求量测算

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(二) 硫酸镍扩产存在瓶颈，供需将由过剩转向短缺

市场上硫酸镍的制备工艺主要分为四种： 1) 电解镍(镍粉、镍豆)酸溶生产; 2) 高冰镍(主要由硫化镍矿制得) 制备; 3) 氢氧化镍(主要由红土镍矿制得)制备; 4) 废弃镍的回收。目前，海外生产商主要以金属镍为原料生产硫酸镍，这种方式制备的硫酸镍品质好但是成本高。而中国的生产商主要以中间品制备硫酸镍，包括高冰镍、氢氧化镍、含镍废料和铜电解液等等，原料来源较为丰富，生产成本低，但是环境污染较大。未来以金属镍制备硫酸镍将成为主流。2017 年，全球约有 50 万吨硫酸镍产量，国内产量占 60%，海外产量占 40%。 2017 年中国硫酸镍产能为 44 万吨，硫酸镍产量 32.6 万吨，同比增长 50%，产能利用率 74%。国内硫酸镍产量集中度高，金川集团 5 万吨，吉恩镍业 4.5 万吨，江门长优 5 万吨，格林美 4 万吨以及广西银亿 3 万吨，这五家企业产量合计占比达到 66%。海外方面， 2017年产能 24 万吨，产量约 20 万吨，产能利用率 83%。产量包括日本住友 6.5 万吨，俄镍 5 万吨和优美科 2.5 万吨。

2017 年中国硫酸镍产量为 32.6 万吨