一、锂电正极能量密度提升路线：高镍化和单晶材料搭配高电压

1、高镍化

提升能量密度的关键在于正极材料。

能量密度遵循“木桶效应”，目前负极材料比容量远远大于正极，石墨负极材料理论比容量372mAh/g，实际比容量在300mAh/g以上，而正极材料LFP理论比容量170mAh/g，实际比容量150mAh/g。三元材料实际比容量在160-220mAh/g。

提升三元正极材料能量密度可从提克容量和提电压两个方向努力。

三元正极材料有容量和电压的差异，磷酸铁锂正极材料的电压是恒定的，容量没有差异性，因此三元正极材料的能量密度提升空间更大。能量密度=电压×克容量，克容量主要与镍元素比例相关，电压指的是充电截止电压，因此提升电池正极能量密度有两条路线：

提容量：镍含量越高克容量越高。三元正极材料是镍钴锰（铝）酸锂复合材料，镍含量越高则克容量越高，按照镍、钴、锰（铝）的大致构成比例，可以分为NCM333、NCM523、NCM622、NCM811等型号，其能量密度会随着镍含量的提高而提升。

提电压：三元正极常规电压在3.6-3.8V，高电压平台对应4.3~4.45V。高电压平台对正极材料的结构稳定性、循环稳定性、安全性提出了更高的要求。

而单晶正极材料可耐受更高电压，可使得更多锂离子脱嵌，进而提高电池能量密度。因此，高低压搭配单晶材料，也是提升能量密度的一种方式。

2、单晶正极

1、根据正极材料的微观形貌，三元正极材料分为单晶和多晶，其中单晶负载电压更高进而可以提升能量密度，循环稳定性明显优于多晶。

单晶指的是一次颗粒大单晶技术。单晶材料直接由直径2-5μm的独立晶体构成，内部没有晶界，更高的结晶度、层状稳定性及各向异性表现使其安全性能与循环性能表现更为优异。

多晶指的是二次颗粒团聚体技术。传统多晶三元材料大多由纳米级别的一次颗粒团聚形成的10μm左右的二次球型颗粒，其内部存在大量晶界，循环过程中因各向异性的晶格变化，容易出现晶界开裂、颗粒破碎等现象，造成电池阻抗明显上升。

1. 单晶的优缺点

优点：1、没有晶界，电池循环电池颗粒不容易破碎2、单晶的比表面积更小，与电解接触接触下副反应少；总结来说，一次颗粒大单晶三元正极材料负载电压更高，进而可以提升电池能量密度，同时具备循环寿命更长、结构更稳定、安全性能更高等优点。

在多晶正极材料中，锂离子充放电时的锂离子进出使单个晶体膨胀和收缩，在晶界中产生应力，造成晶界撕裂，从而使晶体分解且和电解

液发生副反应，导致电池循环性能和热稳定性下降；

而单晶正极材料因为内部排列取向一致，不存在晶界，因此结构稳定性更强，循环性能更好，同时单晶材料可耐受更高电压，可使得更多锂离子脱嵌，提高电池能量密度。

根据天风报告，单晶镍6系正极材料能量密度与多晶镍8系产品基本持平。

单晶Ni5系高电压产品的实际应用能量密度为680.4Wh/kg，Ni6系典型产品（Ni65）的实际应用能量密度735.15Wh/kg，已与多晶Ni8系典型产品的739.32Wh/kg基本持平。

在单晶镍6系三元正极材料与多晶镍8系产品能量密度接近的条件下，单晶中镍高电压正极材料更具性价比优势。

镍价2.6万美金/金吨下：2022年7月14日，上海有色网镍价在17.9万元/吨，鑫椤锂电单晶622正极材料价格在37.3万元/吨，三元8系价格在38.35万元/吨，差价在1.05万元。

镍价在1.5万美金/金吨下：2020年4月13日，上海有色网镍价在9.79万元/吨，鑫椤锂电单晶622正极材料价格在14.45万元/吨，三元8系价格在18.55万元/吨，差价在4.1万元。

单晶中镍高电压安全性能明显优于高镍。

单晶材料内部没有晶界的存在，在多次循环后几乎无粉碎现象出现，对于三元材料的循环稳定性提升明显，也因此，即便镍55电芯在持

续充放电过程中，被针刺穿也仅仅是发烟、发热而不会起火燃烧。

据欣旺达相关负责人透露，欣旺达采用单晶高电压镍5X体系材料，产热比其它体系要低至少18%；热稳定性(热失控温度)也比其它体系高30%以上。

单晶材料的缺点：

业内的介绍，单晶材料耐高压，循环性能很好。目前中创新航在使用中高镍的高电压材料，出货量很大，认可度也挺好。

但单晶的缺点也非常明显，材料端烧结工艺比较繁琐，加工成本高；另外就是压实低，和多晶产品相比较，相同体积条件下，多晶可以放很多的活性物质，这样能量密度也会更高。

三元这块，未来的趋势是超高镍，主要是多晶和单晶按一定比例的掺混使用，混用的比例一般是多晶：单晶=7:3——8:2之间。

此外，天风证券也介绍：单晶材料性能更稳定，较多晶材料可承受更高电压，因此单晶+高电压可带来高能量密度，单晶+高电压一般适合镍5系、6系，目前在向7系迭代，8系单晶正极材料合成难度高，目前难以实现迭代。

但业内介绍，目前宁德811是用的容百的多晶配振华和长远的单晶。

并且表示，现在都在评测九系单晶了，九系单晶一般都是搭配九系多晶使用的，九系产品目前主要还是后面用在46系列大圆柱项目。

为什么多晶一定要搭配单晶？

业内介绍，一是为了改善循环性能，二是多晶高温产气严重（产生气体），添加单晶可以抑制产气，三是添加单晶可以降低内阻。

总结来看，单晶的优点和缺点都非常明显，业内和券商介绍类似，未来趋势是混用。

1. 工艺

工艺就是煅烧工艺。前驱体镍钴锰，加上锂盐烧结，

其中，振华新材介绍，公司采用三

次烧结工艺生产三元单晶正极材料，和常规的二次烧结工艺相比，经过三次烧结的单晶产品结构稳定性、循环寿命、内阻等性能表现更好。此外，三次烧结对原材料的适应性更加宽泛，可以使用低成本的普通前驱体颗粒，而在加工环节因为多一道烧结工艺，三次烧结加工成本相对较高。整体而言，考虑到相对较低的原材料成本和相对较高的加工成本，三次烧结的成本和二次烧结相比基本保持不变。

4、单晶的占比情况

2018年以后，随着宁德时代等头部电池企业逐步开始将单晶三元正极材料应用于动力电池，单晶材料渗透率开始逐渐提升，根据鑫椤锂电数据统计，2018年Q1单晶渗透率仅19.63%，Q4一度提升至42.33%；

后随着多晶高镍材料的放量，单晶三元材料需求及渗透率在2019年下半年有所回落；2020年开始，单晶渗透率开始逐步提升，曾经预计到2021年Q4，国内单晶渗透率在45%以上。

5系产品是单晶主流，6系占比有所提升。分型号来看，根据鑫椤锂电数据，2022年1-4月，国内单晶三元材料产量约6.69万吨，其中5系单晶产品占比约60%，是单晶市场主流，6系单晶产品占比在2022年1-4月有明显提升，8系单晶占比基本保持不变。

单晶正极材料行业格局较为集中。单晶三元市场竞争者较少，格局较为集中，市场份额主要集中在约3-4家头部厂商。

2021年1-11月，国内单晶三元正极材料行业CR3为60%，2022H1行业CR3为61%。

厂商方面，主要有振华新材（688707）、长远锂科（688779）厦钨新能（688778），还有南通瑞祥。

二、钠电池电池正极单晶化是趋势

1、钠离子商业化进程加速

即21年7月29日宁德时代发布第一代钠离子电池后，22年9月15日宁德时代在互动平台表示，公司正致力于推进钠离子电池在2023年实现产业化，目前传闻产能是2GW。

此外，其它公司也纷纷推出“时间表”：

传艺科技（002866）：已具备中试生产条件，10月27日中试典礼+钠离子产品发布会，23年2月2GW量产，一条储能，两条两轮车

中科海纳：首批量产时间22年7月28日，首批产能1GW，规划产能5Gw

维科技术：将在22年10月完成中试，23年6月2GW量产（与浙江纳创合作〉

华阳股份：首批量产时问22年底，首批产能1GW。

多氟多：首批量产时间23年底，首批产能1CW，投向储能和两轮车。

鹏辉能源：预计22H2开始试样，23年H2量产

2、钠电池的正极材料

目前，钠离子电池的正极主要有三种路线

分为层状氧化物、普鲁士蓝/白化合物，聚阴离子化合物。

1）其中层状氧化物为主流方向，优点为能量密度高、循环性能优异、倍率性能好，缺点为空气中稳定性差、浆料容易果冻、克容量发挥不稳定，代表公司为中科海钠、立方新能源、钠创新能源；

据介绍，中科海钠采用了Cu-Fe-Mn三元层状氧化物正极材料，电池能量密度达到135Wh/kg，具有较好的循环稳定性。

2）普鲁士蓝/白优点为成本低、合成简单、可设计性强、理论克容量和倍率性能高，缺点为除水困难、循环寿命低、实际倍率性能差、体积能量密度低、电压极化大、有热失控风险，代表公司为宁德时代、NatronEnergy；

天风介绍，普鲁士第一点是含有难以去除的结晶水，会和六氟磷酸钠反应，产生氢氟酸，腐蚀电池结构；第二点是材料合成需要氰化钠，有毒，合成出的材料中有氰根，碰撞产生氰气也是有毒的，从环保角度考虑不是很好的选择。

据介绍，宁德时代也放弃了普鲁士，而是选择跟进层状氧化物

3）聚阴离子化合物优点为循环寿命高、理论工作电压高、热稳定性好，缺点为能量密度低、原材料成本高，代表公司为Tiamat、鹏辉能源。

天风介绍，聚阴离子一是制造工艺成本较高，二是用到钒（成本高且有毒）。

3、层状氧化物介绍

层状氧化物，具体称为层状过渡金属氧化物

过渡金属氧化物化学式为NaxMO2（M为过渡金属原子，0＜x≤1，M为过渡金属元素，如Mn、Ni、Cr、Fe、Ti和V及其复合材料）。

按照形态划分，过渡金属氧化物又可分为层状和隧道状两种：

当钠含量较高时，一般以层状结构为主（类似三元正极），钠离子位于层间，形成MO2层/Na层交替排布的层状结构；

当钠含量较低时（x＜0.5），主要以隧道结构的氧化物为主。

隧道型氧化物虽具有稳定的结构（对应稳定的循环性能），但是其初始钠含量过低（能量密度低），限制了其在实际中的应用。

层状氧化物凭借其简单的合成工艺、高能量密度（130-160mAh/g，230-250Wh/L）、优异的电压平台（3.0-3.1V）、优异的倍率性能和循环寿命成为目前钠离子电池正极主流材料，但缺点为浆料容易果冻、克容量发挥不稳定，东吴证券预计量产后价格在5万元/吨左右。

据介绍，在产业实践方面得到了较为广泛的应用：

其中英国Faradion公司采用Mn–Ni–Ti–Mg四元层状氧化物正极材料，电池能量密度超过160Wh/kg，循环寿命在3000次以上，未来有进一步提升的空间。

中科海钠采用了Cu-Fe-Mn三元层状氧化物正极材料，电池能量密度达到135Wh/kg，具有较好的循环稳定性。

总结，目前多数都认为，层状氧化物是钠电池的主流应用。

1. 层状氧化物，技术趋势为单晶化

东吴介绍，层状金属氧化物工艺可复用程度高，固液相法技术与锂电三元工艺相似性较大，难点在于材料表面残碱控制，技术趋势为单晶化。

技术方面主要分为固相法和液相法两种，均与锂电池三元材料制备工艺流程高度相似。固相法需要较高烧结温度，相比液相法没有前驱体的制备需求，但是材料均一性控制较难；液相法产出材料表面光滑、粒径分布均一、震实密度高，但工艺更复杂成本较高。

目前主流工艺为固相烧结法，如振华新材采取三次烧结工艺+单晶化技术，有效改善钠离子电池的能量密度低、循环性能差的问题；

正极技术趋势为单晶化，如宁德时代、中科海钠、立方新能源等均选用单晶层状正极路线。

另外，正极对前驱体依赖性强，成本占比超60%，前驱体厂商亦有望实现较高收益。

5、层状氧化物，23年有望实现量产

从厂商分布看，目前有钠电正极规划的厂商基本有两类，一类为传统锂电正极厂商，如振华新材、容百科技、当升科技、格林美（正极前驱体）等；

另一类则全面布局钠电产线，本身可能为业务之初就布局钠电的厂商（如中科海钠）或者锂电产业链某些环节的厂商（邦普循环、派能科技）；

从布局进度看，正极材料预计23年放量，东吴证券预计出货可达4000-5000吨，可满足2GWh钠电池产能。

1. 振华新材（688707）

1、公司介绍

振华新材成立于2004年4月，并于2021年9月14日在上交所科创板挂牌上市，控股股东为中国振华电子集团有限公司，实际控制人为中国电子信息产业集团有限公司。

公司业务涵盖NCM三元正极材料，以及少量钴酸锂、复合三元正极材料，和极少量的尖晶石结构符合改性材料。

在NCM三元正极材料方面，公司产品较丰富，包括中镍NCM523、多款一次颗粒大单晶中高镍6系及高镍8系产品，主要应用于新能源汽车、3C产品以及储能等领域。

其中，中镍6系产品具有优异的高温高电压循环稳定性及安全性能，综合性价比高；高镍8系产品能量密度高，具有良好的循环稳定性及安全性能。此外，公司还拥有钴酸锂和复合三元等产品，主要应用于3C产品

1. 今年中报情况

2022H1公司实现营业收入54.4亿元，同比增长161%；归母净利润6.7亿元，同比增长341%；扣非净利润6.6亿元，同比增长347%。其中，2022Q2营业收入28.1亿元，环比增长11%；归母净利润3.2亿元，环比下降5%；扣非净利润3.2亿元，环比下降6%。

公司2022Q2毛利率为18.36%，同比增长2.82pcts，环比下降0.68pct；2022Q2净利率为11.31%，同比增长4.55pcts，环比下降1.97pcts。

出货稳步增长，产能加速放量：

预计22H1公司出货量2万吨，其中22Q2公司出货量近1万吨，环比略有下滑，公司Q2吨净利约3.2万元/吨，维持高位；中泰预计22年全年出货5-5.5万吨。

产能方面，公司现有正极材料产能5万吨，包括义龙一期、二期合计4万吨，沙文一期1万吨。预计随着沙文二期2.6万吨22Q4投产，公司2022年年底产能达到7.6万吨。

高镍产品占比提升:

公司高镍、中高镍低钴产品性能逐渐得到客户认可并开始大批量供货，2022H1公司高镍8系产品营收18.3亿元，占三元材料整体35.45%，而2021Q1镍5系产品营收占比总营收大72.21%。

3、钠电正极进展情况

中报介绍，公司凭借在一次颗粒大单晶领域多年的技术沉淀，在钠离子正极材料领域研发已经取得实质性突破。

公司钠离子电池正极材料为层状氧化物路线，已实现吨级产出并销售。钠电产线与公司三元产线兼容，因钠离子正极材料采取两次烧结，单吨三元正极产线可转化1.3-1.5吨钠电产线。

天风证券介绍，截止7月公司出货钠电正极4吨+（虽然量少，但除送样外，已到小批量供货阶段，行业领先）。

2022年Q4有望进一步放量，公司目前利用现有的1万吨三元产线生产钠离子正极材料（沙文一期），产能预计可达1.3-1.5万吨（结合钠电正极单耗2700-2800吨，对应可供生产5GWh钠电池）。

新扩产的11.4万吨产能（义龙三期10+沙文二期扩产1.4）兼容钠离子正极生产。

天风预期钠电正极公司2023年出货1.3-1.5万吨，对应单吨盈利有望在1-2万，有望贡献2亿+净利润。

4、振华的看点

（一）天风认为，钠电三种主流正极路线中层状氧化物有望率先量产。

层状氧化物正极和三元正极在合成工艺上相似度较大，工艺更复杂（掺杂元素可能更多）。

振华新材具备层状氧化物研究先发优势，产品性能优异，率先向龙头客户放量。

振华的产品优势原理是：

1）通过多元素协同掺杂技术，锚定晶格，减少相变，从而提高材料的结构稳定性。

2）通过配方和工艺调控，合成出多相共存的复合层状氧化物，从而实现循环性能和能量密度之间的平衡。

3）采用不同元素掺杂包覆改善材料结构，并通过溶胶凝胶法、化学沉积、机械固相法等多种技术手段对材料进行表面修饰，获得低PH值、低游离钠的材料，从而提高材料的空气稳定性和循环稳定性。

振华的产品优势体现在：

1）能量密度目前150到160wh/kg，未来有望做到170-180wh/kg；

2）循环次数常温4000+次，高温不到1000次，再过半年到一年可以做到6000-8000次；3）产品电压目前4.0V已经没有问题，现在在做4.1V、4.2V的体系；

4）低温性能：零下20度可以90%+保持率；

5）快充性能：4C到5C，首次效率87%-88%，和锂电差不多。

（二）公司系单晶材料领军人，产品力强劲

公司系单晶材料领军人，于2009年完成大单晶三元正极材料的研发及生产，其他企业于2017年才起步。

振华新材在全行业较早推出第一代一次颗粒大单晶NCM523产品，并于2014年较早在新能源汽车上批量应用。

于2016、2017年先后推出第二代、第三代大单晶NCM523产品，分别实现材料比容量和动力学稳定性的提升。

从2018年开始，为提高产品性价比并提升能量密度，公司陆续开发出一次颗粒大单晶中高镍低钴6系及高镍低钴8系产品，并已实现批量生产和销售，满足下游客户及市场需求。

公司多年深耕单晶正极材料，形成一系列高性能单晶正极材料合成与改性技术。公司在单晶领域不断创新，在研的大单晶中高镍、高镍低钴三元材料开发技术，大单晶无钴层状材料开发技术均处于行业领先地位，致力于为下游客户提供高性价比的正极材料。

公司独特三次烧结工艺，在三元前驱体选择的宽泛性、工艺兼容性以及产品的晶体结构完整性等方面具有一定优势。

三次烧结由于其工艺更为复杂，工艺成本更高，而三次烧结对前驱体的选择更加宽泛，前驱体成本可能更低，整体成本与二次烧结成本水平相差不大，并可以改善镍含量不断提升对高镍三元正极材料结构稳定性、安全性和循环性能带来的负面影响，适应了行业发展对未来正极材料产品的技术及工艺需求。

产品性能端，在同等镍含量下，公司镍 5 系、6 系、8 系比容量与可比公司相比具有优势，首次效率与行业水平相当。

5、券商评级

天风投资评级

22-23年三元正极有望出货4.7/8.3（三元7+钠电1.3）万吨，单吨盈利2.7万/1.5万元（公司此前表示钠电盈利能力不低于锂电），实现归母净利润12.8/12.9亿元，考虑定增后对应当前估值24/24X。

钠电池行业正处于0-1导入爆发期，公司钠电正极进展领先&确定性高，给予“重点推荐评级”。

中信证券投资建议

公司是单晶三元正极材料行业龙头，通过不断的研发和技术积累，实现中镍5系和6系、高镍8系、超高镍9系产品全覆盖，2021年1-11月公司在单晶三元正极材料领域市占率达26%，位居行业第一。

中信预计，三元正极材料行业未来向高镍、单晶化方向发展，公司单晶产品深度绑定核心大客户宁德时代，高镍产品逐渐放量，同时参股红星电子布局前驱体回收，降低原材料成本，未来募投产能预计将加速释放，有望迎来量利齐升的高速成长。

此外，公司前瞻性布局钠电正极材料，具备先发优势，伴随钠离子电池产业化进程加速，预计能给公司贡献一定的业绩弹性。

预计公司2022/23/24年归母净利润为11.44/13.99/18.94亿元，对应EPS预测分别为2.58/3.16/4.28元/股，现价对应2022/23/24年PE分别为21/17/12倍。

综合考虑可比公司PE估值法和DCF绝对估值法，我们采用PE估值法，选取动力电池主要原材料上市公司当升科技、厦钨新能、恩捷股份、璞泰来为可比公司，2023年平均PE约21x，我们给予公司2023年21xPE估值，对应目标市值约294亿元，对应目标价约66元/股（截止22日，股价为56元），首次覆盖并给予“买入”评级。