2021年，中国动力锂电池进入爆发年，市场化提速明显。根据国家工信部的数据，2021年新能源汽车销量达352万辆，预计2-3年后，全球动力电池出货量达到1100GWh，正式迈入TWh时代。据不完全统计，
这场高景气的扩产潮也催生了多个千亿市值以上的锂电巨头，宁德时代更是稳稳地迈入了万亿市值大关。
锂电扩产大潮下，产业链也面临着各种挑战：上游材料短缺、价格上涨；中游制造环节设备和优质产能交付延迟；下游则面临来自客户的更高要求，续航、安全性、充电速度、成本等亟待解决。
云岫资本针对锂电产业链，从上游材料、中游制造、下游电池技术及电池回收四个方面进行梳理，详细拆解6000亿扩产潮下锂电行业新的趋势和投资机遇，持续跟踪并分享行业观点。
锂电大规模扩产的需求被放大后，向上游层层传导，从最上游锂资源开始，原材料的争抢愈演愈烈。2021年以来，碳酸锂/氢氧化锂的价格一路上涨，从年初的5、6万元涨至20余万元。以天齐锂业为例，其银行借款已达170亿元，资产负债率一度攀升至82%，需要通过港股上市降低负债率。各家提锂企业也在大举抢占资源，如宁德时代和赣锋锂业对千禧锂业的争夺战，最终被美洲锂业以4亿美金高价截胡。
目前提锂方式主要可分为锂辉石提锂、盐湖提锂、锂云母提锂三种。产出产品主要为碳酸锂和氢氧化锂两种，其中氢氧化锂生产出的电池性能更优。氢氧化锂主要从锂辉石中提取，锂辉石资源主要集中在南美锂三角和澳洲。我国锂矿资源并不丰富，并且我国的盐湖锂禀赋较差，镁元素过高，产出大多为碳酸锂。
但是，在全球新能源汽车迎来需求爆发之际，我国作为全球最大的锂消费国，对锂资源的开发和把控势在必行。提锂技术受到重点关注，旨在通过技术的革新，来弥补自然资源的稀缺和禀赋上的缺陷。可以关注拥有突破性提锂技术及把握锂资源的企业。
锂电材料主要分为正极、负极、隔膜、电解液四大主材及铜箔、铝箔、铝塑膜等其他材料。材料革新需要综合考虑能量密度、功率、循环寿命、安全性、成本等多个因素，对应着下游需求，形成了多元化的电池技术路线。
锂电材料的革新中，正负极的变革最具想象力，电解液、隔膜等其他材料也在不断创新，带动产业发展。
锂电材料中，正极材料成本占比最高，也是锂电池的核心材料，决定了锂电性能，对产品最终的能量密度、电压、使用寿命以及安全性等都有着直接影响。
正极材料目前主流为三元材料和磷酸铁锂，二者各具优势：三元材料理论能量密度更高，磷酸铁锂更安全、更具成本优势，因而三元和磷酸铁锂之争一直未停。
2021年动力电池装机种类中，三元材料仍占据更高份额，占比为55.3%，但磷酸铁锂装机量增长更快。产业内较流行的观点是：高镍三元是中/高端电动车实现长距离续航的重要技术路线，磷酸铁锂将在其他场景更有优势，如A00级车、城内短途出行、二轮车、储能、重卡等。
两种材料都在不断进化，三元朝着高镍低钴甚至无钴方向发展，铁锂系中，磷酸锰铁锂相比磷酸铁锂可提升最高工作电压，从而提升能量密度，是重要的发展方向。未来何种材料将成为主流，尚不能轻易下定论。
中长期来看，富锂正极、高电压电极都是提升能量密度的重要技术路线。更长远的终极：也许可以重点聚焦周期表右上方元素——具备小的电化当量、高的电极电位，更有作为正极潜质的元素，筛选出极具应用前景的无锂正极。
但材料革新中对能量密度的提升，往往意味着对其他性能如循环性能、稳定性等方面的牺牲，并且新的正极材料需要寻找更适合的配套材料如相对应的负极、电解液等，成本也将成为掣肘产业化的问题。
相信随着时间推移和技术进步，相关问题得以解决后，我们会看到材料变革带来的产业进步，如同半导体行业的摩尔定律。
负极材料的作用是储存和释放能量，主要影响锂电池的循环性能等指标。目前，石墨负极本身并不存在缺口，然而双碳政策下，内蒙产能受到影响，因此负极材料也是供不应求。
负极材料可分为碳系材料和非碳系材料，其中碳系材料中的人造石墨是当前绝对主流，成本和性能相对占优，典型企业是北交所一哥贝特瑞。
石墨负极最核心的问题是其能量密度的理论上限为372mAh/g，行业头部公司的产品已可实现365mAh/g的能量密度，逼近理论极限。基于此，大家开始将目光转向硅基负极，其中硅碳负极材料被认为是前景最佳的技术路线。
特斯拉已将硅碳负极应用于 Model 3，在人造石墨中加入 10%的硅，单体能量密度成功实现300Ah/g，大幅领先传统技术路线的电池。
然而，硅碳负极的加工技术仍不成熟，当前硅碳负极材料市场价格已经超过15万元/吨，是人造石墨负极材料的两倍，其技术和配套工艺还有待成熟，典型企业包括江西紫宸、璞泰莱、致德新能源等。
另一个负极研发热点是金属锂负极，其因“高比容、低电位”等特性而具有应用潜力，但还需要解决锂枝晶带来的安全问题等。
电解液包括高纯度的有机溶剂、电解质锂盐和添加剂，主要作为离子迁移的载体，保证离子在正负极之间的游动。按成本划分，电解质锂盐占比约40%~50%，溶剂占比约30%、添加剂占比约10%~30%。
电解液虽然不是最为核心的原料，却是近年来缺口最大、价格上涨最为严重的部分，尤其是其中的电解质——六氟磷酸锂，其扩产和环评需要的时间较长，整体需要1.5-2年的时间，价格已经从年初的十几万一吨上涨至五六十万一吨。目前天赐材料、新宙邦等公司都在积极扩产，能锁定客户长单、绑定上游氟化氢、氟化锂等资源的电解液生产企业更具业绩确定性。
为应对六氟的涨价和缺货，电解液企业纷纷探索新的替代性方案，新型锂盐LiSFI代替LiPF6就是其中的一种。这种新型电解液可以提升电池安全稳定性，提高耐低温耐胀能力，但制备成本相对较高。作为替代方案，LiSFI的需求主要取决于与LiPF6之间的价格差。
添加剂的作用主要是改善界面特性、提高电解液导电能力、以及进行内部过充电保护等。VC是最广泛应用的添加剂，有利于促进稳定 SEI 膜（在液态锂离子电池首次充放电过程中,电极材料与电解液在固液相界面上发生反应,形成一层覆盖于电极材料表面的钝化层）的形成，提升电解质性能。
电解液未来主要的创新将体现在对新型锂盐和新型添加剂的开发。如蜂巢能源开发出以凝胶电解液为电解质的“果冻电池”，提升安全性能。
进一步地，电解液未来最有前景的变革将是从液态电解液逐步向固态电解质变革，大幅提升锂电池安全性及其他综合性能。
目前来看，锂电池隔膜技术壁垒最高，行业集中度最高，国内市场CR5达到82.1%，仅龙头恩捷股份国内市占率就达到44.1%，基本达到寡头垄断格局，毛利率也在一众锂电材料公司中堪称最为丰厚。
隔膜投资的风险点主要在于未来固态电池中电解质承担了分隔正负极的作用，而无需用传统隔膜，但纯固态电池大规模商用尚早，隔膜短中期仍是高壁垒、广泛使用的材料。
除了正负极材料、电解液、隔膜四大主材，铝塑膜、铜箔（负极用）/铝箔（正极用）、粘结剂等也是值得关注的关键材料。如铝塑膜受软包电池渗透率提升和储能利好，成为锂电材料中新的热点。
铝塑膜长期由日本昭和电工、DNP等日韩企业垄断，国产率低，是技术壁垒最高的锂电材料之一。主要技术路线为干法和热法，但各有优劣势，干法铝塑膜深冲性能好，但耐电解液和抗水性能不及热法；热法铝塑膜耐电解液腐蚀性能好，但冲深成型性能差。因此也有新的厂商另辟蹊径，如锂盾材料自主研发出非极性微波锚固法多相界面一体化铝塑膜，将干法和热法优势结合。
除了每种原材料本身的技术进步外，应对下游大规模需求，锂电材料还需从精细化工向大化工产业转，才能维持健康、可持续的供需关系。
近年来，越来越多的“局外化工巨头”正在加速搅局，如巴斯夫与杉杉合资成立巴斯夫杉杉，万华化学投建5万吨磷酸铁锂正极材料一体化项目，新洋丰、龙佰集团、中核钛白等磷化工和钛白粉企业也宣布投建磷酸铁、LFP材料项目。可以说，锂电材料正经历的不仅仅是“局内人”的内卷。
未来，传统精细化工的生产方式将不再适用，小而美的材料商也难以继续奇货可居，来自外围大化工企业的降维打击正在考验每个材料上的运营能力和创新能力。
随着锂电扩产潮的到来，锂电设备受益明显。据统计，2021年中国动力锂电池累计装机量达154.5GWh，同比累计上升153.1%，而TOP10企业规划产能合计已接近2.1TWh。按照动力电池单GWh设备投资额约为2亿元测算，预计2021-2025年新增锂电设备市场需求将超4000亿元。
在强订单需求下，具备规模化供应能力的厂商有限，锂电池的扩产周期较长，从厂房建设到确认验收一般需要2-3年建设期，其中设备从采购生产到验收确认收入也需要12-18个月的时间，这就意味着锂电设备的收入增长相对迟滞，投资者可根据在手订单有效预测未来收入。
从今年各家锂电厂商2021年中报披露的在手订单来看，大部分锂电设备商在上半年的新签订单或者在手订单就已经超去年全年的收入，先导智能更是仅上半年就新签订单92亿元，几乎是2020年收入的两倍。面对大量的订单堆积，交付能力成了关键。
从生产工序上来看，锂电设备主要分为前道设备、中道设备和后道设备。前道制作极片，中道制作电芯，后道制作模组和电池pack。整体主要包括涂布、辊压、分切、卷绕、叠片、注液、焊接、分容化成、组装、检测等工序。
由于生产工序非常多且不同工序需要的核心技术不同，大多数厂商仅能卡位2-3个工序，目前前中后道都能覆盖的仅先导智能和赢合科技两家企业。
锂电池生产的工序非常琐碎，单纯的一两道工序线速度提升并不能带动整个生产效率，若能将前后工序一体化则能直接减少物料搬运的时间，降低生产成本，提升物料一致性。因此近年来许多领先的锂电设备厂商都在主打自己的一体机，如辊压分切一体机、激光模切卷绕一体机、切叠一体机等，预计未来一体机在锂电设备中的渗透率会越来越高。
根据长江证券的调研，激光焊接设备在锂电池设备投资中占比约 5%-15。
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