锂电池是以锂金属或锂合金为正极材料，使用非水电解质溶液的电池。锂电池与锂离子电池不一样的是，前者是一次电池，后者是充电电池。锂离子电池工作原理就是依靠锂离子在正极和负极之间来回移动。充电时，加在电池两极的电势迫使正极的化合物释出锂离子，穿越隔膜到达负极分子排列呈片层结构的碳中。放电时，锂离子则从片层结构的碳中析出，重新和正极的化合物结合，锂离子的移动便产生了电流。
锂电池产业链的上游大致可以分为正极材料、负极材料、电解液、隔膜四大部分。其中正极材料是锂电池的核心部件，也是决定锂电池性能和制造成本的关键组成部分。中游为设备商和以宁德时代为代表的电池厂商，下游主要应用于消费电子、新能源汽车以及储能等方面。
我们先来看一下锂电池最上游的矿物原材料，主要包括锂、钴、镍等资源。
1、锂矿方面
锂资源主要以锂辉石、盐湖卤水和锂云母的形式存在，锂精矿含锂量最高，约为6.3%-7.5%，其次是锂云母，含量在1.2%-1.59%之间。盐湖含量仅有0.07%-0.14%。
全球锂资源储量丰富，且储量分布和供应集中度高。主要集中在锂三角地区，玻利维亚占比23.6%；智利占比21.3%；阿根廷占比11%；其次是美国、澳大利亚、中国等国家。
但是开采供应却主要集中在澳大利亚，2021年开采量占全球市场的55%，其次是智利和中国，分别占比为26%和14%。
我国锂资源储量丰富，兼具矿石锂和盐湖锂两种类型，不过锂原料对外的依存度仍高达65%。我国矿石锂主要集中在四川、江西、青海、西藏，四个地区锂资源储量约占全国总储量的96%。
四川地区矿床主要有六个，主要被天齐锂业、融捷股份、盛新锂能、雅化集团和川能动力等公司把控。江西是亚洲最大的锂云母地区，其矿床主要有四个，所属企业为江特电机、永兴材料等。青海是我国盐湖储量最大的省份，主要盐湖有五个，其中察尔汗盐湖是我国最大的盐湖，主要由盐湖股份和科达制造分别控股。西藏地区主要盐湖有三个，以被西藏城投、天齐锂业和西藏矿业收入囊中。
从2021年锂资源竞争格局来看，赣锋锂业和天齐锂业属于第一梯队，第二梯队的有盐湖股份和科达制造，其他上市企业有藏歌控股、西藏城投、天华净超、融捷股份等。
把锂资源通过各种工艺加工提炼生产碳酸锂和氢氧化锂作为锂电池正极材料。锂辉石既可以制备出氢氧化锂也可以制备碳酸锂，只是工艺路线有所不同，设备无法共用，成本上并没有太大的差异；但盐湖卤水制备氢氧化锂的成本则比碳酸锂的要高很多，因此盐湖锂企产品绝大部分都为碳酸锂。从竞争格局来看，目前，赣锋锂业是全球碳酸锂和氢氧化锂的绝对龙头。以28%的市场份额超越美国的雅培成为世界第一。另外，国内的天宜锂业、雅化集团和天齐锂业榜上有名。
2、钴资源方面
钴资源主要分布在非洲的刚果（金），2021年刚果钴产量占全球70%以上。我国钴原料构成中84%来自进口，自产部分占比仅有2%。中国钴消费结构中，电池用量占比较高，2021年达到 84%。由于 2021 年全球动力电池市场迎来高速发展，动力电池用钴量占比迅速提升。
2016年和2020年洛阳钼业通过收购刚果两家自由港在刚果的公司，权益钴金属储量晋升为全国第一。但是在钴产量方面华友钴业依旧绝对龙头，其他玩家还有寒锐钴业。
3、镍矿方面
镍的供应来源根据矿石类型可分为硫化镍矿与红土镍矿。硫化镍矿主要分布在加拿大、俄罗斯、澳大利亚等国家，红土镍矿主要分布在印尼、菲律宾、新喀、巴西等国家。由于硫化镍矿开采年限较长，易开采资源逐渐枯竭，当前以及未来镍 供应的增量主要来自于红土镍矿。
全球镍资源丰富，分布不均，印度尼西亚、澳大利亚和俄罗斯均有丰富镍资源。但镍资源生产集中，2021年东南亚地区的镍产量就占全球55%。2021年全球镍矿总产量为270万吨，其中印尼和菲律宾产量最大，分别占全球镍矿产量37%和14%。从生产商来说，全球前五大镍生产商分别为俄罗斯诺里尔斯克、巴西淡水河谷、中国金川、嘉能可和必和必拓，2020年五大生产商镍总产量占比全球产量约35.4%。
镍下游主要应用于不锈钢、电池、电镀、合金等领域，其中不锈钢为最大 应用领域，占比达到 70%，因其对镍用量基数较大，未来仍将作为拉动镍需求增长的重要驱动力；受益于新能源汽车产销量爆发式增长，镍下游需求中电池用镍需求增速最快，其在总需求中占比预计将持续提升。
一、上游：材料
1、正极材料
锂电池正极材料是锂电池电化学性能的决定性因素，对电池的能量密度及安全性能起主导作用，且正极材料的成本占比也较高，为30%-40%。锂电池按照正极材料体系来划分，主要分为钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、三元材料等技术路线。
钴酸锂成本较高、寿命较短，主要应用于3C产品；锰酸锂能量密度较低、寿命较短但成本低，主要应用于专用车辆；磷酸铁锂寿命长、安全性好、成本低，主要应用于商用车；三元材料尤其是NCM能量密度高、循环性能好、寿命较长，主要应用于乘用车。目前三元锂电池和磷酸铁锂电池是行业主流路线。磷酸铁锂受益于电动汽车和储能市场的增长带动，将成为未来5年增长最快的正极材料。
从竞争格局来看，近年来钴酸锂的市场集中度不断提高，头部集中化趋势逐步显现。2021年上半年，厦钨新能、杉杉能源、盟固利新材料、巴莫科技、格林美占据钴酸锂市场份额前五，市场份额分别为42%、14%、10%、9%、6%，累计占比高达82%。钴酸锂的高集中度与高低端产品显著分层、高端产品壁垒提升、整体市场已走向成熟密切相关，未来高电压钴酸锂等产品或促使产品壁垒进一步提升。
根据中金企信统计数据，2021年上半年我国三元材料的市场集中度相对较低，容百科技以11%的市场份额位居第一，巴莫科技、当升科技、长远锂科紧随其后，市场份额均为10%，各厂商间的差距相对较小，行业格局较为分散。
磷酸铁锂正极材料集中度较高，湖南裕能和德方纳米两家独大。其中湖南裕能市占率为22%，处于龙头地位。其次是德方纳米，占比20%。
2、负极材料
负极材料是锂离子电池的重要组成部分。主要影响锂电池的容量、首次效率、循环性能等。负极材料由负极活性物质、粘合剂和添加剂混合制成糊状均匀涂抹在铜箔两侧，经干燥、滚压形成。负极材料在动力电池成本的占比约为 5%~15%。
目前锂电池负极材料主要以人造石墨和天然石墨为主，发展趋势为向石墨负极中掺杂硅形成能量密度更高的硅基负极。现阶段，人造石墨为负极主流路线。硅基材料应用潜力较大，未来市场空间广阔。
2021 年中国锂电负极市场出货量 72 万吨，同比增长 97%。由于人造石墨的一致性和循环性能好于天 然石墨，更契合动力及储能电池的需求，人造石墨产出货量占比持续提升至 84%， 而天然石墨市场份额下降至 14%。
我国负极材料市场集中度较高，行业竞争格局相对较好，CR3达到56%。其中，贝特瑞、璞泰来（江西紫宸）和杉杉股份一直处于头部地位，占比分别为26%、15%、15%，东莞凯金近年市占率有所提高，占比13%。
3、电解液
电解液是电池中离子传输的载体，具体是在锂电池正、负极之间起到传导离子的作用，是锂离子电池获得高电压、高比能等优点的保证。
锂电池电解液一般由高纯度的有机溶剂、电解质锂盐、必要的添加剂等原料，在一定条件下、按一定比例配制而成的。其中按其结构的不同，有机溶剂可以分为主要成分有六氟磷酸锂、碳酸乙烯酯、五氟化磷等。
数据显示，2021年我国锂电池电解液由2017年11万吨增27.1万吨。预计2022年我国锂电池电解液出货量可达32.6万吨。
目前我国锂电池电解液行业集中度较高，行业业务规模前三名集中度超60%。同时近几年我国锂离子电池电解液龙头企业不断投资建厂扩产，行业竞争格局稳定，集中度正在进一步提升。有相关数据显示，国内锂离子电池电解液前三分别为天赐材料、新宙邦、国泰华荣，2021年，上述三家企业的市场份额合计67.1%。其中天赐材料市场份额最高，属于该行业绝对龙头，占比33.1%。
4、隔膜
锂电池隔膜是锂电池原材料之一。位于电池内部正负极之间，保证锂离子通过的同时，阻碍电子传输，是一种具有微孔结构的薄膜，是锂离子电池产业链中最具技术壁垒的关键内层组件。
锂膜的制造工艺分为干法和湿法，从隔膜产品结构来看，我国隔膜市场出货仍以湿法隔膜为主。湿法隔膜性能较高，厚度更薄，可提高锂电池能量密度。干法隔膜的核心优势在于成本更低，产线投资额低、单位能耗低，更适用于对成本敏感度高而对能量密度要求低的应用场景，譬如储能市场。
在湿法隔膜方面，呈现出‘一超多强’的行业格局，恩捷股份在2021年产能大规模释放下，隔膜产量超过30亿平大关，湿法隔膜市场龙头地位进一步稳固，湿法隔膜的市场占有率超过50%。星源材质和中材科技位居第二梯队。
在干法隔膜方面，整体呈现出‘三足鼎立’的市场格局。中兴新材在产能释放以及下游大客户需求放量的情况下，一举成为干法隔膜龙头企业。星源材质以21%的市占率退居第二，其他玩家有惠强新材、中材科技等。
隔膜生产工艺复杂，资金投入大，且需要长时间的研发和生产经验积累， 是锂电池四大材料中最后才实现国产替代的材料。近年来，锂电隔膜在锂电池需求增长带动下，出货量也实现快速的增长。2021年中国锂电隔膜出货量78亿平方米，同比增长超100%。预计2022年我国锂电池隔膜出货量将超150亿平方米。
5、铜箔
锂电铜箔作为锂离子电池负极集流体，充当负极活性材料的载体；在锂电池成本占比不高，大概在5-10%左右，但对电池综合性能具有重要影响。因此，锂电铜箔是锂电池不容忽视的重要部件。根据厚度不同，锂电铜箔可分为薄铜箔（12-18微米）、超薄铜箔（6-12微米）和极薄铜箔（6微米及以下）。由于新能源汽车对能量密度的要求较高，动力电池倾向于采用厚度较薄的超薄和极薄铜箔。
受益中国新能源汽车以及锂电池行业较快发展，中国锂电铜箔发展处于全球领先的地位，产品涵盖薄铜箔、超薄铜箔和极薄铜箔。目前中国已成为了全球最大的锂电铜箔生产国，2015-2021年中国锂电池铜箔行业平均增速高达80%。
目前我国6纳米锂电池铜箔市场较为广阔，但传统7-8纳米铜箔市场竞争激烈。
2020年我国锂电池铜箔出货量排前五的分别是龙电华鑫、诺德股份、嘉元科技、铜冠铜箔与九江德福，龙电华鑫以18.4%的市场份额暂居第一。
二、中游：设备与电池厂商。
1、设备
先来了解一下电池生产的流程，把正负极材料分开均匀搅拌成浆，搅拌后的正极材料涂抹在铝箔上，负极材料涂抹在铜箔上。正负极材料之间用隔膜隔开，涂布后的极片进一步压实，提高能量密度。然后根据不同类型进行切片、烘烤、卷绕、入壳、注入电解液等，最后进行封装测试。
其中所需要用到的锂电池设备包括真空搅拌机、涂布机、辊压机、卷绕机、注液机、检测机等。锂电池设备主要分为前段、中段、后段。前段设备价值量最高，主要由日韩企业把控。我国在锂电设备中后端制造生产方面技术领先，已达到国际先进水平，价格方面优势明显。从营收规模来看，先导智能是设备领域绝对龙头，2021年相关业务营收为69.56亿。其次为赢合科技，相关营收49.07亿，其他企业还有科恒股份、璞泰来、杭可科技、华自科技等。
2、电池厂商
从全球来看，目前，中国主导了全球锂离子制造市场，我国锂离子电池产能占世界产能的约77%，其次是美国，占比仅有9%。
2021年全球动力电池装机量约292.13吉瓦时，同比增长114%。其中，排名前十五动力企业合计装机量约为281.58吉瓦时，占全球动力电池装机量的96%。
其中，宁德时代动力电池装机量最高达93.7吉瓦时，市场份额32.1%。LGES排名第二，动力电池装机量为60.3吉瓦时，市场份额分别为20.6%、16.0%。此外，国内的比亚迪、中创新航、国轩高科、远景动力等进入前十。
三、下游：应用领域
锂电池下游细分市场主要为动力锂电池、储能锂电池和消费锂电池，其中，动力电池的下游应用领域主要为新能源汽车，储能电池的下游应用领域主要为电力系统，消费电池的下游应用领域主要为手机等消费电子。
从全球锂电池产量来看，动力锂电池占据了主要的产量份额，达到了70.8%，其次是消费锂电池，锂电池产量市场份额为22.2%，储能电池的市场份额最小，为7%。随着全球各国“碳达峰”战略的提出，全球各企业纷纷部署动力电池与储能电池产线，新能源汽车与储能市场的蓬勃发展有望推动动力锂电池和储能锂电池的市场份额进一步提升。
资料参考/来源：
渤海证券：《锂行业专题报告：高成长性、高话语权、高速成长的周期行业.》
国联证券：《锂电负极材料行业研究：一体化构筑新壁垒，先行者迎来收获期》
中信证券：《钴价高位有望持续，钴板块显著被低估》
国金证券：《2022年镍过剩几何？》
中金企信：《2022年钴酸锂、三元材料行业重点企业市场竞争规模份额占比分析及投资发展战略咨询预测》
起点研究院：《全球及中国锂电池产业链季度报告2022Q1》
观研报告网：中国锂电池电解液行业现状深度研究与投资前景分析报告（2022-2029年）》
英大证券：《锂电隔膜行业专题报告：隔膜产品日益紧俏，行业扩产节奏加快》
前瞻产业研究院：《2021年全球锂电池市场供需现状、竞争格局及发展前景分析》
高工产研锂电研究所：《2022年中国锂电池行业市场调研分析报告》
鑫鑫投资：新能源产业链梳理
华经情报网、刀哥投资笔记、中商情报研究院、浙商证券研究所、天风证券研究所等
