2003年，杉杉集團和中南大學共同創(chuàng)立湖南杉杉能源科技有限公司（下稱杉杉能源，835930.OC），主要研發(fā)技術難度更大的鋰電池正極材料。
資金投入加上電動汽車的興起，鋰電池材料供應商杉杉能源快速擴張。2013年，杉杉股份鋰電收入全面超過了服裝業(yè)務。
2018年上半年，杉杉股份營收、利潤分別同比增長11.31%和37.33%。其中鋰電池材料業(yè)務實現(xiàn)營收 33.48億元，利潤2.82億元，分別占到公司總營收和總利潤的78.1%和60.6%。子公司杉杉能源正極材料業(yè)務的營收為24.34億元，占比已達到54.3%。
杉杉股份正在以業(yè)務拓展和合作的方式，布局鋰電池材料為核心的全產業(yè)鏈。除了正極材料的龍頭企業(yè)杉杉能源，負極材料子公司杉杉科技，還擁有從事電解液業(yè)務的衢州杉杉新材料有限公司。在鋰電世界公布的的競爭力排行榜中，上述三家子公司在正極、負極和電解液領域分別位列第一、第二和第四。
正極材料龍頭
“無論是手機電池還是汽車動力電池，關鍵的影響因素還是正極材料。正極材料做得好，能量密度高，電池的續(xù)航能力也會相應增強。” 杉杉能源副總經理、研究院常務副院長李旭解釋稱。
鋰電池主要包括鋰原電池和鋰蓄電池。作為鋰蓄電池的一種，鋰離子電池是利用鋰離子作為導電離子，在正負極間移動，通過化學能和電能的相互轉化實現(xiàn)充放電的電池。目前經常提到的鋰電池主要指鋰離子電池（下稱鋰電池），屬于鋰蓄電池。
“正極材料的生產過程又簡單又難”，李旭在采訪中向界面新聞記者強調，雖然生產工藝非常簡單，但是研發(fā)過程卻異常艱難。“對于正極材料來說，產品類別多，單一材料改性方式也多。任意兩種或三種原材料通過不同的配比組合都能產生不同的新材料，這對研發(fā)人員提出了很高的要求。”
和電池制造企業(yè)更顯著的制造業(yè)特征相比，李旭認為正極材料企業(yè)更像科研單位。杉杉能源擁有超過280位研發(fā)人員，占到員工比例的三分之一，每年研發(fā)投入約占當年營收的4%。杉杉能源研究院下轄研發(fā)技術、測試、設備技術、品質控制等八個子中心。
但是“科研機構和企業(yè)的研發(fā)側重點是有所區(qū)別的，科研機構追求高性能，企業(yè)則是客戶導向，關注高性價比?！彼f。
中國有色金屬工業(yè)協(xié)會鋰業(yè)分會（下稱鋰業(yè)分會）的數(shù)據(jù)顯示，2017年全國正極材料產量約為32.3萬噸，同比增長49.54%。其中三元材料以93.85%的增速，成為2017年增長最快的正極材料，鈷酸鋰產量增速為17.65%。此外，從產值來看，2017年國內正極材料產值413億元，同比增長98.56%。
鋰電正極材料市場分為小型鋰電、動力鋰電正極材料兩種。小型鋰電正極材料主要用于手機、筆記本電腦等3C用鋰電池產品，包括鈷酸鋰、三元材料和錳酸鋰；動力鋰電正極材料主要為錳酸鋰、磷酸鐵鋰和三元材料。
近年來，中國已成為全球最重要的正極材料生產國和消費國。據(jù)鋰業(yè)分會統(tǒng)計，國內前30家企業(yè)的產能已超過50萬噸。杉杉能源、當升科技（300073.SZ）、寧波金和等一批領先企業(yè)還有數(shù)十萬噸的產能正在建設或規(guī)劃建設中。預計到2020年，國內的正極材料產能將翻一番。
2014年起，杉杉能源連續(xù)四年蟬聯(lián)鋰電池正極材料產銷規(guī)模全球第一，產品涉及鈷酸鋰、錳酸鋰和三元材料（NCM/NCA）等多種電池材料體系。
今年上半年，杉杉能源正極材料銷量超過1萬噸，實現(xiàn)收入24.37億元，同期實現(xiàn)凈利潤3.04億元，毛利率21.9%。
杉杉能源的產能正在快速擴充。在湖南和寧夏同時布局三個新的生產基地，位于寧夏石嘴山的年產7200噸高鎳三元及前驅體項目，已于今年3月起陸續(xù)投試產，位于長沙的10萬噸高能量密度鋰電池正極材料項目一期一階段建設也已完成，1萬噸產能已于上月末投產。
目前，杉杉能源正極材料的設計年產能已達到5.8萬噸。隨著新產能的陸續(xù)投產，預計到2020年，其總產能將達到12萬噸。
在眾多正極材料中，除了市場較為熟悉的鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰和三元材料（NCM/NCA）等材料體系，也有包括鎳錳酸鋰、富鋰錳基、檸檬-硫等更加“晦澀”的材料。
從3C鋰電池到動力鋰電池
起點研究的數(shù)據(jù)顯示，2017年全國正極材料產量約為21萬噸，同比增長31.25%。其中三元材料以58.38%的增速，成為2017年增長最快的正極材料，鈷酸鋰產量增速為28.94%。從產值來看，2017年國內正極材料產值413億，同比增長了98.56%。
根據(jù)IDC 數(shù)據(jù)，2018年上半年，數(shù)碼市場發(fā)展總體平穩(wěn)，全球智能手機出貨量約6.76億部，與去年同期下滑2%。與此同時，新能源汽車市場高速增長，根據(jù)中汽協(xié)數(shù)據(jù)，2018 年1-6月新能源汽車累計銷售41.2萬輛，同比增長111.6%，成為上游鋰離子電池材料增長的最主要動力。
“3C電池和動力電池在產品需求的側重點上略有差異，由于3C產品的體積限制，3C用電池更注重單位體量的高能量密度，而動力電池則更注重電池體系的高比能量。”李旭表示。
在鋰電池材料領域，日本和韓國一直走在世界最前列。幾年前，杉杉能源試圖通過與日本電池材料公司戶田工業(yè)株式會社（下稱戶田）成立合資公司，來快速提升技術水平和公司管理能力，但是這次合作最終僅維持了三年。戶田是日本排名第二的鋰電池正極材料生產商，在全球擁有約5%的市場份額。
“還是要有自己的技術積累，才能維持企業(yè)的長久發(fā)展。”李旭說，中南大學的研究團隊為杉杉能源帶來了大量科研資源和科研人才，極大的促進了公司的研發(fā)進展和技術積累。
作為研發(fā)參與者之一，李旭向界面記者介紹了杉杉能源自主研發(fā)的核心產品——4.45V高壓鈷酸鋰正極材料。
“如何在高電壓下保持材料的穩(wěn)定性是正極材料需要解決的核心問題”，李旭說，鋰電池在充放電過程中，鋰離子的不斷嵌入和脫出容易對電極材料晶體結構造成影響，在反復充放電時，電極材料表面的活性物質也會與電解液發(fā)生副反應并形成鈍化膜，進而影響電極材料甚至電池的性能。
杉杉能源的研發(fā)團隊通過自主研發(fā)的表面修飾、體相摻雜、顆粒搭配和特殊燒結工藝等多種技術工藝，制作出了4.45V高電壓鈷酸鋰產品。
該產品主要應用于高端3C領域?！迸c目前市場上普遍使用的4.35V和4.4V的產品相比，4.45V高電壓鈷酸鋰突出的優(yōu)勢在于電池容量的提高?！崩钚裾f，“電池容量的提升并不完全等同于手機待機時間的增加，也要考慮手機自身耗電量?！?
作為全球唯一一家具有4.45V高壓鈷酸鋰生產能力的企業(yè)，杉杉能源在該產品上的全球市場占有率100%，并且已經向國內外多家大型電池企業(yè)等企業(yè)實現(xiàn)小批量供貨。
隨著新能源汽車和動力電池行業(yè)的快速發(fā)展，應用于3C領域的電池正極材料仍是杉杉能源的主導產品，占比超過一半，但是動力電池使用的正極材料比重正在不斷上升。
另據(jù)鑫欏資訊數(shù)據(jù)，2018年上半年正極材料總產量為12.66萬噸，同比增長10%。在動力電池需求、及補貼政策和電池能量密度掛鉤等因素影響，三元材料市場需求量仍維持高速增長，同比增加29%。
工信部、發(fā)改委和科技部提出的《汽車產業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃》要求，到2020年，動力電池的單體比能量要達到300Wh/kg，因此高鎳電池成為材料企業(yè)和電池企業(yè)研發(fā)的重點。包括寧波金和、杉杉能源、當升科技、廈門鎢業(yè)等在內的諸多企業(yè)均開始布局。
在杉杉能源寧夏生產基地，用于制作高鎳811電池的正極材料也已經開始量產，容量達到200mAh/g。此外，當升科技和寧波金和已宣布量產。
起源于北京礦冶研究總院的課題組的當升科技，成立于2001年，主要從事鈷酸鋰、多元材料及錳酸鋰等小型鋰電、動力鋰電正極材料的研發(fā)、生產和銷售，2010年4月登陸創(chuàng)業(yè)板，當升科技的高鎳正極材料是國內出口份額最多的公司。
寧波金和同樣以鋰離子電池及材料為主業(yè)，產品包括鈷鹽及硫酸鈷、氯化鈷、碳酸鈷、鈷酸鋰、鎳鈷錳酸鋰、氫氧化鎳鈷錳等鋰離子電池正極材料。
在現(xiàn)階段，全球僅有個位數(shù)的公司實現(xiàn)了高鎳三元材料NCM622的量產，NCM811的研發(fā)和制備難度遠高于NCM622。國內多數(shù)公司的NCM622正極材料因為循環(huán)性能差、熱存儲穩(wěn)定性差等問題，仍不能用于高端動力鋰電池的生產。
鋰電材料行業(yè)面臨洗牌
隨著中國企業(yè)生產的電池材料性能的提升，相關材料的出口量也快速提升。杉杉能源、天津巴莫、當升科技和廈門鎢業(yè)等正極材料企業(yè)的客戶中已經出現(xiàn)了日本松下、韓國LG化學、三星SDI等電池巨頭。
作為少數(shù)同時向中、日、韓鋰電企業(yè)提供鋰電正極材料的供應商之一。當升科技現(xiàn)有產能約1.6萬噸，其中NCM811產能4000噸。今年上半年，該公司鋰電正極材料及其他材料業(yè)務實現(xiàn)營收15.60億元，同比增長103.44%，毛利率約為12.22%。與杉杉能源類似，當升科技也在針對2-3年后市場需要的產品和技術進行提前研發(fā)和布局。
在研究機構EVtank和鋰電世界的2018年中國鋰電池行業(yè)正極材料年度競爭力品牌榜單中，杉杉能源、廈門鎢業(yè)、寧波容百、當升科技、格林美分列前五位。
今年上半年，廈門鎢業(yè)正極材料出貨量為9600噸，截止2017年底，廈門鎢業(yè)正極材料產能達到2萬噸，2018年底將形成5萬噸產能。2022年，電池材料業(yè)務將形成四個材料生產基地和若干個回收基地，年產能達到10萬噸。
寧波容百現(xiàn)有三元材料產能1.7萬噸，單元前驅體產能1.7萬噸。
格林美目前正極材料產能也達到2萬噸產能，包括1.5萬噸NCM，5000噸鈷酸鋰，此外，該公司6萬噸三元前驅體產能也已經建成，其中包括2萬噸三元材料高鎳前驅體生產線。格林美董秘此前在與投資者交流時透露NCM高鎳前驅體已通過LGC認證，NCA前驅體已與ECOPRO建立穩(wěn)定供貨關系。新能源電池材料板塊占營業(yè)收入比重57.54%。
多位業(yè)內人士均向記者提到，一致性不足是造成中國動力電池企業(yè)水平與日韓企業(yè)存在差距的主要原因之一。提高一致性需要在生產工藝、設備，甚至是生產理念上進行提高。
在制造方面，中國企業(yè)自動化水平上仍與日韓企業(yè)存在較大差距，比亞迪電池事業(yè)群PMC經理張壽波曾公開表示，雖然在業(yè)內看來，鋰電池產業(yè)自動化程度的提升已經夠快了，但離消費者的需求還有差距。
“在新建每一個生產車間的過程中，我們都試圖在某一環(huán)節(jié)上提升智能制造水平”，李旭說，在杉杉能源寧夏石嘴山的生產車間，已經實現(xiàn)了無斷點的自動化生產，80%的設備來自國外進口?！靶枰倪M的地方還有很多，得一步一步走，慢慢積累。”
在杉杉能源寧鄉(xiāng)基地的智能制造2號車間，安置著一座六層高的裝置。原材料首先吊裝到第六層，由自動開包站投放物料；物料在第五層完成自動稱量后沿著流水線分別進入第四層的高速混合平臺、第三層的高速配料平臺以及第二層的除磁下料平臺；隨后，初步處理好的原材料將在第一層被裝到燒缽上，并被送往高溫窯爐。經過1000多攝氏度的高溫燒結，原材料將以半成品粉體的形式離開窯爐，在完成自動粉體處理、燒缽清理后，被送往下一個車間。而清理后的燒缽則通過傳送帶回到裝置的第一層，等待下一輪自動裝缽。
這是國內首家鋰電池正極材料智能制造數(shù)字化車間。其“萬噸高能量密度鋰電正極材料數(shù)字化車間”，入選工信部智能制造綜合標準化與新模式應用項目名單。
中國汽車技術研究中心有限公司2018年發(fā)布的《動力電池藍皮書》指出，隨著中國鋰電市場規(guī)模的擴大，鋰電裝備行業(yè)正朝著高精度、高安全性、標準化以及智能化的方向發(fā)展。智能制造可以提高電池企業(yè)的產品質量，提高制造安全性，降低生產成本，因此對提升動力電池企業(yè)的整體競爭力有著重要的意義。
李旭向記者解釋稱，一旦金屬異物粉塵顆粒數(shù)量超標，最終可能就會造成電池安全性等質量問題，“我們的材料磁性物質的控制要求是在25PPB級（PPB一般指濃度單位，十億分之一），即100噸產品，雜質含量不大于2.5克?！?
與電池制造領域三家龍頭企業(yè)包攬70%以上市場份額的高集中度相比，電池正極材料的行業(yè)集中度并不算高，排名前十的企業(yè)僅占到市場份額的50%左右。但是隨著電池行業(yè)的市場競爭日趨激烈，電池正極材料企業(yè)同樣面臨洗牌。
“目前中國正極材料企業(yè)已超過200家，做三元體系的約幾十家，但真正具備實力的僅有不到10家。”寧波金和鋰電營銷總監(jiān)趙凱公開表示。
