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释茹
5 years ago
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1 行业研究 / 深度研究化工 / 锂电池增持 / 首次评级有锂走遍天下锂电池材料深度研究报告分析师肖晖 SAC 执业证书编号 :S xiaohui@lhzq.com 联系人李辉 lihuiyjs@lhzq.com 我们认为未来 5-10 年电动汽车将逐渐走向成熟, 并由此成为锂电池的杀手级应用锂电池作为核心部件, 行业规模将有百倍以上的增长我们给予锂电池材料行业增持评级, 建议稳健型投资者, 优选电解液 ; 积极型投资者, 优选隔膜我们重点推荐佛塑股份新宙邦江苏国泰当升科技, 同时长期关注杉杉股份多氟多电动汽车的推广将带动锂电池相关材料需求爆发性增长作为刺激经济和节能减排的有效手段, 电动汽车成为各国政府政策扶持的重点, 锂电池电动汽车将成为未来主流综合技术产品盈利能力和需求增长幅度, 我们对各子行业排序如下 : 从技术成熟度考虑, 电解液 > 磷酸铁锂 = 六氟磷酸锂 > 隔膜 ; 从产品收益率考虑, 隔膜 > 六氟磷酸锂 > 磷酸铁锂 > 电解液 ; 从动力电池带来的需求增长空间考虑, 磷酸铁锂 > 隔膜 > 电解液 = 六氟磷酸锂钴酸锂仍旧占据正极材料大部分市场份额, 但增速会逐渐下降传统锂电池领域, 锰酸锂和三元材料将有较大发展空间, 而动力电池领域国内主要以发展磷酸铁锂为主目前磷酸铁锂主要难点在于提高产品一致性电解液对电解质六氟磷酸锂的纯度要求极高, 因此游离酸和杂质控制是生产六氟磷酸锂的关键, 具有氟化工经验的企业拥有一定优势目前国内市场主要被少数几家日本企业垄断, 江苏国泰和多氟多正在进行中试, 有望取得突破锂电池电解液的技术核心是配方, 进入壁垒相对较低, 主要考验公司的技术服务能力隔膜是锂电池材料中技术壁垒最高, 盈利也最高的目前国内仅 4 家能够生产普通锂电池隔膜, 进口依存度高达 80% 以上, 而干法工艺生产的动力电池隔膜, 国内还没能够实现国产化最近 52 周股价表现 50% 40% 30% 锂电池行业上证 A 股 20% 10% 0% -10% -20% May-10 Apr-10 Mar-10 Feb-10 Jan-10 Dec-09 Nov-09 Oct-09 Sep-09 Aug-09 Jul-09 Jun-09

2 目录电动汽车成为锂电池行业的蓝海... 3 电动汽车 : 各国政府给予厚望的新经济增长点... 3 各国的刺激政策... 3 中国的刺激政策... 4 锂电池成为电动汽车的首选... 6 我国锂电池行业发展空间... 7 数码产品带动锂电池需求快速增长... 8 汽车动力电池带动材料数倍增长... 8 谁能成为受益者... 9 技术含量高的核心材料更加受益... 9 企业需要有较强的技术突破能力正极材料 : 群雄并起, 中原逐鹿钴酸锂美人迟暮, 风韵犹存锰酸锂和三元材料的崛起磷酸铁锂 : 群雄并起, 中原逐鹿主要上市公司 : 当升科技杉杉股份中国宝安中信国安六氟磷酸锂的技术突围六氟磷酸锂高度垄断, 国产化道路艰辛发展趋势 : 期待新体系的出现主要上市公司 : 江苏国泰多氟多隔膜难, 难于上青天技术难度最大, 高度垄断未来发展方向 : 更薄更安全主要上市公司 : 佛塑股份电解液 : 技术服务能力的比拼定制化生产核心是配方工艺未来发展方向 : 添加剂研发主要上市公司 : 新宙邦江苏国泰杉杉股份投资建议

3 在各国政府的强力推动下, 我们认为未来 5-10 年电动汽车将逐渐走向成熟, 并由此成为锂电池的杀手级应用若电动汽车成为主流, 锂电池作为其核心部件, 行业规模将有百倍以上的增长因此, 锂电池相关材料都将面临巨大的发展空间作为锂电池生产大国, 我们建议投资者重点关注佛塑股份当升科技江苏国泰新宙邦, 同时长期关注杉杉股份多氟多电动汽车成为锂电池行业的蓝海电动汽车 : 各国政府给予厚望的新经济增长点节能减排刺激经济是各国热衷于电动汽车的主要原因汽车产业链作为有效缓解环境污染和能源衰竭的手段, 电动汽车已经逐渐成为世界各国经济舞台上的主角而金融危机之后, 全球经济处于缓慢复苏之中, 各国政府都在积极寻找新经济增长点, 刺激经济增长由于汽车产业对经济拉动作用明显, 电动汽车未来发展前景广阔, 因而成为各大国寻求新经济增长点的首选根据 IIT 报告预测,2020 年电动汽车产量将达到 1314 万辆, 是 2010 年的 5.5 倍其中, 插电式混合动力汽车产量将会增长 35 倍达到 140 万辆, 纯电动汽车产量将会达到 75 万辆, 增长 75 倍图 1 电动汽车产量将会爆发式增长 1600 千辆 PHEV EV HEV( 右轴 ) 资料来源 :IIT 华泰联合证券研究所各国的刺激政策双管齐下, 各国纷纷推出政策, 力推本国电动汽车产业发展为了加速本国电动汽车产业发展, 占领未来行业竞争的制高点, 西方各国纷纷推出电动汽车产业扶持政策, 加大在相关领域的研发投入从政策着力点考虑, 政策可包括 2 方面 : 供给端政策和需求端政策供给端政策主要是加大基础材料的研发投入, 加快充电站等相关配套设施建设和相关人员培训等需求端政策主要是购车补贴, 税收优惠, 政府采购电动车等措施 3

4 表 1 各国电动汽车扶持政策国家政策美国供给端 : 政府将投资 24 亿美元用于促进电池及其组件电动车及其组件以及配套基础设施的发展需求端 : 给予购买电动车的消费者美元的税收减免优惠 2012 年前, 美国联邦政府购车中一半是插电式混合动力汽车或电动汽车目标 :2015 年美国道路上行驶的插电式电动车达到 100 万辆法国供给端 : 总投资 20 亿欧元, 用于电池及相关组件的研发公共设施建设,2020 年建成 400 万个 ; 到 2012 年, 所有设有停车场的新建公寓街区必须连带设置汽车充电站需求端 :2012 年之前, 政府将对购买电动汽车提供 5000 欧元的补贴 ; 德国英国西班牙日本供给端 :2011 年之前将投入 5 亿欧元用于支持电动车的研发, 包括电动车推广电池研发以及循环利用充电设施建设等方面 ; 需求端 : 对购买电动车的消费者提供五年期的免税措施 ; 电动车购买补贴问题正在研究之中计划提供 1 亿英镑的资金用于支持电动车混合动力车和其他新能源车的发展计划到 2014 年, 路上行驶的电动车达到 1 百万辆供给端 :2009 和 2010 财年分别投资 30 亿日元大力支持新一代电池技术的基础研究 ; 分别投资 26 亿日元, 支持为了新一代电池应用而进行的技术开发 ; 分别投资 26 亿日元和 124 亿日元用于电动车和混合动力车充电站的建设 ; 需求端 : 报废车辆, 换购电动车将获得 25 万日元的补贴 ; 个人消费者购买电动车减免车辆购置税和重量税 ; 向地方政府提供补贴以弥补开发充电设备的成本 ; 资料来源 : 华泰联合证券研究所中国的刺激政策电动汽车对中国战略意义重大, 政府动作频频作为汽车生产和消费大国, 中国由于在传统汽车制造领域处于绝对落后, 因此政府非常重视电动汽车的研发, 希望借此实现跨越式发展, 缩小汽车这个支柱产业与世界先进水平的差距从近些年政府政策制定看, 对电动汽车的支持力度很大继 2009 年 1 月, 由科技部财政部发改委 4

5 工业和信息化部共同启动十城千辆工程之后,2010 年 6 月, 财政部科技部工业和信息化部国家发展改革委联合发布了关于开展私人购买新能源汽车补贴试点的通知, 备受关注的新能源汽车补贴实施细则正式出台实施细则确定在上海长春深圳杭州合肥等 5 个城市启动私人购买新能源汽车补贴试点工作, 政策明显倾向发展锂电池电动汽车, 对插电式混合动力乘用车及纯电动车每辆最高补贴 5 万和 6 万元, 对弱混电动车每辆仅补贴 3000 元表 2 国内电动汽车产业配套政策内容 (1) 科技部十城千辆计划 : 每年发展 10 个城市, 每个城市推出 1000 辆新型动力汽车开展示范运行, 涉及公交出租公务市政等领域, 将至少推广使用 6 万辆的节能与新能源汽车 ; (2)2009 年 9 月, 国家电网公司宣布其正在北京上海和其他大型城市建造电动车充电站, 市场推广政策每座充电站投资额为 25 万元人民币 ; (3) 科技部目前正在考虑建造可插入汽车充电的充电站, 而另一种是锂离子电池交换站, 汽车在此可将用尽的电池交换一块充满电的电池 ; (4)2009 年 10 月, 通用透露正与国家电网商讨合作, 以建立电动车充电平台 (1) 财政部补贴计划 : 在上海长春深圳杭州合肥等 5 个城市启动私人购买新能源汽车补贴试点工作, 政策明显倾向发展锂电池电动汽车, 对插电式混合动力乘用车及纯电动车每辆最高补贴 5 万和 6 万元, 对弱混电动车每辆仅补贴 3000 元 ; 经济优惠政策 (2) 将通过应用汽车消费者税等各种税费政策, 引导新型动力汽车消费 ; (3) 目前正在研究通过所得税减免进口税收优惠等政策, 支持企业加大对新能源汽车的投入和技术改造的力度 ; (4) 科技部会同重庆市政府将对长安杰勋混合动力汽车购买者提供每辆 2 万元的补贴 (1) 从 2008 年至 2012 年, 湖南省和株洲湘潭市每年共安排 4500 万元资金, 专项用于电动汽车产业的发展 ; (2) 国家电网公司正在加快建设电动汽车能源供给系统检测实验室, 为开展电动汽车能源供法律强制政策结给系统相关技术研究提供试验手段 ; 正在积极开展电动汽车供电系统充电系统和电池系合研发经费补助统等标准规范的研究和制订工作, 目前已经完成了公共能源供给系统标准体系第一批 6 套标准规范的起草工作 ; 此外还将开展电动汽车相关配套政策的研究, 为政府出台相关政策提供决策支持资料来源 : 华泰联合证券研究所供给端政策有待推出从现有政策看, 中国政府政策主要集中于对需求端进行补贴, 力度基本与美国持平, 在各国中位于较高水平, 体现政府对电动汽车产业的重视但针对供给端的政策, 目前仍有不足广阔的市场前景吸引大批资本进入, 在产业未成熟前竞争格局已经呈现混乱迹象, 不利于行业健康持续发展鉴于电动汽车和动力电池重要的战略意义, 我们认为中国应当借鉴美国和日本模式, 成立上下游共同参与的行业协会, 尽快出台行业标准, 规范行业竞争秩序, 引导资本合理投资同时, 对国内优势企业进行研发补贴, 组织力量对关键技术和工艺进行攻关, 抢占技术制高点 5

6 锂电池成为电动汽车的首选混合动力仅是过渡, 纯电动汽车是未来发展方向电动汽车的发展阶段主要分为三个阶段 : 混合动力汽车 ( 包括轻度混合和重度混合 ) 可插式油电混合汽车全电动汽车动力电池在这三个阶段都扮演着极为重要的角色, 是新能源汽车的芯由于材料性质决定, 目前镍氢电池的性能难以再大幅提高为了满足未来纯电动汽车对动力性能的更高要求, 锂离子电池将成为未来电动汽车发展的主要方向表 3 二次电池性能对比项目铅酸电池镍镉电池镍氢电池锂电池商业化时间 ( 年 ) 工作电压 2V 1.2V 1.2V V 能量密度 <30Wh/Kg 50Wh/Kg 60-80Wh/Kg Wh/Kg 循环寿命 300 次 1000 次 500 次 1000 次自放电率 4-5% 20-30% 30-35% <5% 记忆效应无有有无环保否否是是价格 <0.2$/Wh 0.5$/Wh 0.5-1$/Wh 0.3-1$/Wh 优点技术成熟价格低快速充电价格低循环寿命长快速充电放电功率高循环寿命长快速充电放电功率高能量密度大循环寿命长缺点能量密度低寿命短充电慢能量密度低有记忆效应镉环保问题高温性能差充放电效率低价格高安全性差资料来源 : 新宙邦招股说明书华泰联合证券研究所 6

图 2 拟上市电动汽车规划逐渐倾向锂电池车型已 / 拟上市电动汽车计划镍氢电池锂电池 100% 80% 60% 40% 20% 0% 8 17 9 13 10 1 2008 2009 2010 2011 及以后资料来源 :IIT 华泰联合证券研究所我国锂电池行业发展空间由于空间技术和移动通讯等领域的快速发展,

7 图 2 拟上市电动汽车规划逐渐倾向锂电池车型已 / 拟上市电动汽车计划镍氢电池锂电池 100% 80% 60% 40% 20% 0% 及以后资料来源 :IIT 华泰联合证券研究所我国锂电池行业发展空间由于空间技术和移动通讯等领域的快速发展, 人们对高储能电池的需求快速增长由于锂是所有金属中质量最小, 电极电位最低, 所以由锂组成的电池具有开路电压高高能量比和容量大的特点正极 :LiCoO 2 Li 1-x CoO 2 +xli + +xe - 负极 :xli + +xe - +6C LixC 6 放电则为逆过程图 3 锂离子电池工作原理资料来源 : 华泰联合证券研究所 7

8 数码产品带动锂电池需求快速增长凭借着优异的性能, 锂离子电池在消费电子领域的应用迅速普及笔记本和手机的迅速普及, 推动锂电池需求快速增长图 4 锂离子电池市场规模快速增长全球二次锂电池市场规模亿美元市场规模增速 % 12% 10% 8% 6% 4% 2% 0% 资料来源 : 中国电子元件协会华泰联合证券研究所目前锂电池的主要应用领域为笔记本电脑和手机 1998 年至今, 全球锂离子电池需求量持年均两位数以上的增长在全球新一代 3G 移动通讯技术互联网数字化娱乐便携设备逐步普及的情况下, 笔记本电脑手机上网本数码产品游戏机等消费电子领域的需求将继续保持旺盛的增长图 5 手机和笔记本是锂离子电池的主要消费领域二次锂电池应用领域电子产品 11.51% 电动工具 5.63% 其它 8.76% 笔记本电脑 29.03% 资料来源 : 华泰联合证券研究所手机 45.06% 汽车动力电池带动材料数倍增长电动汽车对锂电池材料消耗量相当于传统电池的上万倍由于电动汽车需要的是大功率电能, 因此实际使用过程中, 往往使用上千个电芯串联成电池组以保证能量的供应以日本尼桑公司 2010 年推出纯电动车型 LEAF 为例, 锂电池容量为 24kWh, 是标准手机电池容量的倍因此, 电动汽车对锂离子电池材料的需求很大据测算, 8

9 一台纯电动汽车需要公斤的正极材料和电解液, 是单个手机电池耗用量的一万倍左右表 4 动力电池容量与传统电池对比容量 (Wh) 对应电池数电动车混合动力笔记本手机资料来源 : 技术在线华泰联合证券研究所整理注 : 以标准电池为 8Wh 计算根据我们测算, 仅生产 100 万辆电动车所需的锂离子电池相关材料, 就将是目前全球锂电池材料总需求量的数倍因此, 电动汽车的推广将带动锂离子电池相关材料的需求呈现爆发性增长图 6 电动汽车带动锂电池材料爆发性增长资料来源 : 华泰联合证券研究所谁能成为受益者技术含量高的核心材料更加受益锂电池的市场将会爆发性增长, 已经无需置疑电动汽车产量的快速扩张必将带动对锂电池材料的需求锂电池主要由 4 部分构成, 即电极电解液隔膜和包装材料其中, 包装材料和石墨负极技术相对成熟, 成本占比不高锂离子电池的核心材料主要是正极材料电解液和隔膜其中, 正极材料是锂离子电池电化学性能的决定性因素 9

图 7 锂电池内部构成正极负极电解液隔膜资料来源 : 华泰联合证券研究所正极材料占锂电池成本的比例超过 40%, 是最主要的构成部分电解液和隔膜, 成本占比分别为 10% 和 20% 图 8 传统锂电池成本构成锂电池成本构成电解液 10% 其它 20% 隔膜 20% 负极 10% 正极材料 40% 资料来源 : 华泰联合证券研究所注 : 成本结构因电池型号而不同,

10 图 7 锂电池内部构成正极负极电解液隔膜资料来源 : 华泰联合证券研究所正极材料占锂电池成本的比例超过 40%, 是最主要的构成部分电解液和隔膜, 成本占比分别为 10% 和 20% 图 8 传统锂电池成本构成锂电池成本构成电解液 10% 其它 20% 隔膜 20% 负极 10% 正极材料 40% 资料来源 : 华泰联合证券研究所注 : 成本结构因电池型号而不同, 这里主要指传统型号由于目前锂电池核心材料仍处于研发阶段, 离大规模成熟应用于电动汽车仍有一定距离, 国内企业仍需要持续研发, 改进工艺, 以满足电动汽车对材料的更高要求综合技术产品盈利能力和需求增长幅度, 我们对各子行业排序如下 : 从技术成熟度考虑, 电解液 > 磷酸铁锂 = 六氟磷酸锂 > 隔膜电解液主要是复配技术, 技术最为成熟, 不存在新产品替代的风险, 风险因而最低 ; 与之相对, 磷酸铁锂的技术路线风险最高, 日韩企业基本采取三元材料和高端锰酸锂的技术路线另一方面, 国内磷酸铁锂的生产取得一定突破, 但一致性目前仍未得到有效解决, 国内绝大多数生产企业都还处于小量送样阶段, 未实现工业化量产 ; 六氟磷酸锂的技术路线风险相 10

11 对较低, 但产品要求严格, 工业化生产难度很高 ; 隔膜的难点不在合成而在于工艺, 国内相对落后的应用研究, 导致隔膜成为锂电池核心材料中, 国产化率最低, 也是生产难度最大的材料从产品收益率考虑, 隔膜 > 六氟磷酸锂 > 磷酸铁锂 > 电解液技术门槛的高低, 决定了产品盈利的高低因此, 佛塑股份的隔膜虽然质量落后于国际巨头, 定位中端, 仍然具有 60% 以上的毛利率而江苏国泰的电解液, 定位高端, 毛利率预计在 30%-40% 左右六氟磷酸锂和磷酸铁锂, 预计盈利能力介于两者之间从动力电池带来的需求增长幅度考虑, 磷酸铁锂 > 隔膜 > 电解液 = 六氟磷酸锂由于磷酸铁锂不能用于传统小型锂电池, 因此动力电池对其的需求拉动最为显著 ; 动力电池对隔膜安全性要求很高, 目前主要使用 3 层复合隔膜, 因此大大提升了隔膜的需求量而传统锂电池领域的约 1.5 亿平米左右的需求量, 决定了其需求弹性略低于磷酸铁锂 ; 六氟磷酸锂与电解液基本保持 1:10 的比例, 因此两者的需求弹性相同图 9 锂电池材料投资风险和收益对比收益隔膜六氟磷酸锂磷酸铁锂电解液风险资料来源 : 华泰联合证券研究所企业需要有较强的技术突破能力磷酸铁锂的一致性问题有待解决国内目前对于锂离子电池的研究, 大多数集中于正极材料各种正极材料都有各自的优缺点, 因此都需要通过工艺改进提高其性能目前, 通过掺混技术碳包覆纳米制程以及一些其它工艺, 改善正极材料的循环寿命提高电化学性能成为研究热点对企业而言, 掌握合成工艺仅仅是第一步, 大批量供货的情况下, 如何保证产品质量的批次稳定性是更为重要的环节由于磷酸铁锂对合成工艺条件的要求更为苛刻, 这就对企业从原料采购工艺控制现场管理产品检验等各方面都提出更高要求 11

12 表 5 锂电池材料研究和应用进展国际理论研究国际应用经验国内理论研究国内应用经验国内背景较好的企业正极较多较多最多较多较多负极较多较多较多较多较多电解质较少较少较少较少极少隔膜很少很少很少很少极少资料来源 : 华泰联合证券研究所六氟磷酸锂质量难控制, 合成难度高锂电池的电解质主要是六氟磷酸锂, 其生产的主要原料为无水氢氟酸和五氟化磷, 均为氟化工产品生产过程中, 反应流程长, 工艺条件严苛, 产品纯度要求高目前行业标准要求水分小于 30ppm, 游离酸小于 10ppm, 要求极为苛刻因此生产企业若没有重化工生产经验, 尤其是氟化工的技术积累, 很难做到稳定高效的生产出合格产品隔膜生产工艺极难掌握, 技术壁垒很高生产隔膜的原理并不复杂, 主要难点在于提高隔膜孔隙率降低隔膜厚度的同时还要保证隔膜的机械强度由于原理简单, 理论研究很少而生产工艺难度极高, 核心技术掌握在少数几家手中, 因此应用经验也很少正极材料 : 群雄并起, 中原逐鹿正极材料直接决定了电池的能量密度功率循环次数等关键指标, 对电池成本的影响也最显著目前, 锂电池生产商主要采用以下五种类型的正极材料表 6 各种锂电池正极材料的性能比较正极材料钴酸锂镍钴锰三元材料镍钴铝三元材料锰酸锂磷酸铁锂安全性低中低高高比能量比功率高较高高较高较高成本高低中等低低使用寿命 >500 >1000 >1000 >500 >1000 缺点成本高安全性低充放电时结构欠稳定安全性能欠佳循环寿命低电导率及振实密度低资料来源 : 华泰联合证券研究所钴酸锂美人迟暮, 风韵犹存钴酸锂 : 目前最成熟的, 唯一商品化的锂离子电池正极材料, 主要应用于手机笔记本电脑数码相机等便携式数码产品以及电动玩具等 12

13 优点 : 材料的加工性能很好, 密度高, 比容量相对较高, 材料的结构稳定, 循环性能好, 材料的电压平台较高且比较稳定缺点 : 价格昂贵容量几乎发挥到了极限资源紧缺安全性差未来方向 : 在传统锂离子电池领域, 镍钴锂和镍钴锰锂三元材料是最有希望代替钴酸锂的正极材料钴酸锂占比过半, 其它材料快速增长安全性差和过高的成本, 限制了其在动力电池领域的大规模应用传统电池领域, 钴酸锂也面临成本更低的三元材料和锰酸锂的挑战由于钴酸锂工艺成熟, 基数较大, 因此未来数年内仍将占有正极材料大部分市场份额根据 IIT 报告的预测, 到 2012 年, 全球对正极材料的需求量约为 7.67 万吨, 其中钴酸锂需求量约 3 万吨, 占比约 40%, 仍旧是第一大消费品种 09 年到 2012 年, 钴酸锂复合增长率 9.32%, 多元材料复合增长率 37.05%, 锰酸锂复合增长率 79.56%, 磷酸铁锂复合增长率 % 磷酸铁锂和锰酸锂的增速明显高于其它产品, 主要得益于其在动力电池中的应用图 10 钴酸锂占比过半, 其它材料快速发展世界正极材料产量吨钴酸锂多元材料锰酸锂磷酸铁锂其它 E 2011E 资料来源 : 当升科技招股说明书华泰联合证券研究所锰酸锂和三元材料的崛起锰酸锂是除钴酸锂外研究最早的正极材料, 适合于电动工具矿灯电池和手机电池等对容量要求不高的领域优点 : 安全性较高, 尤其是高温下的稳定性较好电解锰目前价格仅 1.8 万元, 具有明显成本优势缺点 : 比容量较低, 高温循环性能目前还没有得到较好的解决, 未来方向 : 小型锂电池市场, 日本研发的高端锰酸锂材料可用于动力电池镍钴锰三元材料同样也是非常有前途的正极材料, 有望在小型锂电池领域替代钴酸锂优点 : 高容量的正极材料, 比容量可以达到 180mAh/g 以上, 安全性较好, 成本 13

14 低, 与电解液的相容性好, 循环性能优异, 缺点 : 合成困难合成条件苛刻合成材料的稳定性差 ; 电压平台相对较低, 只有 3.55v 左右 ; 密度相对较低 ; 充电电压较高, 达到了 4.5v 左右未来方向 : 主要是小型锂离子电池市场, 也有望进入动力电池市场磷酸铁锂 : 群雄并起, 中原逐鹿磷铁酸锂材料是最近两年才快速发展起来的正极材料, 其低廉的价格, 较高的安全性能, 较好的结构稳定性, 优越的循环性能使得其作为动力电池和备用电源领域有广阔的应用前景高安全性和热稳定性是磷酸铁锂的突出优点在针刺和挤压实验中, 磷酸铁锂电池不发热不冒烟不起火在过充实验中, 将电池过充到 4.5V, 过放至 0V, 电池循环 100 次, 外观无任何异常, 容量保持率达到 84%, 表现堪称优异对于动力电池领域, 安全性是首要考虑的因素正是凭借磷酸铁锂在安全性方面的优势, 基本确立了其现阶段汽车动力锂电池的正极材料首选的地位磷酸铁锂的主要缺点是振实密度低, 体积比容量低, 电导率低, 低温放电性能差, 倍率放电差等问题其中, 振实密度和体积比容量低对动力电池来说, 问题并不严重目前, 磷酸铁锂已经成为我国动力锂电池行业的主流选择, 比亚迪的电动汽车正是采用这种材料全球供给高度集中由于磷酸铁锂能量密度较低, 需要采用碳包覆等技术对其进行改性, 提高了磷酸铁锂的生产难度和成本目前, 国际上磷酸铁锂的生产商主要有美国的 A123 Valence 和加拿大的 phostech 公司据估计,A123 和威能公司产能合计约 1000 吨,phostech 公司产能约 750 吨由于 A123 和威能的磷酸铁锂全部自用, 不对外销售原料, 因此国内磷酸铁锂的供应主要靠 phostech 天津斯特兰公司和北大先行等极少数几家 phostech 天津斯特兰产能均为 500 吨, 北大先行宣称产能 2000 吨, 实际产量大大低于产能国内市场群雄并起, 行业格局有待规范合成难度大, 产品供不应求, 导致全球磷酸铁锂价格居高不下磷酸铁锂目前国内厂家的产品一般在万 / 吨, 美国 A123 系统公司和 Valence 公司报价在万 / 吨目前, 由于磷酸铁锂尚处于市场导入期, 前期研发和市场开拓费用较高, 行业内公司, 无论是国际巨头如 A123 和 valence 还是国内企业如天津斯特兰和北大先行, 普遍亏损磷酸铁锂未来广阔的前景, 吸引众多资本热情投入据粗略统计, 国内目前从事磷酸铁锂合成的公司多达 100 家左右由于正极材料规模效应显著, 未来行业必将进行整合, 仅有少数技术和产品质量领先的公司能够笑到最后 14

15 表 7 国内主要正极材料生产厂商产能( 吨 / 年 ) 公司钴酸锂锰酸锂三元材料磷酸铁锂天津斯特兰 2000 北大先行合肥国轩 500 新乡华鑫深圳天骄北京锂先锋 200 烟台卓能 200 盟固锂当升科技湖南杉杉资料来源 : 清科投资咨询华泰联合证券研究所磷酸铁锂的一致性仍需提高国内在磷酸铁锂的合成方面已经取得长足的进步部分厂商的产品甚至已经超过台湾和国外产品, 遗憾的是产品的批次一致性较差与传统的手机电池和笔记本电池不同, 汽车动力电池由数百个电池单体组成, 一致性较差意味着电池组的稳定性较差, 势必影响锂电池组的循环寿命解决了一致性问题之后, 国内公司有望成为供应市场的主力主要上市公司 : 当升科技杉杉股份中国宝安中信国安当升科技是上市公司中唯一专注于正极材料的龙头企业公司现有 3900 吨钴酸锂产能, 三元材料 200 吨产能, 锰酸锂产能 300 吨产能, 综合产能稳居国内第一公司的优势在于渠道成熟, 高温固相合成技术领先国际前 6 大锂电巨头中拥有 5 家客户, 产品出口量位居国内第一与国际锂电池巨头的紧密合作, 保证了公司能够紧跟下游行业的研发方向固相合成技术行业内领先, 产品质量和成本均有明显的竞争优势杉杉股份是国内产业链最为完整的上市公司公司现有钴酸锂产能 4000 吨, 负极材料 1500 吨, 电解液产能 3500 吨通过与拥有锂电池正极材料高端技术的户田工业和拥有全球化市场网络的伊藤忠开展合作, 公司有望巩固和提高在正极材料行业的领先地位中国宝安是负极材料的绝对龙头公司旗下的贝特瑞公司拥有 6000 吨的负极材料产能, 位列全球第二, 国内第一同时, 贝特瑞公司拥有 1500 吨磷酸铁锂产能, 深圳天骄公司拥有 1000 吨三元材料产能, 产能规模均居行业前列中信国安是具有资源优势的国内动力电池领域的先行者公司拥有西台吉乃尔盐湖的采矿权,2.5 万吨碳酸锂产能奠定了公司的成本优势, 另有 500 吨锰酸锂和 1500 吨钴酸锂产能旗下盟固利公司是国内锰酸锂的龙头企业, 也是国内唯一大规模生产动力锂离子电池的厂家锰酸锂动力电池应用于北京奥运会和上海世博会, 获得好评 15

16 六氟磷酸锂的技术突围六氟磷酸锂高度垄断, 国产化道路艰辛电解液主要原材料为六氟磷酸锂, 占电解液成本的 50% 左右, 其生产成本为 10 万元 / 吨, 售价为 40 万元 / 吨, 毛利率高达 75% 六氟磷酸锂合成难度较高, 整个生产过程涉及高温低温真空高压腐蚀性强易燃易爆和剧毒化学品, 对设备和人员要求高工艺难度极大森田化工在张家港的建设年产 300 吨六氟磷酸锂的工厂, 照搬日本工厂的成熟设备和工艺, 仍然历时 3 年才稳定达产, 可见工艺难度之高难点在于杂质控制电解液对六氟磷酸锂的纯度要求极高, 行业标准要求水分小于 30ppm, 游离酸小于 10ppm 由于六氟磷酸锂本身具有吸潮性, 因此高纯原料的获取和生产过程中杂质控制和产品提纯都是关键因素较高的技术门槛, 导致极高的市场集中度, 市场主要被关东电化学工业 STELLA 森田化学等几家日本企业垄断国内目前仅有天津金牛能实现工业化生产, 产量约 80 吨, 产品全部自用不对外销售江苏国泰和多氟多正在进行中试生产表 8 氟磷酸锂主要生产企业公司名称产能 ( 吨 / 年 ) 下游客户森田化学 600 三菱关东电化 800 宇部 STELLA 1000 三菱三井富山药业天津金牛 80 自用江苏国泰 60 中试阶段多氟多 200 中试阶段资料来源 : 华泰联合证券研究所发展趋势 : 期待新体系的出现长期看, 新电解质体系的开发将是大势所趋六氟磷酸锂材料的热稳定性较差, 从 60 开始就有少量分解, 在较高温度或恶劣的环境下, 分解的比例大大增加, 产生氢氟酸等游离酸, 会使电解液酸化, 最终导致电极材料的损坏以及电池性能的急剧恶化同时六氟磷酸锂易潮解, 而水分是电解液的大敌近些年, 草酸硼酸锂盐在电解液中的应用逐渐引起关注用草酸硼酸锂盐配制成的电解液有抗过充阻燃等功能, 形成的 SEI 膜非常稳定, 满足动力电池高安全性的要求更长远看, 聚合物锂电池可能成为锂电池未来的发展方向由于用固体电解质代替了液体电解质, 与液态锂离子电池相比, 聚合物锂离子电池具有可薄形化任意面积化与任意形状化等优点, 也不会产生漏液与燃烧爆炸等安全上的问题, 因此外壳材质可以更轻, 从而可以提高整个电池的比容量此外, 聚合物锂离子电池在工作电压充放电循环寿命等方面都比普通锂离子电池有所提高主要上市公司 : 江苏国泰多氟多江苏国泰是国内锂电池电解液的行业排头兵江苏国泰旗下亚源化工拥有 300 吨六氟 16

17 磷酸锂中试生产线, 预计将于 6 月份进行中试公司生产六氟磷酸锂具备后向一体化优势, 电解液行业经验丰富, 六氟磷酸锂不存在销售问题多氟多是国内规模最大的无机氟化工企业公司生产六氟磷酸锂的优势在于前向一体化, 六氟磷酸锂的主要原料无水氢氟酸, 公司能够自给公司具有多年氟化工生产经验, 将有助于公司六氟磷酸锂项目成功投产隔膜难, 难于上青天技术难度最大, 高度垄断隔膜生产难度最高, 盈利最丰厚在锂电池中主要作用是防止正负极短路, 同时在充放电过程中提供离子运输的电通道由于锂离子电池具有工作电压高, 隔膜材料与高电化学活性的正负极材料应具备优良的相容性, 同时还应具备优良的稳定性耐溶剂性离子导电性电子绝缘性较好的机械强度较高的耐热性及熔断隔离性满足锂电池的特殊需求的同时, 还要满足制膜工艺的可行性, 涉及多学科领域, 因此隔膜研发进展缓慢目前一般采用聚丙烯聚乙烯单层微孔膜, 以及由两者复合制成多层微孔膜作为隔膜以聚丙烯为例, 原料成本仅 8 千元 / 吨, 而加工制成隔膜后, 价格可达 300 万元 / 吨, 升值数百倍干法湿法各有千秋, 动力电池还看干法目前聚烯烃隔膜的主要生产工艺可分为干法和湿法工艺干法工艺又可以细分为单向拉伸工艺和双向拉伸工艺目前动力电池隔膜往往使用厚度在 40 微米以上 PE 与 PP 多层复合的隔膜, 只能使用干法工艺生产表 9 锂电池隔膜生产工艺对比干法湿法生产方式单向拉升双向拉升工艺原理晶片分离晶型转换热致相分离工艺特点设备复杂, 精度要求高, 投资大, 工艺复杂, 控制难度高, 污染小设备复杂, 投资大, 需要成孔剂辅助成孔设备复杂, 投资大, 工艺复杂, 成本高, 能耗大产品特点微孔尺寸和分布均匀, 导通性好, 能生产单层和多层隔膜微孔尺寸和分布均匀, 质量稳定性差, 目前只能生产较厚规格 PP 膜微孔尺寸和分布均匀, 适宜生产较薄产品厂商 Celgard 宇部星源材质新乡格瑞恩新时科技旭化成东燃 Entek 佛塑金辉资料来源 : 华泰联合证券研究所湿法工艺的主要原理是利用高聚物与某些高沸点的小分子化合物在较高温度 ( 一般高于聚合物的熔化温度 ) 时, 形成均相溶液, 降低温度又发生固一液或液一液相分离拉伸后除去低分子物, 制成微孔膜材料湿法工艺的优点在于可以较好的控制孔径和孔隙率, 缺点是需要使用溶剂, 产生污染并提高了成本干法工艺的主要原理是将聚烯烃树脂熔融挤压吹制成结晶性高分子薄膜, 经过结晶化热处理退火后得到高度取向的薄膜取向薄膜在低温下进行拉伸形成微缺陷, 17

18 然后高温下使缺陷拉开形成微孔干法工艺的优点是工艺相对简单, 但缺点是孔径和孔隙率较难控制图 11 全球隔膜产能高度集中全球隔膜产能分布 Celgard 25.6% SK ENTEK 5.5% 4.0% 旭化成 30.8% 住友 1.1% 宇部 8.1% 东燃 24.9% 资料来源 : 锂离子电池隔膜材料市场简析华泰联合证券研究所锂电池隔膜供给高度集中, 严重依赖进口隔膜的主要技术掌握在少数企业手中, 集中度很高国外的隔膜生产主要集中在美国的 celgard 公司和日本的旭化成东燃和宇部由于技术壁垒较高, 投资风险大, 国内企业的投资热情并不高国内能够生产锂电池隔膜的, 仅有佛山金辉高科 ( 佛塑股份的子公司 ) 新乡格瑞恩桂林新时代和深圳星源材质 4 家公司, 产品质量与国外同类相比, 仍存在较大差距其中, 佛山金辉的产品质量相对较好, 供应中低端市场国内中高端市场, 主要由东燃旭化成和 celgard 公司垄断根据国内锂离子电池产量估算, 国内隔膜的年需求量约 2 亿平米左右国内龙头佛山金辉的产量仅 1200 万平米, 即使考虑其它几家公司有限的产量, 供给也远低于需求佛山金辉的产品虽然主要用于中低端市场, 毛利率仍然高达 60% 以上未来发展方向 : 更薄更安全锂离子电池隔膜的发展, 是随着电池需求的不断变化而不断发展的从需求看, 锂电池正朝着更安全和更轻薄两个方向发展数码产品电池方面, 为迎合美观和便携的需求, 未来的锂电池将朝着小型化方向发展为追求单位体积下的高能量, 锂电池隔膜当然需要越薄越好与此同时, 要保证隔膜的机械强度和吸液性能动力电池领域, 大功率恶劣工况的使用条件下, 锂电池安全性尤为重要因此, 动力电池隔膜往往使用厚度在 40 微米以上 PE 与 PP 多层复合的隔膜, 以获得良好的机械性能热关断性能和热稳定性德固萨公司结合有机物的柔韧和无机物热稳定性好的特点, 制备出有机底膜和无机涂层复合的锂离子电池隔膜, 为解决动力电池安全性提供了一个可行的解决方案, 有望成为未来的重点发展方向主要上市公司 : 佛塑股份佛塑股份下属金辉高科公司现有隔膜产能 1200 万平米 / 年,2011 年新产能投产后, 18

公司隔膜产能将达约 5700 万平米 / 年, 稳居行业第一公司优势在于拥有行业内领先的薄膜拉伸技术, 产品质量稳定, 收率较高公司渠道优势明显, 行业内最早实现隔膜工业化生产, 与比亚迪的合作提升了公司未来的销售和研发优势电解液 : 技术服务能力的比拼电解液是锂电池的关键材料之一, 是锂电池的血液, 是锂电池获得高电压高比能量等优点的保证锂电池产业的发展, 离不开电解液材料的研究

19 公司隔膜产能将达约 5700 万平米 / 年, 稳居行业第一公司优势在于拥有行业内领先的薄膜拉伸技术, 产品质量稳定, 收率较高公司渠道优势明显, 行业内最早实现隔膜工业化生产, 与比亚迪的合作提升了公司未来的销售和研发优势电解液 : 技术服务能力的比拼电解液是锂电池的关键材料之一, 是锂电池的血液, 是锂电池获得高电压高比能量等优点的保证锂电池产业的发展, 离不开电解液材料的研究相比正极材料的技术路线风险, 至少中短期内, 锂电池电解液基本形成了由六氟磷酸锂为电解质的电解液体系由于电解质体系相对稳定, 传统锂电池电解液和动力电池用电解液的区别在于添加剂表 10 电解液材料组成溶剂碳酸丙烯酯 PC 碳酸乙烯酯 EC 碳酸二甲酯 DEC 甲酯 1,4 丁丙酯 GBL 溶质 LiPF 6 LiBF 4 LiClO 4 LiAsF 6 LiCF 3 SO 3 添加剂阻燃添加剂导电添加剂成膜添加剂耐过充过放添加剂耐高低温添加剂资料来源 : 华泰联合证券研究所定制化生产核心是配方工艺由于锂电池种类及性能的差异, 对电解液的要求不尽相同, 因此锂电池电解液行业属于定制化生产与其它锂电池材料不同, 电解液生产具有多批次小批量的特点, 对企业生产管理水平和销售技术服务能力要求较高电解液的核心是配方技术, 并且需要与下游客户协同开发, 因而形成较为稳定的合作关系因此, 质量领先, 渠道成熟的公司将具有一定的先发优势图 12 电解液研发和生产流程资料来源 : 华泰联合证券研究所 19

20 目前国内从事锂电池电解液的生产企业主要有江苏国泰杉杉股份赛纬电子天津金牛新宙邦广州天赐等 10 余家其中, 江苏国泰珠海赛纬电子定位高端市场, 其他企业集中于中低端市场表 11 国内电解液主要生产企业年产能企业名称市场占有率 ( 吨 / 年 ) 备注张家港国泰华荣 % 江苏国泰下属子公司, 主要面对中高端客户东莞杉杉 % 主要销售给东莞 ATL 公司珠海赛纬电子 % 主要面向高端客户天津金牛 % 价格相对便宜, 自产六氟磷酸锂, 主要面对中低端福禄 ( 苏州 ) % 外资企业, 主要面对高端客户新宙邦 % 主要集中于华南市场广州天赐 % 主要面对中端客户资料来源 : 华泰联合证券研究所未来发展方向 : 添加剂研发目前电解液的研究主要集中于添加剂研发电解液的添加剂类型主要有阻燃添加剂导电添加剂成膜添加剂耐过充过放添加剂耐高低温添加剂等为了提高电池性能符合动力电池的特殊要求, 电解液生产企业迫切需要加大在添加剂的研究为了满足锂离子电池产业未来发展的需要, 必须开发出高安全性高环境适应性的动力电池电解液材料主要应从电解液的溶剂溶质和添加剂的选择上进行考量 : 1 尽量选择工作温度范围宽的溶剂, 溶剂的熔点最好能在 -40 以下, 沸点最好在 150 以上或更高, 电化学窗口宽的溶剂能更好地防止在荷电状态下的电解液的氧化还原反应, 同时可以提高电池的循环稳定性比如可以考虑使用离子液体新型溶剂多组分溶剂等, 从而解决动力电池的安全性和环境适应性 2 选择合适的溶质, 提高电池的环境适应性 3 添加适量的阻燃添加剂氧化还原穿梭添加剂保护正负极成膜添加剂等采用阻燃添加剂可以确保电池内部热失控时, 电解液不会燃烧起火, 使电池安全性得以保证采用氧化还原穿梭添加剂的作用是, 防止当电池尤其是动力电池组由于在使用过程中出现异常的状况, 单体电池会经常性过充或过放, 从而导致电池性能的迅速恶化, 进而影响整组电池的性能和使用, 甚至带来安全隐患的发生采用正负极成膜添加剂的作用是可以有效地保护正负极材料在充电状态下与电解液的接触反应, 通过成膜的形式, 将高度活性的正负极与电解液隔离开来, 从而防止电解液在电极表面的反应主要上市公司 : 新宙邦江苏国泰杉杉股份新宙邦是唯一专注于电解液生产的上市公司产品从传统铝电容电解液到锂电池电解 20

21 液, 再到高端的超级电容电解液和固态导电高分子材料, 拥有合理的产品梯队现有 2000 吨锂电池电解液产能, 行业排名第三, 公司优势在于华南市场的区位优势, 响应速度快江苏国泰是国内锂电池电解液的行业排头兵江苏国泰旗下的华荣化工拥有 5000 吨的锂电池电解液产能, 先发优势带来较高的国内市场占有率 (40% 左右 ) 和较高的品牌认知度公司是国内唯一具有出口资质的锂电池电解液生产企业, 产品质量行业内领先, 定位于中高端公司目前六氟磷酸锂项目正在中试, 一旦取得突破, 成本优势将更加突出杉杉股份是锂电池电解液的行业第二, 现有产能 3500 吨, 产品定位中高端公司主要客户是东莞的新能源科技有限公司投资建议由于目前锂电池核心材料仍处于研发阶段, 离大规模成熟应用于电动汽车仍有一定距离, 国内企业仍需要持续研发, 改进工艺, 以满足电动汽车对材料的更高要求但是上有国家政府大力扶持, 下有行业旺盛需求支撑, 行业内又有大量人力物力以及资金的持续投入, 我们认为相关材料的国产化将是大势所趋综合风险和盈利, 我们认为追求稳健的投资者, 可以投资电解液追求高回报的, 优选投资隔膜其次是六氟磷酸锂和磷酸铁锂我们建议, 锂电池行业的投资应当精选个股并进行组合投资以降低风险个股选择上, 建议优选技术领先, 行业积累深厚, 渠道成熟的公司, 我们建议重点关注佛塑股份当升科技江苏国泰新宙邦, 同时长期关注杉杉股份多氟多表 12 国内外锂电池材料重点公司估值对比( 收盘价 ) PE 收入公司 PB ( 百万美元 ) 国际正极材料公司市值 ( 百万美元 ) A123 / / / Valence / / / 户田工业三菱化学日立化学国际六氟磷酸锂公司 STELLA 关东电化国际隔膜公司 celgard 宇部

22 旭化成东燃 / 国际电解液电解液三井化学 / 第一毛织 PE 公司国内正极材料公司 PB 收入 ( 百万元 ) 市值 ( 百万元 ) 当升科技杉杉股份中信国安中国宝安澄星股份国内六氟磷酸锂公司多氟多 / 江苏国泰国内隔膜公司佛塑股份国内电解液公司新宙邦杉杉股份华芳纺织 / 资料来源 : 彭博华泰联合证券研究所 22

23 华泰联合证券评级标准 : 时间段报告发布之日起 6 个月内基准市场指数沪深 300( 以下简称基准 ) 股票评级买入股价超越基准 20% 以上增持股价超越基准 10%-20% 中性股价相对基准波动在 ±10% 之间减持股价弱于基准 10%-20% 卖出股价弱于基准 20% 以上行业评级增持行业股票指数超越基准中性行业股票指数基本与基准持平减持行业股票指数明显弱于基准免责申明本研究报告仅供华泰联合证券有限责任公司 ( 以下简称华泰联合证券 ) 客户内部交流使用本报告是基于我们认为可靠且已公开的信息, 我们力求但不保证这些信息的准确性和完整性, 也不保证文中观点或陈述不会发生任何变更我们会适时更新我们的研究, 但可能会因某些规定而无法做到本报告所载信息均为个人观点, 并不构成所涉及证券的个人投资建议, 也未考虑到个别客户特殊的投资目标财务状况或需求客户应考虑本报告中的任何意见或建议是否符合其特定状况本文中提及的投资价格和价值以及这些投资带来的收入可能会波动某些交易, 包括牵涉期货期权及其它衍生工具的交易, 有很大的风险, 可能并不适合所有投资者华泰联合证券是一家覆盖证券经纪投资银行投资管理和证券咨询等多项业务的全国性综合类证券公司我公司可能会持有报告中提及公司所发行的证券头寸并进行交易, 还可能为这些公司提供或争取提供投资银行财务顾问或金融产品等相关服务我们的研究报告主要以电子版形式分发, 间或也会辅以印刷品形式分发我们向所有客户同时分发电子版研究报告版权所有 2010 年华泰联合证券有限责任公司研究所未经书面授权, 本研究报告的任何部分均不得以任何形式复制转发或公开传播如欲引用或转载本文内容, 务必联络华泰联合证券研究所客户服务部, 并需注明出处为华泰联合证券研究所, 且不得对本文进行有悖原意的引用和删改深圳深圳市福田区深南大道 4011 号香港中旅大厦 25 层邮政编码 : 电话 : 传真 : 电子邮件 :lzrd@lhzq.com 上海上海浦东银城中路 68 号时代金融中心 45 层邮政编码 : 电话 : 传真 : 电子邮件 :lzrd@lhzq.com

行业研究证券行业周报 1 1. 行业一周走势上周 (214.3.3-214.3.7, 下同 ) 沪深 3 下降.49%, 券商行业下降 2.36%, 跑输大盘上市券商中太平洋上涨 1.2%, 涨幅最大 ; 广发证券

行业研究证券行业周报 1 1. 行业一周走势上周 (214.3.3-214.3.7, 下同 ) 沪深 3 下降.49%, 券商行业下降 2.36%, 跑输大盘上市券商中太平洋上涨 1.2%, 涨幅最大 ; 广发证券市场表现增持维持 4% 券商沪深 3 3% 行业研究国金证券手机版佣金宝上线证券行业周报 (214.3.3-214.3.7) 证券研究报告证券信托行业 214 年 3 月 1 日 2% 1% % -1% -2% -3% 11-8 11-1 11-12 12-2 12-4 12-6 12-8 12-1 12-12 13-2