行业研究 全球环保研究网 东兴证券股份有限公司证券研究报告 动力锂电腾巨浪, 产业升级显神通 电力设备与新能源行业深度报告 投资摘要 : 国内新能源汽车产业进入健康高速发展通道, 我们判断 216 年销量将为 4 万辆, 同比增长 41%, 经测算 22 年销量将达 144 万辆, 十三五 期间合计增量 457.3 万辆, 期间年复合增速 38% 受益于新能源汽车的快速增长, 作为最核心部件的动力锂电池的需求也将迎来爆发, 经测算得到 5 年内增量需求合计 233.4GWh, 对应市场规模 3268 亿元, 期间年复合增速 4% 针对动力锂电产业链的关键子行业, 我们分别测算出 十三五 期间的增量需求合计 对应的市场规模 年复合增速如下 : 三元正极, 增量合计 121.6GWh, 市场规模 456 亿元, 年复合增速 68% 负极, 增量合计 32.7 万吨, 市场规模 163 亿元, 年复合增速 4%; 铜箔, 增量合计 21 万吨, 市场规模 158 亿元, 年复合增速 4%; 电解液, 增量合计 35 万吨, 市场规模 169 亿元, 年复合增速 4%; 隔膜, 增量合计 42 万平米, 市场规模 21 亿元, 年复合增速 4%; 铝塑膜, 增量合计 3.34 亿平米, 市场规模 117 亿元, 年复合增速 97% 基于对动力锂电全产业链的分析, 我们强烈看好其中的四类细分领域 : (1) 三元正极 : 已成正极发展趋势, 渗透率提升, 前景广阔 ; (2) 锂电铜箔 电解液添加剂 : 高门槛 高利润 龙头企业稀缺 ; (3) 高端隔膜 软包铝塑膜 : 进口替代空间巨大, 渗透率提升 ; (4) 硅碳 石墨烯负极 : 前者特斯拉已开始采用, 后者国内应用势头已现 投资策略 : 紧跟龙头, 锁定各环节制高点, 紧盯外延发展 跨界并购 高增值企业 重点关注企业 : 长信科技与澳洋顺昌 ( 布局三元动力锂电, 未来龙头 ) 融捷股份 ( 锂电设备业务快速发展 ) 长园集团( 电解液添加剂稀缺性龙头 ) 新纶科技 ( 收购日企铝塑膜业务成功布局软包铝塑膜 ) 风险提示 : 新能源汽车行业发展不及预期, 新技术产业化不及预期 行业重点公司盈利预测与评级 简称 EPS( 元 ) PE 15A 16E 17E 15A 16E 17E PB 评级 长信科技.21.37.58 75 43 27 5.1 强烈推荐 澳洋顺昌.25.34.43 43 32 25 5.3 强烈推荐 融捷股份.6.24.56 46 115 5 9.8 强烈推荐 长园集团.51.59.74 27 24 19 3.3 强烈推荐 新纶科技 -.2.2.4-69 99 49 4.9 强烈推荐 郑闵钢 216 年 1 月 12 日看好 / 首次电力设备与新能源深度报告 1-6655431 zhengmgdxs@hotmail.com 执业证书编号 : 王革 S148511212 1-6655443 wangge@dxzq.net.cn 史鑫 1-655444 shixin@dxzq.net.cn 林劼 1-6655434 linjie_@dxzq.net.cn 行业基本资料占比 % 股票家数 133 4.54% 重点公司家数 - - 行业市值 1681.39 亿元 3.9% 流通市值 11797.15 亿元 3.8% 行业平均市盈率 52.7 / 市场平均市盈率 22.17 / 行业指数走势图 3.% 2.% 1.%.% -1.% -2.% -3.% 沪深 3 1-13 12-13 2-13 4-13 6-13 8-13 资料来源 :wind, 东兴证券研究所 电力设备
P2 目录 1. 动力锂电池受益于新能源汽车持续高速发展... 5 1.1 政策大力支持新能源汽车, 锂电风口转向动力电池... 5 1.2 动力电池到 22 年需求量将翻五倍... 6 1.3 锂离子电池产业链丰富... 8 2. 正极材料 : 三元将成主流, 高镍是趋势...12 2.1 高能量密度 基因 决定三元必成主流...12 2.2 国内三元 219 年占比将过半, 未来制高点在高镍...15 2.3 三元电池需求带动上游锂 钴 镍 锰...19 3. 负极材料 : 石墨短期不可替代, 硅碳产业化已经开始...23 3.1 石墨目前是主流, 硅碳和石墨烯应用已经开启...23 3.2 动力锂电铜箔利润高...26 4. 电解液 : 产能顺势扩张, 制高点还看配方和添加剂...28 4.1 国内产能顺势扩张,217 年释放后将致价格回落...28 4.2 未来竞争聚焦制高点 : 配方和添加剂...31 5. 隔膜 : 中低端过剩引来洗牌, 高端技术符合未来需求...31 5.1 中低端面临洗牌, 高端进口替代是大趋势...31 5.2 湿法 + 涂覆改性是未来趋势...34 6. 封装 : 三种封装长期共存, 看好大单体软包...35 6.1 圆柱 方形 软包性能各异...35 6.2 软包份额将逐渐增大, 动力铝塑膜将迎强势增长...36 7. 投资策略 : 紧抓产业链龙头, 关注制高点格局变动...37 7.1 动力锂电产业链各个环节对应的公司...37 7.2 重点公司...38 表格目录 表 1: 十三五 规划进一步提升对新能源汽车的重视度... 5 表 2: 216 年 -22 年乘用车国家补贴政策... 6 表 3: 国内外主流材料厂商... 11 表 4: 不同正极材料锂电池性能对比...13 表 5: 214-216 年上市国产电动汽车逐步采用三元正极材料...16 表 6: 国内外主要电池厂商技术路线选择...17 表 7: 1865 电池负极升级到 Si/C 复合材料后电池容量高达 4Ah...26 表 8: 动力电解液厂商和全球主要电池企业供应关系...3 表 9: 锂电池隔膜性能要求...32 表 1: 隔膜厂商和全球主要电池企业供应关系...34 表 11: 对比三种锂电池特性...35
P3 表 12: 国内动力软包铝塑膜市场需求测算...37 表 13: 重点跟踪公司...4 表 14: 产业链各环节代表性公司盈利预测表...41 插图目录 图 1: 锂电池增长火车头切换成动力锂电... 5 图 2: 全球锂离子电池产品结构演变... 5 图 3: 政策配套支持新能源汽车发展... 6 图 4:215 年新能源汽车销量结构组成... 7 图 5:22 年国内新能源汽车产量将是 215 年五倍以上... 7 图 6:22 年电动物流车产量将超过 4 万辆... 8 图 7:22 年动力电池需求量达 215 年五倍... 8 图 8: 锂离子电池结构图... 9 图 9: 圆柱形锂电池电芯制作工艺流程... 9 图 1: 锂离子电池产业链... 9 图 11: 锂离子电池成本构成...1 图 12: 锂离子电池产业链中各个子行业毛利率...1 图 13: 高附加值材料和设备毛利率可高达 5%... 11 图 14: 216 年上半年国内动力电池出货量前十名厂商...12 图 15: 三元材料系列组分示意图...14 图 16: 放电比容量 热稳定性和容量保持率的关系图...14 图 17: 三元材料制备流程概图...14 图 18: 国内外常见的 NCA 生产路线...15 图 19: 25-215 年全球正极材料出货情况...16 图 2: 国内各种电动车对三元电池的需求...18 图 21: 国内动力电池中三元占比 219 年将过 5%...18 图 22:215 年国内主要厂商 NCM 正极材料产量...18 图 23: 高镍是发展趋势...18 图 24: 预测 NCM 系列电池 NCA 电池在三元中占比...19 图 25: 三元正极材料中镍需求测算...19 图 26: 三元正极材料中钴需求测算...19 图 27: 三元正极材料中锰需求测算...19 图 28:215 年全球锂矿产分布...2 图 29:215 年全球锂产能分布...2 图 3: 国外主要锂资源国家开采利用形式...21 图 31: 全球电池级氢氧化锂和碳酸锂需求预测...21 图 32: 单水氢氧化锂 碳酸锂 金属锂价格走势...22 图 33: 全球各国精炼钴产量占比...22
P4 图 34:211-215 年国内钴供需情况...22 图 35: 钴相关产品生产工艺流程...23 图 36:MB 钴 ( 高级 ) 价格持续下跌, 处于历史地位...23 图 37: 负极材料分类...23 图 38: 国内动力锂电负极需求量与增速...24 图 39: 国内负极材料主要企业产能...24 图 4: 负极材料中石墨材料是主流...25 图 41: 各种负极材料性能比较...25 图 42: 石墨类存量技术关键点...25 图 43: Amprius Inc" 核 - 壳 " 硅纳米线结构...26 图 44:214 年中国铜箔产品占比...27 图 45: 铜箔性能对负极及电池性能的影响...27 图 46: 我国锂电铜箔历年产量稳定增长...27 图 47: 国内动力锂电铜箔 22 年需求达 6.77 万吨...27 图 48: 锂电池电解液构成及成本占比...29 图 49: 电解液价格走势...29 图 5: 国内动力锂电电解液需求量...29 图 51: 国内主要电解液厂商产能统计...29 图 52: 国内动力锂电用六氟磷酸锂需求...3 图 53: 六氟磷酸锂全球主要企业产能...3 图 54: 六氟磷酸锂成本构成...31 图 55: 六氟磷酸锂价格走势...31 图 56: 锂电隔膜发展趋势...32 图 57:215 年锂电池隔膜国际竞争格局...32 图 58:29-215 年全球隔膜出货量和均价...33 图 59:29-215 年我国隔膜出货量和均价...33 图 6:215 年不同锂电隔膜市场均价...34 图 61: 国内动力锂电隔膜需求量...34 图 62: 纯电动车用锂离子电池成本趋势...35 图 63: 铝塑膜结构图及各层性能要求...36 图 64: 214 年全球软包材料厂商市场占有率...37
P5 1. 动力锂电池受益于新能源汽车持续高速发展 1.1 政策大力支持新能源汽车, 锂电风口转向动力电池 锂离子电池发展的火车头切换为动力锂电 据统计数据, 全球传统 3C 电子需求在锂电池中的占比从 212 年的 8% 下降到 215 年的 53%, 而受益于新能源汽车的快速发展, 动力锂电占比从 11% 上升到 28%, 未来这一趋势还将延续, 预计到 22 年, 动力类占比将达到 47% 图 1: 锂电池增长火车头切换成动力锂电 图 2: 全球锂离子电池产品结构演变 12% 1% 3C 电子动力电池工业 & 储能 8% 6% 4% 2% % 212 213 214 215 216E 217E 218E 219E 22E 资料来源 :SNE Research, 东兴证券研究所 资料来源 : 中国产业信息网, 东兴证券研究所 " 十三五 " 提升新能源汽车战略地位, 政策支持带动市场强劲需求 政府 十二五 规划中将 新能源汽车纳入了七大战略新兴产业, 对插电式混合动力汽车 纯电动汽车的产业化应用 做出了引导, 对配套建设充电设施给出了指示 在延续 十二五 方向的同时, 十三五 规 划深化了新能源汽车在整体战略中的地位, 目前政策体系框架以购车为基础, 延伸到基础 设施建设 不限号 不限行 过路费减免 税收优惠 购车信贷支持等范畴 十三五 规 划指出到 22 年纯电动汽车和插电式混合动力汽车累计产销量达到 5 万辆 表 1: 十三五 规划进一步提升对新能源汽车的重视度 十二五 规划 十三五 规划 对比结果 新能源汽车纳入七大战略新兴产业 新能源汽车在战略新兴产业中位列第二 新能源汽车重视度提升 开展插电式混合动力汽车 纯电动汽车研发及大规模商业化示范工程, 推进产业化应用 实施新能源汽车推广计划, 鼓励城市公交车和出租车使用新能源汽车, 大力发展纯电动汽车和插电混合动力汽车,22 年累计产销达到 5 万辆 新能源汽车由商业化示范工程进入产业化阶段, 并再次强调 22 年 5 万辆的发展目标 配套建设电动汽车充电设施 重视度明显提升, 由之前单纯的建设标准统一 兼容互通的充电服务网络, 建设充电桩设施到建设充电桩完善政策支持体系服务网络 重点突破动力电池能量密度 高低温适应性等关键技术 重视动力电池性能发展方向视 资料来源 : 新华网, 东兴证券研究所
P6 政策补贴促进新能源汽车朝高能量密度电池方向推进 补贴标准细则显示, 续航里程大的新能源汽车的补贴力度大 比如, 纯电动汽车, 续航里程 1-15km,216 年的补贴标准为 2.5 万元, 续航里程 15-25km, 对应 216 年的补贴标准为 4.5 万元, 而续航里程大于 25km, 对应 216 年的补贴标准为 5.5 万元 从补贴政策上看, 续航里程是补贴幅度的关键指标, 促使市场朝更高能量密度的锂电池方向发展 图 3: 政策配套支持新能源汽车发展 不限号 过路费 减免 不限行 购车补贴 购车信贷支持 税收减免 推进基础设施建设 表 2: 216 年 -22 年乘用车国家补贴政策 车辆类型 纯电续航里程 R ( 工况法 公里 ) 216 217-218 219-22 1 R<15 2.5 2. 1.5 纯电动乘用车 15 R<25 4.5 3.6 2.7 R 25 5.5 4.4 3.3 插电式混合动力乘用车 ( 含增程式 ) R 5 3 2 2 资料来源 : 216-22 年新能源汽车推广应用财政支持政策的通知, 工信部, 东兴证券研究所 1.2 动力电池到 22 年需求量将翻五倍 新能源汽车 1-8 月销量增长强劲 据中汽协发布的最新数据, 今年 1-8 月, 新能源汽车累计生产 25.8 万辆, 同比增长 111%, 销售 24.5 万辆, 同比增长 115.6% 其中新能源乘用车产销表现优于商用车, 乘用车 1-8 月产销分别为 18.6 万辆和 18 万辆, 同比增长 117% 和 123.3%, 高于新能源汽车整体增速 9 月骗补结果公布后销量预期从 7 万辆下调至 4 万量 据统计, 前 8 个月新能源汽车合计销售 24.5 万辆, 粗略估算月平均销量在 3 万辆左右 9 月上旬骗补结果公布后, 中汽协给出新的预测, 预计 216 年全年销量在 4 万辆左右 严厉监管为产业长期良性发展奠定基石 全年销量预期下调到 4 万辆的原因主要有三条 : (1) 骗补核查使得今年补贴迟迟不到位, 车企生产节奏对不断变化的政策的响应有一个过程 ; (2) 骗补也导致补贴款延迟发放, 整车企业资金有限直接制约生产速度 ;
P7 (3)215 年销量有四分之一的水分 虽然下调整体销量预期对产业短期发展的热度起到降温作用, 但从长远来看, 在肃清行业不良现象并树立严格监管形象后, 我国新能源汽车产业将重回高速增长轨道 经测算, 22 年新能源汽车产量将达到 143.9 万辆, 是 215 年的 5 倍以上, 整个十三五期间, 新能源汽车增量将达 457.3 万辆 双积分政策将促进我国新能源汽车发展 9 月 22 日工信部发布了 企业平均燃料消耗量与新能源汽车积分并行管理暂行办法 ( 征求意见稿 ), 旨在对在中国境内销售乘用车的企业平均燃料消耗量和新能源乘用车生产情况同时进行管理, 而且两项指标会分别考核 其中燃料消耗量正积分允许结转和在关联企业间转让, 但新能源汽车正积分允许自由交易, 不能结转 政策上的指标化管理将促进我国新能源汽车市场发展 图 4:215 年新能源汽车销量结构组成 图 5:22 年国内新能源汽车产量将是 215 年五倍以上 插电式商用车 7% 插电式乘用车 18% 纯电动商用车 31% 纯电动乘用车 44% 纯电动乘用车纯电动商用车插电式乘用车插电式商用车 16. 14. 12. 1. 8. 6. 4. 2.. 3% 143.9 产量 ( 万辆 ) 产量 YoY 25% 239% 118. 2% 9.8 15% 64.6 4. 1% 28.4 61% 5% 41% 41% 3% 22% % 215 216E 217E 218E 219E 22E 资料来源 : 中国汽车工业协会, 东兴证券研究所 资料来源 : 网络资料, 工信部, 中汽协, 东兴证券研究所 电动物流车是未来新能源汽车发展的一大亮点 根据国家统计局公布的数据,216 年上半年, 全国服务业业务量累计完成 132.5 亿件, 预计 22 年全国业务量可达 5 亿件, 年收入达到 8 亿元, 整个市场基数非常庞大 今年以来, 全国 1 多个省市纷纷出台扶持电动物流车政策, 包括丰厚的补贴 路权优先等, 间接推动电动物流车的发展 预计到 22 年国内电动物流车产量将超过 4 万辆, 预计比 216 年翻 4 倍, 未来 5 年内增量规模超百万辆, 按照每辆均价 2 万元估算, 对应直接市场规模超 2 亿元
P8 图 6:22 年电动物流车产量将超过 4 万辆 图 7:22 年动力电池需求量达 215 年五倍 5 45 4 35 3 25 2 15 1 5 微面型电动物流车 MPV 型电动物流车轻客型电动物流车微 / 轻卡型电动物流车中 / 重卡型电动物流车电动物流车年产量 YoY ( 万辆 ) 215E 216E 217E 218E 219E 22E 14% 12% 1% 8% 6% 4% 2% % 8 7 6 5 4 3 2 1 75.2 动力电池需求 (Gwh) YoY 293% 6.5 45.6 32.7 19.5 15.1 68% 29% 39% 33% 24% 215 216E 217E 218E 219E 22E 35% 3% 25% 2% 15% 1% 5% % 资料来源 : 网络资料, 工信部, 中汽协, 东兴证券研究所 22 年国内动力电池需求量是 215 年需求的五倍以上 动力电池是新能源汽车三大件的核心, 占新能源汽车成本 4-6%, 也是目前新能源汽车成本居高不下的主要因素 214 年全球新能源汽车的蓬勃发展, 动力锂电成为锂离子电池中增长最快的部分, 目前动力电池占比呈现加速增长的态势 215 年锂离子动力电池绝对增量大于消费锂离子电池, 成为锂离子电池市场的首要驱动力 经测算,22 年我国动力电池需求量将达到 215 年的 5 倍, 十三五 期间增量合计 233.4GWh, 按照 1.4 元 /Wh 的市场价格可以估算出增量市场的规模为 3267.6 亿元 1.3 锂离子电池产业链丰富 锂离子电池是一种二次电池, 通过锂离子在正负极之间的移动来工作 充电时, 锂离子从正极中脱嵌, 在负极中嵌入, 放电时反之 从电池结构上来看, 包括正极 负极 电解液 隔膜 外壳等 正极材料 : 选择相对锂而言电位大于 3V 且在空气中比较稳定的嵌锂过渡金属氧化物, 如 LiCoO 2 LiNiO 2 LiMn 2 O 4 负极材料 : 选择电位尽可能接近锂电位的可嵌入锂化合物, 如各种碳材料, 包括天然石墨 合成石墨 石墨烯 中间相小球碳素等及金属氧化物等 电解液 : 采用 LiPF 6 与乙烯碳酸脂 (EC) 丙烯碳酸脂(PC) 和低粘度二乙基碳酸脂 (DEC) 等烷基碳酸脂搭配的混合溶液 隔膜 : 采用 PE PP 或复合膜 外壳 : 采用钢壳 铝壳或铝塑复合膜
P9 图 8: 锂离子电池结构图 图 9: 圆柱形锂电池电芯制作工艺流程 制片车间装配车间化成车间包装车间 正极制胶 负极制胶 卷绕 一次清洗 预充 第三次常温存储 外观全检 正极匀浆 负极匀浆 入壳 壳体喷码 OCV OCV2 喷等级码 正极涂布 负极涂布 滚槽 干燥存储 第一次高温存储 第四次常温存储 等级扫描检查 正极碾压 负极碾压 极组烘烤 外观全检 第二次常温存储 OCV3 包装 正极分切 负极分切 注液 二次清洗 外观全检 分容 入库 正极片烘烤 负极片烘烤 激光焊 X-ray 检测 喷码 OCV4 封口 涂防锈油 数据装载 分级 热缩 OCV1 托盘注销 图 1: 锂离子电池产业链
全球环保研究网 P1 东兴证券深度报告 电 力 设 备 与 新能源 行业 动力锂 电腾巨 浪 产 业升级 显神通 钴矿 镍矿 锰矿 锂矿+盐湖 有机材料 EC DMC DEC EMC PC 原材料 正极 电解液 其他材料 负极 石墨矿 PE PP 隔膜 锂电池材料 电池电芯 锂电池电芯 资 料 来 源 网络资 料 东 兴证券 研究所 从锂离子电池成本构成看 正极材料占比最大 为 33.2% 其次是电解液 9.9% 负极材 料 和隔膜材料占比都在 6%左 右 从锂离子电池整个产业链看 高附加值装备 高附加值材料和高品质的 PACK 毛利率最 高 在 3%以 上 其中高附加值材料包括六氟磷酸锂 隔膜 铝塑复合膜 导电剂等 高附加值装备包括分散机 电焊机 大功率电池组测试设备等 低附加值材料包括常规正极材料 负极材料 包装材料等 低附加值装备包括涂布机 绕线机 小功率单体分容化成设备 注液机 搅拌机等 锂电池 PACK 领域中特种应用市场利润高 消费市场利润较低 图 11 锂离子电池成本构成 劳动力成本 3.7% 图 12 锂离子电池产业链中各个子行业毛利率 6% 其他成本摊销 8.% 5% 正极材料 33.2% 制造成本摊销 1.6% 负极材料 4% 隔膜 3% 壳体盖板 2% 其他材料 毛利率 1% 3-4% 2-3% 2% 2% 15-2% 15-2% 1-2% 制造成本摊销 劳动力成本 壳体盖板 13.5% 5% 正极材料 电解液 其他材料 8.9% 5% 电解液 9.9% 资 料 来 源 安泰克 东兴 证券研 究所 敬 请参阅 报告结 尾处的 免责声 明 隔膜 5.9% 负极材料 6.2% % 其他成本摊销 资 料 来 源 网络整 理 东 兴证券 研究所 东方财智 兴盛之源
P11 图 13: 高附加值材料和设备毛利率可高达 5% 六氟磷酸锂 隔膜 分散机 电焊机 导电剂 铝塑膜 大功率测试设备 高附加值材料 高附加值设备 表 3: 国内外主流材料厂商国家或地区 正极材料 负极材料 隔膜材料 电解液材料 日本 日立化成 日本碳素 宇部兴产 三菱化学 日亚化学 户田工业 清美化学 田旭化成 宇部东燃 昊宇化学 三菱化学 三井化学 森田化学 中化学 三菱化学 住友金属矿山住友化学 JFE 关东电化 韩国 Ecopro Hanwha L&F \ LG 化学 LG 化学 韩国蔚山化学 欧盟 比利时 Umicore 德国 BASF 法国德国赢创 - 德国固 Saft \ 赛 德国科德宝 德国 BASF 美国 3M Valence Phostech \ Celgard Dow Novolyte(BASF) 比亚迪 亿纬锂能 天齐锂业 赣锋 中国宝安 杉杉股份 中国 锂业 国轩高科 当升科技 澳洋顺星城石墨 新纶科技 佛塑科技 沧州明新宙邦 杉杉股份 昌 智慧能源 长信科技 厦门钨业 正拓新能源 贝特瑞新珠 中材科技 胜天赐材料 江苏国泰 金鹰股份 格林美 融捷股份 众和能源 紫宸科技 斯诺利精密 双杰电气 新泰材料 多氟多 股份 杉杉能源 北大先行 湖南瑞实业 湖州创亚 宏光乐凯胶片 云天化 必康股份 长园集团翔 宁波金和 天津巴莫 河南科隆 锂业 摩根海容 锦美纽米科技 长远锂科 振华新材料 碳 资料来源 :B3report, 赛迪顾问, 网络资料, 东兴证券研究所 从行业产能看, 国内动力锂电年底产能将达 6GWh, 市场今年需求 2GWh, 洗牌将来, 规模和技术优势型企业将脱颖而出 据统计,216 年上半年, 比亚迪出货量达 1.62GWh, 产品基本全是自产自用的磷酸铁锂电池, 达去年总量的一半 而排名第二位的宁德时代 (CATL) 电池出货量为 1.56GWh, 产品主要以磷酸铁锂和三元电池为主, 其中磷酸铁锂电池占比达近 8%, 其产品主要供应于新能源客车领域 目前, 前四批进入 汽车动力蓄
P12 电池行业规范条件 目录的企业有 57 家, 有超过 7% 的动力电池企业尚未通过行业审核 216 年大部分动力电池企业均进行了大规模扩产 按照 216 年新能源汽车产销 4 万辆估算, 与之相对应的电池搭载量约为 2GWh 据中国化学与物理电源行业协会统计,216 年底我国动力电池产能将达到 6GWh, 因此动力电池行业很有可能会面临产能过剩的局面 图 14: 216 年上半年国内动力电池出货量前十名厂商 1.8 1.6 1.4 1.2 1..8.6.4.2. 出货量 (GWh) 资料来源 : 中国汽车工业信息网, 东兴证券研究所 从整个产业链细分来看 : 正极材料方面, 国内磷酸铁锂电池和三元电池将长期共存, 三元占比不断提升, 看好高镍这一细分趋势 负极材料方面, 石墨短期仍是主流, 看好碳化硅 石墨烯未来产业化前景 负极锂电铜箔方面, 稀缺性企业短期仍将持续盈利 电解液方面, 新增产能在 217 年下半年大面积释放后会导致产品价格下跌, 竞争加剧, 未来看好国内企业在添加剂和配方上的突破 隔膜方面, 高端产品进口替代是趋势, 湿法和涂覆改性的产业化应用是行业未来焦点 封装方面, 圆柱形 方形 软包将产期共存, 看好软包渗透率提升及铝塑膜的国产化 2. 正极材料 : 三元将成主流, 高镍是趋势 2.1 高能量密度 基因 决定三元必成主流 三元材料高能量密度的特点决定其未来正极主流地位 三元材料的优势在于能量密度高, 放电电压高, 低温性能好等 高能量密度的关键作用就是提高汽车续航能力 低温性能好的优势表现在产品在类似北方这种冬季低温地区更具竞争力
P13 三元电池的缺点在于循环寿命偏短, 热稳定性较差 但这个可以通过改善电池系统设计等方式加以改进 而对于乘用车的里程焦虑和全天候使用问题, 只有高能量密度的三元电池才符合要求, 因此三元电池一定是当前最适合新能源汽车尤其是乘用车的技术路线, 目前国际市场也是按这个思路在急速发展 表 4: 不同正极材料锂电池性能对比 高容量 热稳定性 安全性相互制约 NCM 中 LiNiO 2 LiMnO 2 LiCoO 2 三种材料的核心作用分别是提升电池容量 提高安全性能 提升可逆性 Co 能有效稳定三元材料的层状结构并抑制阳离子混排, 提高材料的电子导电性, 改善循环性能, 缺点是 Co 含量增大导致晶胞参数 a 和 c 减小并且 c/a 增大, 电池容量下降 Mn 能降低成本和改善材料的结构稳定性 电池安全性,Mn 含量过高会降低材料克容量, 容易产生尖晶石相而破坏层状结构 Ni 能使晶胞参数 c 和 a 增大,c/a 减小, 提升容量,Ni 过量会与 Li+ 产生混排效应, 导致循环性能和倍率性能恶化, 并且高 Ni 材料的 ph 值过高影响正常使用
P14 图 15: 三元材料系列组分示意图 图 16: 放电比容量 热稳定性和容量保持率的关系图 资料来源 : 第一电动网, 网络资料, 东兴证券研究所 NCM 材料失效机理研究有新进展 目前斯坦福大学 William E. Gent 等人通过技术手段实现了对电池局部的充放电状态的观测, 发现即使静臵 17 小时,NCM 中仍然观测到了很高的 Li+ 不均匀性, 直径 1-3 微米的二次颗粒内部 Li 的浓度差别可以达到 1%, 新的结论可能就是二次颗粒的形貌造成内部应力与 Li 不均匀, 与动力学特征无关, 颠覆了过去通过限制截止电压来提高寿命的观点, 这样的结论为失效机理的研究又打开了新的思路, 为未来技术的发展奠定了基础 图 17: 三元材料制备流程概图 热媒 盐 纯水计量计量 NaOH 氨水 氧气 窑炉烧结 三元材料成品 搅拌罐 搅拌罐 装钵 破碎 筛分 盐储罐 计量泵反应釜 NaOH 储罐 干燥 气流粉碎分级 干燥 纯水 陈化釜 锂源 脱水干燥前驱体成品 混合机混合 批混 除铁 NCA 存在的问题主要在工艺难度高 材料吸水性强 成本高 NCA 中的 Ni 为 3 价, 前躯体原料中 Ni 为 2 价,2 价 Ni 氧化成为 3 价 Ni, 但是 3 价 Ni 很不稳定, 虽然高温合成中升高温度可以提高 2 价 Ni 氧化成为 3 价 Ni 的转化率, 温度太高又会导致 3 价 Ni 的分解 在制造成本上, 对于传统三元材料, 生产过程中只需要空气气氛, 而 NCA 需要纯氧气
P15 气氛, 纯氧的成本较高 NCA 材料自身有很强的吸水性, 3 价 Ni 在有水分子存在下, 会发生以下反应, LiNiCoAlO 2 +H 2 O NiO+LiOH+O 2,LiOH+CO 2 Li 2 CO 3,Li 2 CO 3 +HF LiFCO 2, 导致 NCA 表面碱性很高, 在配料涂布极易出现果冻状, 因此产线需要在 1% 左右湿度下生产和存储 图 18: 国内外常见的 NCA 生产路线 资料来源 : 池能电子科技有限公司, 东兴证券研究所 高镍正极材料表面易形成碱性氧化物, 易造成安全隐患 形成碱性化合物从易到难 :NCA 高镍 NCM> 低镍 NCM>LCO>LMO>LFP 碱性氧化物来源 :(1) 剩余 Li 在实际生产过程中, 锂盐在高温煅烧过程中有一定挥发, 配料时会稍微提高 Li/M 比, 导致锂盐微弱过量, 来弥补烧结中的材料损失 剩余 Li 高温时以 Li 2 O 形式存在, 降到室温后 Li 2 O 会吸附空气中 CO 2 和 H 2 O 形成 LiOH 和 Li 2 CO 3 ; (2)Li 2 CO 3 分解 正极材料表面的活性氧离子会和空气中的 CO 2 和水分形成碳酸根, 而从本体中迁移出来的 Li+ 会形成 Li 2 CO 3, 伴随表面脱氧会形成表面氧化层 碱含量过高会产生两大问题 :(1) 影响涂布, 匀浆过程易形成果冻状, 恶化电池循环性能 ;(2) 表面 Li 2 CO 3 在高压下分解, 是电池胀气的主因之一 三元安全上的短板可以通过其他方式弥补 从安全性看, 高 Ni 体系满电状态下的热稳定性差, 导致电池的安全性下降, 需要配合优质电芯体系 BMS 等进行配套优化设计, 其中 BMS 就具有过充保护 (OVP) 过放保护(UVP) 过温保护(OTP) 过流保护(OCP) 等功能, 一旦发生意外, 能够立刻切断电流 2.2 国内三元 219 年占比将过半, 未来制高点在高镍 全球锂电正极材料行业过去十年的 CAGR 达到 27%, 其中 NCM 材料的 CAGR 达到 63% 全球锂电正极材料出货量从 25 年的 1.5 万吨快速增长到 215 年 17.4 万吨, 目前全球仍然以 LCO 和 NCM 为主, 两种材料的市占率在 7% 左右 而国内最近几年在 LFP 上高速增长为全球 LFP 发展贡献了主要力量
P16 图 19: 25-215 年全球正极材料出货情况 2, 18, 16, 14, 12, 1, LCO NCM LNO LMO LFP ( 正极 )CAGR=27% (NCM)CAGR=63% 8, 6, 4, 2, ( 吨 ) 25 26 27 28 29 21 211 212 213 214 215 资料来源 :ITRI IEK analysis, 东兴证券研究所 国际上三元正极是主流 从动力电池技术路线的选择上看, 国际市场已经给出了一个清 晰的答案, 三元 路线一边倒的局面已经形成, 国际主流车企的选择是比较明确的风向 标, 比如特斯拉 丰田 大众 福特 宝马这些国际电动汽车领头羊在其电动或者插电式 混动车主力型上采用了三元动力电池 表 5: 214-216 年上市国产电动汽车逐步采用三元正极材料 车名 锂电池正极材料 最高时速 (km/h) 续航里程 (km) 长安逸动纯电动 磷酸铁锂 14 16 东风风神 E3L 磷酸铁锂 8 16 比亚迪唐 磷酸铁锂 1 2 比戴腾势 磷酸铁锂 15 3 北汽绅宝纯电动 三元材料 13 175 江淮和悦 IEV5 三元材料 12 2 江淮和悦 IEV6S 三元材料 13 3 奇瑞 S15EV 三元材料 1 2 奇瑞 EQ 三元材料 1 2 众泰云 1 三元材料 1 15 传祺 GS4 三元材料 18 24 北汽 EX2 三元材料 125 2 比亚迪宋 三元材料 18 7( 纯电动时 ) 江铃 E16 三元材料 1 1- 江铃 E2 三元材料 15 17 北汽 EX CONCEPT 三元材料 15 26 众泰 E2 三元材料 12 22
P17 上汽 E5 三元材料 13 17 资料来源 : 第一电动汽车网, 网络资料, 东兴证券研究所 国内乘用车市场采用三元技术已成趋势 据统计,216 年 1-4 月三元锂电池在乘用车和专用车中搭载量的占比分别达到 4.1% 和 52.4%, 在客车市场的占比仅为 2.2%, 但是三元正极在所有不同正极锂电出货量中占比已经达到 22.6% 之前一直没有采用三元的比亚迪和上汽也开始转变, 比亚迪已经开始在 PHEV 车型 宋 上使用三元电池, 未来有望进一步扩大应用比例 而上汽目前也开始在 E5 上使用三元电池, 未来将全面转型三元电池路线 可以判断, 未来两年三元电池的在乘用车的比例仍将会逐步提升 表 6: 国内外主要电池厂商技术路线选择 区域 国外 正极材料 电池类型 电池厂商 LFP NCM NCA LMO 方形 圆柱 软包 松下 AESC GS 汤浅 东芝 LG 三星 SDI 比亚迪 力神 万向 A123 盟固力 比克 沃特玛 国内 国轩 CATL 恒宇新能 光宇 多氟多 天鹏能源 福斯特 资料来源 : 富百投资, 东兴证券研究所
P18 图 2: 国内各种电动车对三元电池的需求图 21: 国内动力电池中三元占比 219 年将过 5% 6 插电混客车 插电混乘用车 15% 纯电动专用车 纯电动客车车 5 纯电动乘用车 需求 YoY 13% 111% 11% 4 89% 9% 3 7% 63% 55% 49% 5% 2 3% 1 1% -1% (GWh) 215 216E 217E 218E 219E 22E 7% 6% 5% 4% 3% 2% 1% % 动力电池三元占比 215 216E 217E 218E 219E 22E 资料来源 : 第一电动网, 公开资料, 东兴证券研究所 资料来源 : 东兴证券研究所 国内动力三元在 22 年需求将是 215 年 15 倍, 占比在 219 年将超过 5% 目前国内电动汽车分为纯电动型和插电混合型, 纯电动的分为乘用车 客车 专用车, 插电混合型分为乘用车和客车 我们根据这五种车型对三元需求做出未来预测, 计算出未来动力三元锂电的总需求将从 215 年的 3.27GWh 增加到 22 年的 49.21GWh, 在 219 年三元占比将过半, 十三五 期间增量需求为 121.62GWh 近期三元材料价格下跌, 年底旺季来临将稳定价格 9 月 2 日的数据显示三元材料市场上 111 型主流价格在 15 万 -15.5 万元 / 吨,523 型的主流价格在 14 万 -14.5 万元 / 吨, 较前期下跌接近 1 万元 / 吨 近期下滑的主因是碳酸锂价格下滑, 政策补贴尚未公布, 市场供给比较充足, 下游付款账期拉长 但是 金九银十 的旺季即将到来, 短期价格仍然偏乐观 按照 1kWh 需要消耗 2.5kg 正极材料, 正极材料单价为 15 万 / 吨进行估算得出, 十三五 期间增量需求合计 3.41 万吨, 相应的市场规模为 456 亿元 图 22:215 年国内主要厂商 NCM 正极材料产量 图 23: 高镍是发展趋势 16 14 12 1 8 6 4 2 5.4 3.8 3.7 NCM 产量 ( 千吨 ) 2.5 2.5 2.2 1.4 1.3.8 13.4 7% 6% 5% 4% 3% 2% 1% M C N 18.91% 17.7% 2.3% 2.2% 锰质量占比钴质量占比镍质量占比 5.65% 11.34% 6.1% 12.1% 12.2% 48.27% 36.33% 3.39% % NCM333 NCM523 NCM622 NCM811 资料来源 : 高工锂电, 东兴证券研究所 高镍三元是发展大趋势,215 年以来高镍三元材料供不应求 广义的三元材料包括 NCM 和 NCA 目前 NCM 材料中的主流是 NCM523, 由于更高能量密度的需求, 未来会逐步
P19 过渡到 NCM622 NCM811, 即高镍方向 NCA 中镍的质量比重和 NCM811 质量比重接近, 电池能量密度都很高 使用高镍三元材料, 正极重量可以减少几千克, 对应其他与正极材料相匹配的负极 电解液 隔膜 封装材料 电池管理系统等整体上会减少几十千克, 整车重量降低, 对应电池使用数量也会减小, 进而电池管理系统的复杂程度也能降低, 优势非常明显 从供需上看, 国内去年以来高镍三元材料一直处于供不应求的局面 2.3 三元电池需求带动上游锂 钴 镍 锰 经测算得到三元正极材料中的镍 钴 锰在 22 年的需求量分别为 2352 吨 6232 吨 5234 吨, 分别是 215 年需求量的 19.4 倍 9.6 倍 7.3 倍以上 我们根据目前市场趋势, 针对五种三元材料 NCM333 NCM523 NCM622 NCM811 NCA, 预测三种高镍产品 NCA NCM811 NCM622 在三元电池中的占比不断提升, 推算出三元正极材料中镍 钴 锰三种材料每年的需求量 图 24: 预测 NCM 系列电池 NCA 电池在三元中占比 图 25: 三元正极材料中镍需求测算 12% 1% 8% 6% 4% 2% % NCA NCM811 NCM622 NCM523 NCM333 2.5% 2.5% 7.5% 1.% 15.% 7.5% 2.% 22.5% 25.% 15.% 15.% 2.% 22.5% 5.% 2.% 25.% 45.% 25.% 3.% 35.% 3.% 25.% 35.% 25.% 2.% 15.% 15.% 1.% 5.% 5.% 215 216E 217E 218E 219E 22E 25, 2, 15, 1, 5, ( 吨 ) 2352 镍 (NCA) 镍 (NCM811) 镍 (NCM622) 镍 (NCM523) 镍 (NCM333) 159 971 5665 1212 2472 215 216E 217E 218E 219E 22E 图 26: 三元正极材料中钴需求测算 图 27: 三元正极材料中锰需求测算 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 649 钴 (NCA) 钴 (NCM622) 钴 (NCM333) 22 116 钴 (NCM811) 钴 (NCM523) 2993 4154 6232 6, 5, 4, 3, 2, 1, 719 锰 (NCM811) 锰 (NCM622) 锰 (NCM523) 锰 (NCM333) 2796 243 1195 3691 5234 ( 吨 ) 215 216E 217E 218E 219E 22E ( 吨 ) 215 216E 217E 218E 219E 22E 锂矿品位 卤水质量 开采及提取难度决定企业锂产品成本, 我国国际定价权弱 提取 锂的方法众多, 包括矿石提锂 卤水提锂, 各种细分方法成本不太一样, 但真正决定企业
P2 竞争力的是其所拥有的锂矿品位 卤水质量 开采及提取难度 我国锂矿资源有储量丰富, 位居世界第三, 分布集中, 但是高品位锂矿矿少 低品位矿多, 产能全球占比较低, 所以从全球格局看, 我国锂矿企业国际定价权弱 我国锂资源特点 : (1)9% 左右的锂资源分布在西部地区 ; (2) 我国目前开采的锂矿主要为矿石锂, 与国外相反 矿石类型包括锂辉石和锂云母 而储量丰富的卤水锂基本上没有得到工业规模利用, 其主要原因是青海盐湖卤水中含镁较高,Mg/Li 比一般大于 4( 国外如智利阿塔卡马盐湖仅 6.47), 对这种高镁锂比型盐湖卤水的提锂工艺, 虽经过 3 多年试验研究, 至今尚未完全解决适合于工业规模生产的工艺技术和设备问题 ; (3) 我国已开发利用的锂矿品位偏低, 锂矿山 Li 2 O 平均品位为.8%-1.4%, 而国外锂矿山一般都在 1.4% 以上 (1.465%-3.55%) 图 28:215 年全球锂矿产分布 图 29:215 年全球锂产能分布 中国 11 美国 41 巴西 91 智利 3 其他 18 玻利维亚 54 玻利维亚 智利 中国 巴西 美国 其他 锂矿产量 ( 千吨 ) 阿根廷 3.8 其他中国 1.4 2.2 智利 11.7 澳大利亚 13.4 澳大利亚智利阿根廷中国其他产能 ( 千吨 ) 资料来源 :Argonne National Lab, 东兴证券研究所 资料来源 :USGS, 东兴证券研究所 216 年前五月碳酸锂进口量大增, 价格上涨到 7 月, 存货消耗导致 8 月价格下跌, 目前有产能释放预期, 短期碳酸锂价格疲软 碳酸锂是生产正极材料 电解液以及锂箔的基础材料, 上半年受新能源汽车利好政策以及产销增量的爆发推动, 碳酸锂需求量不断提升, 导致供需紧张, 价格不断提高 据海关统计,216 年 1-5 月中国碳酸锂进口量 7689 吨, 同比大增 46.85%; 进口均价 6732 美元 / 吨, 同比上涨 34.87% 其中, 作为中国两大主要的碳酸锂进口来源,216 年前五个月来自智利的碳酸锂进口量 4651 吨, 同比增长 28%, 来自阿根廷的碳酸锂进口量 238 吨, 同比增长 46% 上半年供不应求的局面和锂矿的短缺导致了价格的上升, 下游厂家为此提前战略性增加库存来保证未来生产 价格升到高位稳定后, 存货开始消耗, 导致需求小幅回落 目前进口资源质优价廉, 盐湖开发技术突破产生产能释放预期, 新能源汽车行业补贴退坡 补贴政策还没明确的情况下, 短期内碳酸锂价格疲软
P21 图 3: 国外主要锂资源国家开采利用形式 图 31: 全球电池级氢氧化锂和碳酸锂需求预测 锂辉石 盐湖 9 8 7 27 212 217E 锂 6 5 4 3 2 澳大利亚 : 格林布什矿山 智利 : 阿塔卡玛盐湖 阿根廷 : 翁布雷穆尔托盐湖 美国 : 银峰盐湖 1 (tlce) 电池级碳酸锂 电池级氢氧化锂 资料来源 : 网络整理, 东兴证券研究所 资料来源 :Roskill, 东兴证券研究所 216-22 年高品质氢氧化锂产能面临短缺, 具备原料保证以及技术优势的主流供应商将抢占市场先机 氢氧化锂 ( 单水 ) 的融水性及分解温度较碳酸锂高, 且烧结过程中不会有一氧化碳的释放而不会发生氧化还原反应, 一致性好, 这就决定了氢氧化锂是高端正极材料的基础材料, 比如高镍 NCM811 和 NCA 中国是传统的氢氧化锂净出口国 216 年前五个月, 中国氢氧化锂出口总量 2699 吨, 同比下滑 35.46%; 其中对日本出口总量下滑 58%, 部分传统优势供应商对日出口大幅缩减 ; 但前五个月出口均价 12.35 美元 /kg, 同比大涨 67.64% 氢氧化锂出口下滑的主要原因是锂精矿紧缺制约加工产能 国内锂消耗增大 前期国内外价差致使产品及客户结构转变 216 年特斯拉爆发式的订单需求有助于 217 年维持甚至拉升氢氧化锂价格 特斯拉采用电池的正极材料是 NCA, 全部以氢氧化锂为锂源 随着今年 Model 3 订单暴增, 特斯拉决定在内华达投建产能为 5GWh 的超级电池工厂, 预计 217 年投产, 将会有效刺激 NCA 三元正极材料需求, 拉动氢氧化锂市场, 氢氧化锂目前只能从锂辉石中矿中提取, 全球供应量有限, 长期来看氢氧化锂的价格会维持坚挺格局
P22 图 32: 单水氢氧化锂 碳酸锂 金属锂价格走势 8 7 6 5 4 3 2 1 ( 元 / 吨 ) 价格 : 金属锂 : 99% 工业级, 电池级价格 : 碳酸锂 :Li2CO3 99% 价格 : 氢氧化锂 :LiOH 56.5%: 单水 资料来源 :wind, 东兴证券研究所 钴矿全球产能不太可能出现大幅提升, 钴价探底回已经开始回升 215 年, 全球钴总产量为 9.81 万吨, 而来自主要的 15 个矿山的总产能就达到了 8.26 万吨, 占总产量比例超过 8%, 供给端短期出现的大增量不太可能 其中最主要的变数在嘉能可, 旗下的两个暂时关闭的矿场和尚有闲臵产能 67 吨的 Mutanda 矿是变数所在 总体来看, 实现钴矿开采从立项规划到落地开采周期很长, 已有的矿山在全球钴矿开采中仍将占据主要地位 图 33: 全球各国精炼钴产量占比 图 34:211-215 年国内钴供需情况 7 芬兰 9.9% 其他 2.1% 加拿大 6.5% 比利时 7.3% 中国 56.3% 中国比利时加拿大芬兰其他 6 5 4 3 2 1 ( 万吨 ) 国内钴供应量 国内钴消费量 211 212 213 214 215 资料来源 : 中国产业发展研究网, 东兴证券研究所 资料来源 : 安泰科, 东兴证券研究所 钴消费中最旺盛的部分来自锂电池需求, 供需持续改善转向供不应求 按照各国的新能源汽车规划目标来看, 全球钴消费量将达到 17 万吨 216 年以后钴的供需将得到改善, 在下游需求的带动下, 未来全球钴市场将由供应过剩转为供不应求 钴产业很有可能会成为下一个类似碳酸锂借助新能源汽车而站上风口的产业
P23 图 35: 钴相关产品生产工艺流程 图 36:MB 钴 ( 高级 ) 价格持续下跌, 处于历史地位 6 5 4 3 MB 自由市场 : 钴 ( 高级 ) 美元 / 磅 从 6 月底的 1.88 美元 / 磅上升到 8 月底 12.65 美元 / 磅 2 1 资料来源 : 华友钴镍招股说明书, 东兴证券研究所 资料来源 : wind, 东兴证券研究所 3. 负极材料 : 石墨短期不可替代, 硅碳产业化已经开始 3.1 石墨目前是主流, 硅碳和石墨烯应用已经开启 图 37: 负极材料分类 石墨化碳 天然石墨 人造石墨 复合石墨 目前主流 碳材料 中间相碳微球 负极材料 非碳材料 无定型碳碳纳米材料硅基材料钛基材料 硬碳软碳石墨烯硅碳复合材料钛酸锂 产业化开始应用 锡基材料 氮化物 负极行业国内外差距小, 国产化率高, 行业集中度高 负极材料主要分为碳和非碳类两种 碳类负极包括人造石墨 天然石墨 硬碳 软碳等 ; 非碳类负极, 包括钛酸锂 锡基材料 硅基材料等 负极材料是四大关键材料中, 国内外差距最小的产品, 行业集中度非常高, 主要集中在日本与中国的六大负极材料企业, 市占率高达 7% 左右 日立化成
P24 日本碳素 日本 JFE 以人造石墨为主, 三菱化学以天然石墨为主 图 38: 国内动力锂电负极需求量与增速 图 39: 国内负极材料主要企业产能 12. 1. 8. 6. 4. 2. 2.1 动力锂电负极需求 ( 万吨 ) 68% 6.4 39% 4.6 29% 2.7 YoY 8.5 33% 8% 1.5 7% 6% 5% 4% 3% 24% 2% 1% 35 3 25 2 15 1 5 产能 ( 千吨 ). 215 216E 217E 218E 219E 22E % 资料来源 : 中国电池网 东兴证券研究所 未来需求稳定增长, 价格可能持续下跌 据报道,215 年我国锂电池负极材料产量 7.28 万吨, 产值为 38.8 亿元 价格上,215 年由于供过于求, 人造石墨均价下跌 1.8%, 天然石墨均价下跌 11.2%, 目前国内新增产能不断, 未来竞争会更加激烈, 价格可能持续下降 按照 1kWh 需要消耗 1.4kg 负极材料, 负极材料单价为 5 万元 / 吨进行估算得出, 十三五 期间增量需求合计 32.7 万吨, 相应的市场规模为 163.4 亿元 石墨负极是主流, 但是性能已经达到理论极限 在未来的一定的时期内, 锂电还应以石墨类负极材料为主 一是因为新型负极材料的技术与应用还不够成熟, 还需要时间磨合与改进 ; 二是石墨类负极的价格优势明显 ; 三是石墨类负极材料与正极材料 电解液等其他锂电池材料相匹配的技术较为成熟 但是目前石墨克容量逐渐趋于极限值, 不能满足下游电芯日益增长的性能要求 石墨类负极材料的理论克容量为 372mAh/g, 市面上性能较好的石墨负极材料已经能达到 36 mah/g
P25 图 4: 负极材料中石墨材料是主流 图 41: 各种负极材料性能比较 中间相碳微球 9% 其他 8% 天然石墨 35% 人造石墨 48% 人造石墨天然石墨中间相碳微球其他 资料来源 : 高工锂电, 东兴证券研究所 资料来源 : 公开资料, 东兴证券研究所 图 42: 石墨类存量技术关键点 高能量密度人造石墨特性 容量高 反弹小 密度大 循环好 包覆和改性天然石墨特性 克容量高 加工性能好 成本低 高倍率负极材料特性 倍率性能好 循环性能较佳 软碳负极材料特性 倍率性能好 结构稳定 循环性能好 高低温性能好 电化学阻抗小 硅碳复合材料特性 克容量远高于传统 放电电压高 不可逆容量大 与其他材料体系吻合度不高 技术关键 优质原料选择 超高温石墨化 颗粒表面修饰 催化石墨化 二次颗粒结构设计 技术关键 颗粒表面的均匀包覆 包覆层的厚度降低 包覆层电化学阻抗降低 技术关键 优质原料的选择 粒径比表面积控制 颗粒球形化处理 技术关键 优质原料的选择 热处理技术 颗粒粒径形貌设计 技术关键 硅碳复合技术 产业化成本 应用匹配 烯王 已经诞生, 石墨烯应用前景广阔 石墨烯作为导电剂的效果受加入量的影响很大 在加入量较小的情况下, 可在电极材料颗粒间构成三维电子和离子传输网络结构, 效果远好于性能已经非常优异的导电炭黑 但是片层较厚的石墨烯会阻碍锂离子的扩散而降低极片的离子电导率, 一般认为 6-9 层最为适宜, 目前市场化应用石墨烯主要是以预分散导电浆料形式供货 216 年 7 月份, 东旭光电子公司上海碳源汇谷推出首款石墨烯基锂离子电池产品, 命名为 烯王 硅碳已经在特斯拉上应用, 理论克容量约为 42mAh/g, 高出石墨负极 1 倍有余, 未来产业化的重点 硅碳材料因其高容量成为学术界和产业界关注的焦点, 但其存在首次放电效率低 硅的体积膨胀效应导致循环性能差等缺点也制约着产业化发展 Model 3 电池技术中硅碳负极的应用标志着硅碳负极材料产业化的重要突破 据报道, 该负极材料加入了 1% 的硅, 能量密度达到 3wh/kg, 随着技术的推进, 硅碳负极材料有望更进一步提升锂电池容量 A 股上市公司中, 海洋王拥有制备硅 / 石墨烯复合电极材料的电池技术专利 国轩高科拥有硅石墨烯及碳纳米管复合负极材料的电池技术专利 国外, 一些韩国和日本的材料厂商还推出了商业化的氧化亚硅复合负极材料 这些企业通过在技术上对硅基材料进行碳包覆, 改善了材料的导电性, 同时也避免了让氧化亚硅材料直接与电解液接
P26 触, 改善了材料的循环性能 表 7: 1865 电池负极升级到 Si/C 复合材料后电池容量高达 4Ah 资料来源 :Amprius Inc, 高工锂电, 东兴证券研究所 图 43: Amprius Inc" 核 - 壳 " 硅纳米线结构 资料来源 :Amprius Inc, 高工锂电, 东兴证券研究所 核 - 壳硅纳米线结构成功克服了硅膨胀 图中第一个图的架构是 Amprius Inc 第一代产品, 213 年底开始供货给深圳的一家手机公司, 是硅负极高能量密度电池的首个商用案例, 能量密度可以做到 65Wh/L, 比当时普通的电池能量密度高出约 2% 左右 第二个图是第二代产品结构, 比第一代产品的能量密度能再提升 1%-2% 前两代产品就是硅碳混合负极 3.2 动力锂电铜箔利润高 铜箔承载负极并输运载流子, 作用关键, 性能要求高 锂电铜箔的作用一是作为负极基底承载负极材料比如石墨 硅碳材料, 二是收集载流子并传输出去 锂电池对铜箔性能要求高, 主要体现在 : (1) 厚度薄, 满足电池高体积容量比要求 ; (2) 接触性能好, 均匀性高 保证和负极材料高强度接合, 均匀涂覆负极活性材料 ;
P27 (3) 化学与电化学性能稳定, 抗氧化, 耐腐蚀 ; (4) 电导率高, 保证收集和传输载流子损耗小 图 44:214 年中国铜箔产品占比 图 45: 铜箔性能对负极及电池性能的影响 锂电铜箔 13% 其他 7% 电子信息用铜箔 铜箔特性抗拉强度 + 伸长率表面粗糙度 负极 + 电池性能负极成品率电池容量 锂电铜箔 其他 表面性能 电池内阻 电子信息用铜箔 8% 厚度均匀性 抗氧化 + 耐蚀性 电池循环寿命 电池一致性 资料来源 : 网络整理, 东兴证券研究所 资料来源 : 网络整理, 东兴证券研究所 国内动力电池锂电铜箔需求 22 年将翻五倍达到 6.77 万吨 我们简单按照 1GWh 锂电池消耗.9 万吨铜箔, 结合动力电池未来几年的需求量, 估算得出 22 年动力电池铜箔需求量将是 215 年 5 倍, 达到 6.77 万吨 十三五 期间合计增量为 21 万吨, 按照目前市场价格 7.5 万元 / 吨估算, 市场规模为 157.5 亿 图 46: 我国锂电铜箔历年产量稳定增长 图 47: 国内动力锂电铜箔 22 年需求达 6.77 万吨 3.5 7% 8 3. 产量 ( 万吨 ) 增速 6% 7 需求 ( 万吨 ) 6.77 2.5 5% 6 5.45 2. 1.5 1..5 4% 3% 2% 1% 5 4 3 2 1 1.36 1.75 2.94 4.1. 29 21 211 212 213 214 % 215E 216E 217E 218E 219E 22E 锂电铜箔卖方话语权强, 企业高盈利格局将长期稳定 生产锂电铜箔的企业目前随着下游需求的强力拉动, 产线产能利用率也相应提高 新投产线开始进行 加工费出现大幅增加 现金流变好 加工费方面, 目前已经大幅提升至 3.6 万 / 吨, 而且下半年供需矛盾还在进一步激化, 加工费增长空间还有 15% 左右 财务方面, 账期缩短至 1 个月, 甚至出现客户现金付款 主要原材料方面, 铜价持续低位, 利好加工企业, 价差持续扩大, 主流锂电铜箔企业毛利率水平已经从 215 年的 13-15% 攀升至 23-25%, 每吨净利润已经达到 7 元 / 吨, 动力类的优质厂商可达 8-9 元 / 吨
P28 加工费提价的原因在于锂电铜箔生产壁垒高, 供不应求局面或将维持到 218 年 目前这一领域前五强是灵宝华鑫 诺德股份 广东嘉园 铜冠铜箔 湖北中一 215 年这五大厂商锂电铜箔产量 3 万吨左右, 产能合计 4 万吨左右 新投产线 其他领域铜箔产线转换 进口铜箔三种渠道对国内供给的增加都有限 首先新投产线周期需 2 年左右, 而受技术和客户的积累影响大, 下游电池厂客户要求非常严格, 过程相对缓慢 其次用于 PCB 的铜箔生产线切换成动力类铜箔生产也需要 1 年以上时间, 虽然消费类铜箔生产转换成动力类时间上更具优势, 但产能腾出空间有限 进口端, 产品主要来自台湾, 目前几乎没有新增供货可能 根据目前企业的投产规划, 第一轮投产供货浪潮将在 218 年出现 4. 电解液 : 产能顺势扩张, 制高点还看配方和添加剂 4.1 国内产能顺势扩张,217 年释放后将致价格回落 电解液在锂电池中正负极之间起到传导电子的作用, 是锂离子电池获得高电压 高比能等性能的保证 电解液占电池的成本为 1% 左右, 包括溶质 溶剂 添加剂等, 成本占比分别为 5%,3%,1% 左右 目前锂离子电池溶剂为无水有机物如 EC PC DEC 等, 多数情况采用混合溶剂, 如 EC2DM 和 PC2DMC 等 五种电解质导电率大小依次为 LiAsF 6 >LiPF 6 >LiClO 4 >LiBF 6 > LiCF 3 SO 3 LiClO 4 缺点是因其氧化性容易出现爆炸 ; LiAsF 6 优点是离子导电率较高易纯化且稳定性较好, 缺点是 As 有毒 ; LiBF 6 缺点是化学及热稳定性不好且导电率不高, LiCF 3 SO 3 缺点是导电率差且对电极有腐蚀作用 ; LiPF 6 优点是离子导电率高, 缺点是会发生分解反应 目前商用锂离子电池所用的电解液大部分采用 LiPF 6 的 EC2DMC, 具有较高的离子导电率与较好的电化学稳定性
P29 图 48: 锂电池电解液构成及成本占比 图 49: 电解液价格走势 常规溶剂 溶剂 新型溶剂 碳酸乙烯酯 EC 碳酸二甲酯 DMC 碳酸二乙酯 DEC 碳酸甲乙酯 EMC 聚碳酸酯 PC 电解液 3% 5% 1% 溶质 常规锂盐 LiPF6 新型锂盐 资料来源 : 网络资料, 赛迪顾问, 东兴证券研究所 添加剂 LiBF4 LiCO4 LiAsF6 LiCF3SO3 1% 其他 成膜添加剂高温添加剂低温添加剂倍率型添加剂过充添加剂阻燃添加剂 9 8 7 6 5 4 3 2 1 8.5 7.6 6. 5. 国内 LiPF6 技术突破电解液成本不断下降 价格 ( 万元 / 吨 ) 国内需求大增跟随 LiPF6 涨价 6. 5.5 4.5 资料来源 : 中国产业信息网, 东兴证券研究所 5.5 4.5 4. 新增电解液产能释放电解液价格回归理性 211 212 213 214 215 216E 217E 218E 219E 22E 国内六氟磷酸锂技术突破后电解液价格下降迅速 211 年之前, 日本三家龙头企业瑞星化工 森田化学和关东电化垄断了六氟磷酸锂行业, 当时六氟磷酸锂的毛利率高达 8% 为突破垄断封锁, 国内厂商成功研制出六氟磷酸锂的生产工艺, 凭借价格优势成功进入电解液企业的供应链, 日本企业顺势降价, 导致六氟磷酸锂价格由最初的 34 万元 / 吨下降至 215 年第二季度的最低点 8.4 万元 / 吨, 电解液价格也随之从 211 年的 8.5 万元 / 吨快速下跌到 4.5 万元 / 吨 图 5: 国内动力锂电电解液需求量 图 51: 国内主要电解液厂商产能统计 12. 1. 8. 6. 4. 2. 2.3 需求量 ( 万吨 ) 68% 4.9 29% 2.9 增速 9.1 6.8 39% 33% 11.3 8% 7% 6% 5% 4% 3% 24% 2% 1% 16. 14. 12. 1. 8. 6. 4. 2.. 3.5 2.5 1.7 1.3 拟扩产能 ( 万吨 ) 现有产能 ( 万吨 ) 1. 1..9.8.7.6.5 14.5. 215 216E 217E 218E 219E 22E % 资料来源 : 公司公告, 高工锂电, 赛迪顾问, 东兴证券研究所 电解液产能顺势扩张,217 年下半年将会供需平衡, 价格回落 过去几年, 中国电解液销量在全球的占比从 21 年的 47% 提升到 215 年的 72% 目前国内电解液的产能为 1.1 万吨, 新扩产产能为 4.4 万吨 据统计,216 年 217 年国内需求将分别为 1 万吨 14 万吨, 从数据来看, 产能可以满足市场需求 从价格上看, 过去一段时间电解液涨价是因为六氟磷酸锂的涨价, 而不是因为供给不足 在经历新建产能的 1-2 年的建设周期后,217 年下半年将出现大面积新建产能释放, 到时电解液的价格将会回落 5 年内动力锂电电解液新增需求合计将达 35 万吨 按照 1GWh 锂电池需要.15 万吨的
P3 电解液估算, 十三五 期间, 国内动力锂电电解液的增量需求合计 35 万吨, 对应的市 场规模为 169.1 亿元 表 8: 动力电解液厂商和全球主要电池企业供应关系 LG 化学松下三星 SDI AESC LEJ 东芝 PEVE 索尼比亚迪 Maxwell ATL 力神 比克沃特玛万向中山天贸国轩哈光宇维科 三菱化学 宇部兴产 福山药品 三井化学 韩国旭成 LG 化学 比亚迪 国泰华荣 新宙邦 天津金牛 东莞彬彬 广州天赐 东莞凯欣 珠海赛纬 资料来源 :ITT, 网络资料, 东兴证券 5 年内国内动力锂电用六氟磷酸锂的增量需求合计达 2.8 万吨 按照 LiPF 6 在电解液中的质量占比为 8% 估算, 得出 十三五 期间国内动力锂电对 LiPF 6 的增量需求合计为 2.8 万吨, 对应的市场规模为 98.4 亿元 从产能来看, 全球主要产能集中在中国, 目前全球现有产能最大的公司是日本森田 ( 张家港 )3 吨, 国内目前产能最大的公司是多氟多 25 吨, 按照扩产计划, 江苏新泰在原有 18 吨基础上将扩产到 6 吨, 满产后将成为全球最大 溶剂产业链技术门槛较高 在溶剂产业链中, 下游客户粘性比较强, 在认证通过供货商的溶剂后, 容易对稳定的供货商产生依赖性, 所以前期对溶剂企业的要求非常高 但除了进入供应链远不够, 还要做到具有绝对的市场竞争力的话, 就需要企业进行更长产业链覆盖, 做好上下游成本控制才能做出产品的价格优势, 所以溶剂企业竞争门槛相对较高 图 52: 国内动力锂电用六氟磷酸锂需求 图 53: 六氟磷酸锂全球主要企业产能 1..9.8.7.6.5.4.3.2.1.18.8.9 需求 ( 万吨 ) 增速 68%.7.73.6.55.5 39%.4.39 33% 29%.3.23 24%.2.1 8 7 6 5 4 3 2 1 6 35 4 3 25 2 2 18 25 扩产产能 ( 吨 ) 215 年产能 ( 吨 ) 475 5 2 44 3 85 7 15 26 13 13 13 1 5. 215 216E 217E 218E 219E 22E 资料来源 : 中国产业信息网, 东兴证券研究所 资料来源 : 赛迪顾问, 网络资料, 东兴证券研究所
P31 图 54: 六氟磷酸锂成本构成 图 55: 六氟磷酸锂价格走势 5 其他 8% 生产成本 9% 环保 12% 原材料 71% 原材料生产成本其他环保 45 4 35 3 25 2 15 1 28 26 价格 ( 万元 / 吨 ) 12 1 24 4 44 36 32 5 211 212 213 214 215 216E 217E 218E 219E 资料来源 : 中国化学与物理电源行业协会, 东兴证券研究所 资料来源 : 中国产业信息网, 东兴证券研究所 4.2 未来竞争聚焦制高点 : 配方和添加剂 电解液行业现阶段隐性门槛在添加剂和配方 电解液行业的特点是运作轻资产 研发重投入 行业的技术壁垒和核心竞争力在添加剂上体现的非常充分 电解液中的有机溶剂和锂盐两个领环节的技术已经被国内企业突破, 而且质量和国外企业持平 和国外仍有较大差距的环节是配方与添加剂 电解液中添加剂用量虽然很少, 但作用巨大, 可以说是 电解液性能魔术师 添加剂直接影响电解液的括安全性 比能 寿命和温程, 进而影响锂电池的电极容量 倍率充放电性能 正负极匹配性能 循环性及安全性能等 添加剂技术赶超拉开序幕, 抢占制高点意义重大 国外最强的电解液企业主要在日韩, 包括日本的宇部兴产和三菱化学, 韩国的 Panax-Etec 与 LG 化学, 他们在电解液添加剂领域是世界绝对领先 国内值得关注的是长园集团, 该公司已经在添加剂技术上突破封锁, 摸索出自己的工艺, 拥有自主知识产权, 在欧盟 日韩已经获得发明专利授权, 产品质量媲美韩国蔚山化学 日本关东电化 5. 隔膜 : 中低端过剩引来洗牌, 高端技术符合未来需求 5.1 中低端面临洗牌, 高端进口替代是大趋势 隔膜起到离子通道和防短路作用, 性能要求高 隔膜是一层多孔塑料薄膜, 基材包括 PP PE 等树脂材料和添加剂 隔膜的作用在于将锂电池中的正极和负极隔开, 防止两极接触而短路 ; 同时在电化学反应过程中, 起到离子通道的作用 对隔膜性能要求主要有耐腐蚀性好 强度高 高温微孔闭合性能好 浸渍性好等 隔膜材料 厚度和微孔数量等特性都会影响锂离子穿过隔膜的速度, 进而影响到电池的放电倍率 循环寿命等性能
P32 表 9: 锂电池隔膜性能要求 隔膜制备方法主要可以分为干法单拉 干法双拉和湿法 (1) 干法单向拉伸工艺指采用生产硬弹性纤维的方法制备出低结晶度的高取向聚丙烯或聚乙烯薄膜, 再高温退火获得高结晶度的取向薄膜 这种薄膜先在低温下进行拉伸形成微缺陷, 然后在高温下使缺陷拉开, 形成微孔 ; (2) 干法双向拉伸是通过在聚丙烯中加入具有成核作用的 β 晶型改进剂, 利用聚丙烯不同相态间密度的差异, 在拉伸过程中发生晶型转变形成微孔, 用于生产单层 PP 膜 目前中国三分之一以上产能使用干法双拉工艺, 产品在中低端市场占据较大比例 ; (3) 湿法工艺将液态烃或一些小分子物质与聚烯烃树脂混合, 加热熔融后, 形成均匀的混合物, 然后降温进行相分离, 压制得膜片, 再将膜片加热至接近熔点温度, 进行双向拉伸使分子链取向, 最后保温一定时间, 用易挥发物质洗脱残留的溶剂, 制备出相互贯通的微孔膜材料 日本旭化成 日本东燃 韩国 SK 等均采用此工艺 图 56: 锂电隔膜发展趋势 干法 传统隔膜 : 聚乙烯 PE 聚丙烯 PP 聚烯烃微孔膜 轻薄 3C 锂电 便携锂电 A. 涂覆改性 : 比如, 陶瓷材料改性 B. 新材料替代 : 比如, 聚酰亚胺隔膜 凝胶聚合物电解质隔膜 技术路线 应用领域 湿法 高能量密度 高安全性能 动力锂电 储能电站 图 57:215 年锂电池隔膜国际竞争格局 住友化学 1.69% Entek 1.69% W-scope.84% Cz-mz 2.53% 义腾新能源 3.38% 金辉高科 4.22% UBE 4.22% 星源材质 5.6% 其他 19.83% Green 6.75% 资料来源 : 中国电池网, 东兴证券研究所 Asahi Kasei 29.54% SKI 9.28% Toray Tonen 1.97% Asahi Kasei Toray Tonen SKI Green 星源材质 UBE 金辉高科义腾新能源 Cz-mz Entek 住友化学 W-scope 其他 干法隔膜大比例国产化, 中低端急速扩张将带来行业洗牌, 高端市场仍高比例依赖进口 215 年全球 15.48 亿平方米的出货量中, 干法隔膜占 4% 国内有所不同, 由于干法
P33 隔膜的投资资金门槛低 工艺简单 成本低, 因此率先实现了进口替代, 占到国内隔膜总产量的 75% 国产的干法隔膜已经开始为国际一线电池厂商如 LG 化学等企业供货, 以星源材质和沧州明珠为代表的干法隔膜已经开始大规模的用在动力电池领域 但是中低端隔膜行业, 新进企业的不断集中式涌入导致过度竞争, 面临行业洗牌风险 高端隔膜品质要求非常高, 目前在全世界范围内只有美国和日本的少数厂商能够生产, 国内仍处于高度依赖国外进口的状态, 进口替代空间巨大 图 58:29-215 年全球隔膜出货量和均价 图 59:29-215 年我国隔膜出货量和均价 18 16 14 12 1 8 6 4 2 2.7 3.28 3.98 出货量 ( 亿平米 ) 均价 ( 美元 / 平米 ) 15.48 2.6 2.6 2.4 2.2 11.35 1.8 8.37 6.54 4.87 3 3 2 2 1 1 8 7 6 5 4 3 2 1 9.4 出货量 ( 亿平米 ) 均价 ( 元 / 平米 ) 7.5 8. 7.2 6.6 6. 4.5 2.96 3.6 1.92 1.18.57.81 1 9 8 7 6 5 4 3 2 1 29 21 211 212 213 214 215 29 21 211 212 213 214 215 资料来源 : 中国产业信息网, 东兴证券研究所 资料来源 : 中国产业信息网, 东兴证券研究所 核心技术专利 产线设备和基体材料是隔膜国产化最大痛点 隔膜产品的性能由基体材料和生产工艺共同决定, 基材性能高低是决定隔膜产品性能的基础, 决定了隔膜的电子绝缘性 化学稳定性 拉伸强度和收缩率等 ; 而生产工艺决定了孔径 孔隙率 浸润性和厚度等参数 隔膜专用的基材和生产设备的核心技术基本上都被旭化成 东燃化学 Celgard 等企业垄断, 目前国内隔膜的生产设备和基材依赖国外的现状仍然没有得到改变 5 年内国内动力锂电隔膜增量需求 42 万平米 按照 1GWh 锂电需要.18 亿平米隔膜, 平均市场价格 5 元 / 平米估算出, 十三五 期间国内动力锂电对隔膜的增量需求合计为 42 万平米, 对应的市场规模为 21 亿元
P34 图 6:215 年不同锂电隔膜市场均价 图 61: 国内动力锂电隔膜需求量 7 6 5 4 3 2 1 均价 ( 元 /m2) 16. 14. 12. 1. 8. 6. 4. 2. 2.7 需求量 ( 亿平米 ) 5.9 3.5 8.2 1.9 13.5 干法双拉干法单拉湿法陶瓷涂覆. 215 216E 217E 218E 219E 22E 资料来源 : 高工锂电, 东兴证券研究所 表 1: 隔膜厂商和全球主要电池企业供应关系 资料来源 :ITT, 网络资料, 东兴证券研究所 ( 表示有潜在供货可能 ) 5.2 湿法 + 涂覆改性是未来趋势 湿法涂覆隔膜能提高电池的安全性能和功率 与普通聚烯烃隔膜相比, 湿法涂覆隔膜具备热稳定性高 热收缩低 与电解液浸润性高的优点 陶瓷涂覆隔膜是利用粘结剂在聚烯烃基膜上涂布陶瓷氧化铝或 VDF 等胶黏剂, 在湿法工艺中广泛应用 热缩是导致正负极材料出现接触而短路的重要原因, 不加涂覆的隔膜在 13 的温度下的热缩率是 1% 以上, 而有涂覆隔膜收缩率为 2%, 涂覆材料的核心作用就是防止隔膜整体热失控, 耐热温度提高到 24, 而且涂覆材料提升隔膜的机械性能, 隔膜的抗刺穿能力也能得到提高, 进一步提高了电池的安全性 同时无机颗粒表面亲水性高提升了浸润性, 降低内阻, 提高放电功率 国内湿法涂覆隔膜的技术开始成熟, 市场份额有望大幅提升 纽米科技 上海恩捷等企业打入 LG 三星的供应链, 标志着湿法隔膜已经开始替代进口隔膜进入消费及动力锂电领域 未来国内湿法产能扩张后能够降低成本, 从而增加在动力锂电领域的竞争力, 实现对干法隔膜的替代, 预计湿法隔膜将取得超过隔膜行业平均增速
P35 6. 封装 : 三种封装长期共存, 看好大单体软包 6.1 圆柱 方形 软包性能各异 图 62: 纯电动车用锂离子电池成本趋势 3 2.5 2.6 2.98 2 1.5 1.5.69.64.65.47.46.38 1 成本 ( 元 /Wh) 215 22E 225E 215 22E 225E 215 22E 225E 三星 SDI 方形 LG 化学软包 松下圆柱 表 11: 对比三种锂电池特性 方形 锂电池种类 圆柱形 软包 资料来源 :B3 report, 东兴证券研究所 锂电池封装分三种, 圆柱型 软包 方形硬壳, 目前代表型企业分别是松下 LG 三星 SDI, 分别供应的车型是特斯拉 Model S 雷诺 ZOE 宝马 i3 大单体是趋势 从容量看, 松下目标是从 215 年的 3.18Ah 增加到 5.5Ah, 三星 SDI 目 标是从 215 年的 6Ah 增加到 225 年的 125Ah,LG 的目标是从 215 年的 36Ah 增加 到 225 年的 8Ah 软包锂离子电池性能独特 与传统钢壳 铝壳锂电池相比, 软包锂电池具有重量轻, 比 容量高 安全性能好 设计灵活等优点 从重量上比较, 同样容量的软包锂电池通常比钢壳 铝壳锂离子电池分别轻 4% 2% 左右 ; 资料来源 : 电动汽车论坛 东兴证券研究所 从容量上比较, 同等规格尺寸的软包锂电池的容量比钢壳 铝壳锂电池分别高 1-15% 5-1% 电池特性 优点 : 对电芯的保护作用强于铝塑膜电池 ; 缺点 : 能量密度有限, 自动化生产程度低, 产品良率低, 一致性较差 优点 : 电池一致性强, 能量密度较高 ; 产品良率高, 包装成本较低 ; 电池小 散热面积大, 散热性能优于方型电池 ; 缺点 : 串并联系统, 单个电池出故障会影响电池组整体运行 优点 : 安全性好, 不会爆炸 ; 重量轻, 较同等容量的钢壳锂电池轻 4%, 较铝壳锂电池轻 2%; 容量大, 节约体积 2% 以上 ; 内阻小, 自耗低 ; 设计灵活, 可变任意形状 ; 缺点 : 一致性较差, 成本较高, 穿刺后可能发生漏液
P36 6.2 软包份额将逐渐增大, 动力铝塑膜将迎强势增长 软包在动力电池领域应用广泛 全球畅销的日产 leaf 雪佛兰 volt 采用软包电池技术路线 国内目前来看, 包括北汽 长安等国内中高端新能源乘用车上都开始采用软包电池 国际 动力电池供应商, 如 LG 化学 AESC 和被万向收购的 A123 采用软包锂电池 软包关键材料铝塑膜技术门槛高, 占锂电池电芯成本 17% 左右 作为软包锂电池的封装 材料, 铝塑膜具有较高的技术门槛, 为保证电池的长周期稳定运行, 需要极高的阻隔性 良好的冷冲压成型性 耐穿刺性 稳定性和绝缘性 铝塑膜由三层膜组成,ON( 尼龙层 ) /AL( 铝层 )/CPP( 耐电解液层 ), 每层之间通过胶粘剂复合 铝塑膜占锂电池电芯成本 17% 左右, 毛利可以高达 5%, 属于产业链中高利润领域 图 63: 铝塑膜结构图及各层性能要求 作用 : 保护 AL 层不被刮伤 抗冲击性能好 耐穿刺性能好 耐热及绝缘性能好 耐摩擦性能好 [25μ m] 尼龙 PA [2μ m] 胶粘剂 [35μ m] 铝箔 Al [2μ m] 胶粘剂 [45μ m] 聚丙烯 CPP 作用 : 形态成型和防止水分侵入 良好的抗针孔性 稳定的可加工成型性 优良的双面复合性 作用 : 耐电解液 耐有机溶剂性能好 摩擦系数不能过大 热粘性好 热封强度稳定 耐穿刺性能好 资料来源 :CNKI, 东兴证券研究所 日本寡头垄断, 国内尝试不断, 进口替代市场空间巨大 日本寡头控制国内供货, 国内电池制造商在供给量和价格上没有主动权, 电池成本无法有效控制, 影响企业和行业的长期稳定发展 日本和韩国几家企业在铝塑膜市场的优势已经非常明显, 几乎垄断了全球 9% 的市场份额 国内厂商目前的突破机会就是借助强大的市场需求及制造端的其他优势比如成本优势来实现国产化 为打破国外企业的垄断, 过去几年国内多家企业尝试突破 紫江彩印于 29 年研发出具有自主知识产权的锂电池铝塑膜, 目前处于小批量试生产阶段 佛塑科技的铝塑膜还处于中试和市场开拓阶段 万顺股份 亚太科技的铝塑膜目前都还处于研发阶段 杭州福斯特目前已经在建年产 5 万平米铝塑膜项目 天宇新材采用的是国内南开大学技术,214 年 9 月已经开工, 未来将达到 1 条产线 新纶科技 216 年弯道超车, 直接收购日本凸版印刷的铝塑膜业务, 未来铝塑膜产能将达到 6 万平米 / 月
P37 图 64: 214 年全球软包材料厂商市场占有率 大仓工业 3% 栗村化学 8% 凸版印刷 12% 昭和电工 29% 滕森工业 1% 其他 2% 大日本印刷 45% 大日本印刷昭和电工凸版印刷栗村化学大仓工业滕森工业其他 资料来源 : 高工锂电, 东兴证券研究所 22 年国内动力铝塑膜需求将是 215 年需求量的 3 倍以上,5 年内年复合增速将达 97% 根据市场历年数据, 简单假设 1GWh 软包动力电池对铝塑膜的需求量为 6 万平米, 动力铝塑膜的市场价格为 35 元 /m2, 假设软包在国内动力电池中的渗透率不断提升, 结合每年国内动力电池需求量, 粗略推算出国内动力铝塑膜的需求量, 得出在 十三五 期间的增量需求合计为 3.34 亿平米, 对应市场规模为 116.9 亿元, 年复合增速将达 97% 表 12: 国内动力软包铝塑膜市场需求测算 7. 投资策略 : 紧抓产业链龙头, 关注制高点格局变动 7.1 动力锂电产业链各个环节对应的公司 动力电池 : 龙头智慧能源 国轩高科 亿纬锂能, 关注澳洋顺昌 长信科技 比亚迪 ; 正极材料 : 龙头当升科技, 关注格林美 金鹰股份 湖南瑞翔 *ST 金瑞等 ; 锂盐材料 : 龙头天齐锂业 赣锋锂业, 关注融捷股份 众和股份等 ; 负极材料 : 龙头杉杉股份 中国宝安, 关注星城石墨 新纶科技 德尔未来 北京创亚等 ;
P38 锂电铜箔 : 龙头诺德股份, 关注铜陵有色 灵宝华鑫 湖北中一等 ; 电解液 : 龙头新宙邦, 关注天赐材料 杉杉股份 江苏国泰 长园集团等 ; 六氟磷酸锂 : 龙头天赐材料, 关注多氟多 必康股份 ; 隔膜材料 : 龙头沧州明珠, 关注星源材质 佛塑科技 胜利精密 中材科技 格瑞恩等 ; 软包铝塑膜 : 龙头新纶科技, 关注紫江企业 佛塑科技 关于产业链投资, 我们的核心思路是 : 紧跟产业链龙头, 关注各个环节制高点形势变动, 紧盯外延发展 跨界整合的具有高增值空间的企业 重点关注企业包括, 已经收购老牌锂电企业深圳比克 1% 股权的长信科技 已经收购在三元锂电深耕十年的绿伟锂能 47.6% 股权的澳洋顺昌 锂电设备业绩优秀未来业绩增长空间巨大的融捷股份 拥有电解液添加剂核心技术并且产能世界领先的长园集团 收购日本凸版印刷铝塑膜业务成功布局锂电铝塑膜的新纶科技 7.2 重点公司 ( 1) 长信科技锂电池布局有望继续大步向前 公司已用 8 亿现金收购三元锂电制造商深圳比克 1% 股权, 未来有望收购剩余全部股权 比克动力主营业务是三元锂电池的研发与生产, 包括动力电新 模组 PACK 和整包技术, 有能力向新能源汽车客户提供全面的电源解决方案 收购宏景电子 7.29% 股权, 产业链延伸彰显长远发展目标 9 月 8 日, 长信科技发布公告, 将以现金支付方式购买宏景电子 7.29% 的股权 此次收购有助公司成为互联智能汽车电子领域技术领先的方案公司, 进一步深化公司在新能源智能汽车电子和车联网领域的产业链垂直整合, 还能够更好地发挥长信科技和宏景电子的协同效应 同时宏景电子已经进入 IPO 辅导阶段 我们预测公司 216-218 年 EPS 分别为.37/.58/.93 元, 对应 PE 分别为 43/27/17 首次给予 强烈推荐 评级 ( 2) 澳洋顺昌收购江苏绿伟 47.7% 股权, 成功布局三元锂电 公司以现金收购并增资江苏绿伟实现控股 47.6% 绿伟锂能主要经营资产是天鹏电源, 上半年营收 1.33 亿元, 净利润 2521 万元, 分别同比大增 95.17% 及 253.62%, 承诺未来三年累计扣非净利润不低于 3.6 亿元 天鹏深耕三元电池近十年, 近两年重点发力新能源车用三元锂电 在生产能力方面, 为了满足市场需求,216-217 年公司斥资 15 亿投入国际最先进的全自动化设备, 新建了为 EV 圆柱锂离子电池打造的二号基地, 设计产能 1 万支 / 天,217 年一期可实现产能 6 万支 / 天 ;217 年底全部达产后, 加上现有 1GWh 产能, 可实现年产 4.5GWh 动力锂离子电池的规模 LED 二期计划 3 倍扩张, 关键点持续快速扩张 公司前期已通过发行可转债募集 5.1 亿元, 由于行业情况未明朗, 推迟了投产进度 三季度行业经营情况回暖后, 积极推进二期
P39 产能建设, 目前已采购设备, 计划再扩相当于 1 期 3 倍的产能, 届时月产能将达到 8 万片, 规模明显提升 由于新机台相比其他竞争者的老机台具有明显较高的性价比, 有望后续保障公司产品盈利能力, 预计其竞争力将逐渐体现 我们预测公司 216-218 年 EPS 分别为.34/.43/.5 元, 对应 PE 分别为 32/25/21 首次给予 强烈推荐 评级 ( 3) 融捷股份锂电设备订单情况好, 锂电系统投产并贡献收入 锂电设备方面, 子公司东莞德瑞上半年实现收入 74.66 万元, 净利润 1989.86 万元, 其中消费类收入是主导, 动力类有待放量 目前德瑞是公司业绩的主要来源, 其收入贡献约占 84.85% 毛利率 46.5%, 下滑 1.79 个百分点 东莞德瑞主推产品为全自动化成机, 已争取到 ATL 大部分化成机定单, 另外注液机的外部推广基本成功, 新增订单超额完成目标 后续公司会将赢利重心逐步从消费电子类设备转移到动力电池类设备, 并适当延伸锂电装备产品线 锂电系统方面, 一期 4 亿 Wh 项目基本筹建完毕, 产品投产交货, 上半年已实现营业收入 1282.3 万, 毛利率为 8.8%, 未来随着二 三期项目的落地, 营收和毛利率有望持续上升 锂矿复产进度慢于预期, 后续有待持续跟踪 融达锂业也未能顺利复产, 原因在于当地政府未能完成涉矿企业进场复工复产的目标,216 年三季度主要是完成矿区规划 环评 矿权清查清理工作, 下半年根据复产的统一安排, 积极开展尾矿库和矿区道路的改造工作, 力争实现矿山早日复工复产, 并适时推进锂盐深加工项目建设 我们预测公司 216-218 年 EPS 分别为.24/.56/1.11 元, 对应 PE 分别为 115/5/25 首次给予 强烈推荐 评级 ( 4) 长园集团运泰利表现亮眼, 未来收入有望持续超预期 今年上半年珠海运泰利并表营收 6.7 亿元 运泰利主营业务为智能产品及测试系统 自动化生产装备和自动化测试及生产线解决方案 主要客户为境外高端制造企业, 其测试设备产品主要用于智能手机 平板电脑 可穿戴设备的生产过程中, 行业处于高速发展阶段 智能电网业务实现高增长 216 年上半年, 智能电网设备业务实现较快增长 从子公司业务来看, 长园深瑞营收 5.89 亿元, 同比增长 24%, 净利润 7929 万元, 同比增长 36%; 长园共创营收 9691 万元, 同比增长 15%, 净利润 1656 万元, 同比大幅增长 125%; 长园电力营收 22482 万元, 同比增长 15%, 净利润 1269 万元, 同比下降 9% 新能源汽车投资布局为业绩提供有力支撑 公司很早开始新能源汽车领域前瞻性投资和整合, 之前投资的沃特玛 星源材质均有望较快实现证券化, 有望给公司带来较丰厚的投资回报 公司已控股的江苏华盛在锂电池添加剂领域保持全球领先, 大规模的扩产有望在今年底达产 我们预测公司 216-218 年 EPS 分别为.59/.74/.86 元, 对应 PE 分别为 24/19/16 首次给予 强烈推荐 评级
P4 ( 5) 新纶科技 功能新材料产品业绩贡献突出 上半年公司功能材料产品实现收入 17512 万, 同比增长 71.4%, 在总营收中占比 3.51%; 营业利润 517 万元, 同比增长 48.2%, 在总利润中占比 27.96%, 功能材料产品毛利率达到 29.53%, 盈利能力较强, 是公司业绩的主要贡献板块 下半年常州项目产能继续释放, 功能材料业绩贡献将进一步加强 T&T 铝塑膜业务收购完成, 未来利润贡献重要来源 完成对日本凸版印刷铝塑膜业务的收购后, 公司将掌握锂电池铝塑膜产品的生产技术, 日本工厂继续生产供货, 同时在常州产业园投建新生产线, 预计 219 年日本和常州产线满产后合计产能将达 6 万平米 / 月, 年贡献利润可达 2 亿 我们预测公司 216-218 年 EPS 分别为.2/.4/.76 元, 对应 PE 分别为 99/49/26 首次给予 强烈推荐 评级 表 13: 重点跟踪公司 公司名称 评级 盈利预测 PE 估值 215A 216A 217A 218A 215A 216A 217A 218A 长信科技 强烈推荐.21.37.58.93 75 43 27 17 澳洋顺昌 强烈推荐.25.34.43.5 43 32 25 21 融捷股份 强烈推荐.6.24.56 1.11 46 115 5 25 长园集团 强烈推荐.51.59.74.86 27 24 19 16 新纶科技 强烈推荐 -.29.2.4.76-69 99 49 26 资料来源 : wind, 东兴证券研究所