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锂电池中国即将突破日韩!低毛利暗藏风险

文|智东西(微信号:zhidxcom)

7月5日,比亚迪与长安汽车在深圳签署战略合作协议,正式迈出了动力电池对外供应的第一步。根据协议,比亚迪与长安汽车将组建合资公司,从事车用动力电池生产、销售等业务。

从宁德时代闪电过会,股价一路走高,到比亚迪开放技术,联手长安,风口上的锂电池正在缔造传奇。

本期的智能内参,我们推荐来自东兴证券的锂离子电池未来发展研报和华泰证券的电解液行业深度报告,解读锂电池技术趋势和市场格局,着重分析量增价跌下趋势的电解液龙头布局,以及国内企业海外市场的增量机会。如果想收藏本文的报告(华泰证券-行业拐点或将来临,龙头布局正当时),可以在智东西公众号回复关键词“nc267”下载。

以下为智能内参整理呈现的干货:

续航难题

锂电池处于高速发展时期,在消费电子和动力电池领域分别有近30年、10年的发展历史。

▲续航时间仍然是消费电子一大困扰(三星率先在Galaxy note 7提升电池电量,但由于技术尚未成熟,发生多起因电池缺陷造成的爆炸和起火事故)

消费电子的特点是小、薄、轻,要求电池具有体积小、重量轻的特点,转换为电池技术指标即为高体积密度和高能量密度。目前,高压钴酸锂充电电压已开发至 4.45V,但体积密度仍然无法满足手机要求,手机仍然存在电量焦虑的问题。

▲钴酸锂充电截止电压每上升0.5V 对应放出电量增加7%左右

为提升电池体积密度可以从提高材料容量和优化电池结构两个方面进行:

1、材料方面,通过继续提升(正极材料)钴酸锂充电截止电压,提高可放出电量;通过在石墨负极掺硅,提升负极容量,以达到提升体积密度的目的。

2、结构方面,减少电池结构件的体积和重量(此法提升性能的空间不大)。

▲纯电动和插电式混合动力乘用车电池近3年及未来13年CAGR

而动力电池市场,受益于全球新能源汽车浪潮的开启,在市场需求叠加政策产能门槛驱动下,预计未来13年CAGR约为 33%,混动汽车短期内预计可创造73~142亿/年的电池市值,算上纯电动2030年预计对应动力电池需求达4596亿元。

▲《节能与新能源汽车技术路线图》对纯电动(BEV)和插电式混合动力汽车(PHEV)

相比于传统汽车,新能源汽车的续航里程和成本仍然较高,如何缩小与传统汽车续航里程和成本的差距是影响新能源汽车普及速度的关键。

近年来,动力电池正极材料发展已经经历了以下三个阶段:美国、中国推广磷酸铁锂体系,日本推广锰酸锂掺三元体系→三元 NCM111 体系→三元 NCM523 体系。然而,三元 NCM523 体系的能量密度和成本仍无法满足要求,导致新能源汽车与传统车仍有差距。

▲电动车型重量、续航里程和价格相比传统车仍有差距

与消费电子相同,提高电池能量密度和降低成本主要从材料和结构两个方面着手:

1、材料方面,三元 NCM811 、硅碳负极的容量高于前代产品,量产之后具有提升能量密度和降本双重效果。 磷酸铁锂虽不能提高电池能量密度,但是由于其原材料资源丰富, 对电池降本很有帮助。

2、电池结构优化对提升能量密度和降本都有很好的效果, 铝壳电池结构上仍有很大的优化空间, 进一步优化 会以成本取胜,在汽车和储能等大工业领域大量抢占软包、圆柱电池市场。

各环节技术趋势

▲锂电池材料构成

锂电池材料可简单化分为7类,其中 正极、负极、电解液、隔膜工艺难度较大, 约占电池成本的55.2% ,为电池4大核心材料。

▲锂电池产业成本分布一览

▲锂电池直接原材料毛利率(%)

东兴证券分析锂电池材料公司毛利率发现:正极材料盈利能力好转,看好高镍、高压正极材料发展空间;隔膜由于技术壁垒高,盈利能力最强;看好硅碳负极发展空间。

▲电池产业链趋势一览

正极材料:三元快速放量

锂电池正极材料主要批量出货的产品包括钴酸锂、三元、磷酸铁锂、锰酸锂。其中,三元和磷酸铁锂出货量快速攀升,钴酸锂和锰酸锂出货趋于稳定。

2015 年之前,我国正极材料厂商掌握核心技术有限,产品同质化严重,竞争激烈,企业盈利能力很差,平均毛利率仅有 7%。2015 年后,新能源汽车市场爆发,锂、钴产品价格暴涨,同时正极材料产品向中高端市场靠拢,平均毛利率提升至 17%。

▲中国三元和磷酸铁锂在全球出货占比持续攀升

目前,正极材料已基本完成国产化且增速大于全球正极材料增速,2017年中国正极出货占全球出货量55%。

受益于新能源汽车高能量密度的要求,三元材料向高镍方向发展且短期内增速最高,预计未来3年、8年CAGR分别为28%、20%;磷酸铁锂短期内增速不如三元,但随着2020年退补后部分车型重选磷酸铁锂,其增速会在一定时期内超越三元。未来3年、8年CAGR分别为5%、16%;消费电子钴酸锂增量趋于稳定,但高压钴酸锂由于较高技术壁垒,会持续存在结构性紧缺。

▲中国正极材料产能预测

负极材料:硅碳已处量产前夕

负极种类繁多,目前批量出货的主要为人造石墨、天然石墨、钛酸锂等。长期来看,正极材

料容量提升空间已比较有限,电池能量密度提升主要靠硅碳负极。

负极材料市场近3年CAGR为27%,出货主要以人造石墨和天然石墨为主,人造石墨凭借优异的综合性能(成本、循环性能、安全性能、大倍率充放电效率、与电解液的浸润性等),出货量逐年增加。

▲人造石墨占比逐年提高

璞泰来和贝特瑞负极业务近5年毛利率平均值为33%,高于正极材料和电解液,但与申万行业分类中 SW 其他电子Ⅲ的平均值 31%接近。

东兴证券预计,未来8年负极CAGR约为10%。石墨材料容量已经接近理论上限,而可满足更高容量需求的硅碳负极(目前,低硅-硅碳负极已经完成开发验证)已处于量产前夕。

▲锂电池负极近3年及未来8年CAGR

电解液:六氟磷酸锂已实现国产化替代

锂电池电解液主要由锂盐、溶剂和添加剂三部分组成。锂盐提供锂离子参与充放电反应,溶剂做为锂离子迁移载体,添加剂用于改善电池某项性能。

受益于下游新能源汽车拉动,近3年电解液复合增长率为14%,其中六氟磷酸锂(约占电解液成本50%)已完成国产化替代,进入价格竞争阶段。

▲国产化进程和供需影响六氟磷酸锂价格走势

电解液公司盈利能力比较稳定,行业近8年平均毛利率约为27%。预计未来八年,电解液市场年复合增长率约为 18%,后续发展主要在于新型专用添加剂的开发和电解液纯度的提高:

1、高镍三元电解液:高镍三元为即将量产的正极材料,具有提高电池容量、降本的作用,但高镍三元在一般的电解液中存在过渡金属溶解和电解液分解的问题,需要开发专用电解液及添加剂。

2、硅碳负极电解液:硅碳负极同样可以提高电池容量,为急需量产负极产品,一般电解液中微量氢氟酸会腐蚀硅,同时很难在负极形成稳定的钝化膜,造成电池容量快速衰减,所以需要硅碳负极专用电解液及添加剂。

3、快充技术:快充技术要求电解液具有更高的稳定性和电导率,同样需要新型添加剂改善电解液这两方面的性能。

4、高压电解液:提升电解液耐压上限可以通过高压添加剂和提高电解液纯度两个方案。

▲电解液近3年及未来8年CAGR

隔膜:国产化加速

锂电池隔膜介于正负极之间,起到锂离子导通但电子绝缘的作用,具有较高技术壁垒,是锂电池四大材料中国产化进程最慢的产品。

其中,干法隔膜成本低,污染小,但厚度大,主要应用于低端市场;湿发隔膜设备投入大,成本高且有一定污染,但厚度小,隔膜厚度降低 25%电池能量密度可提升约 10%,市场占比逐年提高。

▲湿发隔膜占比逐年提高

近3年隔膜出货量 CAGR 为 23%,其中湿法隔膜占比逐年增加;中国隔膜在全球市场占比仍然不高。预计未来8年隔膜CAGR约为 21%。我国湿发隔膜占比仍低于日韩,受益于电池高能量密度的要求,湿发隔膜占比会进一步提高。

▲隔膜近3年及未来8年CAGR

格局:龙头压制 进军海外

锂电池的生产工艺复杂,涉及制浆工艺、涂布工艺、组装及注液工艺;设备投入大,对生产控制过程要求高,产能比较集中,而且正向更集中的方向发展。此外,锂电池产品更新换代较快,需要的研发投入也在逐年增加,尤其是龙头公司,研发支出总额占营业收入比例接近8%。

▲锂电池行业集中度高且向更高方向靠拢

电解液是锂电池四大重要原材料(正极、负极、隔膜、电解液)之一,其性能直接关系到锂电池的高电压特性、充放电倍率、循环寿命、安全性等。电解液价格与六氟磷酸锂价格走势基本同步,呈现明显的周期性。

2013 年,国内厂商相继突破技术瓶颈,发展到现在,国内六氟磷酸锂的技术工艺相对成熟,以多氟多为代表的锂盐企业还实现了对海外出口。

以下将以电解液市场为例,解读企业竞争和龙头布局:

从出货量和产能规模看,国内电解液目前基本形成了天赐材料、新宙邦、国泰华荣三大巨头并列的局面,且三大供应商已经形成相对固定的客户群。

▲电解液定价和盈利模式

从行业盈利模式来看,电解液基本按照“原材料成本+加工费”的方式定价。随着电池高端化带动电解液产品升级 ,电解液厂盈利能力有望进一步提升。

自产关键原材料六氟磷酸锂和添加剂是厂商获得成本优势的重要手段之一。 六氟磷酸锂产品相对同质化,盈利主要看成本控制能力,成本取决于工艺以及原材料供应管理。

▲国内六氟磷酸锂供需平衡(单位:万吨)

华泰证券测算发现,2016年国内六氟磷酸锂整体供给偏紧,2017年随着大量产能投产释放,供给由偏紧转为过剩;2018年国内六氟磷酸锂新增产能主要来自多氟多和天赐材料,预计新增产能4000吨,产能过剩仍然比较严重。

根据化学与物理电源协会数据,目前六氟磷酸锂市场报价约为 10-12 万/吨,假设取中间

值 11 万/吨,那么对应毛利率不到 10%,部分企业已经盈亏平衡或者接近亏损。在如此低价格水平下,小厂本来不具备规模优势,几乎没有盈利空间。

▲几家电解液企业研发投入对比

加上电解液厂商差异化竞争的关键是开发配方和添加剂以获得技术溢价,而持续的研发投入是保证技术领先的前提,中小企业与龙头企业的技术差距因研发投入进一步拉大,产业集聚效应明显。

▲国内电解液厂的客户情况

此外,电解液配方具备定制属性,下游电池厂为保证产品一致性,不会轻易更换供应商,因此电解液厂商对下游客户具备一定粘性。换言之,产业集聚效应将导致电解液厂集中度跟随下游客户集中度提升而提升。

▲2016年海外电池企业的电解液供应情况(单位:吨)

除了减利润,增研发稳据国内市场,国内电解液厂商龙头们也已进入海外消费电池企业(三星SDI,LG化学,松下,索尼)供应链,并有望凭借积极的产能扩张(保障稳定的大规模供货)和完善的产业链配套(相对于海外竞争对手的性价比优势将更加突出)进军海外动力电池供应链,蚕食日韩电解液供应商的市场份额。

▲海外三大电池企业的客户、出货量以及供应商情况

总的来看,成本竞争导致了电解液厂商的毛利率受限,因而产业链整体看虽然量有增长,但是预计盈利增长有限。往后看,华泰证券认为行业有边际改善,主要来自于:

1、六氟磷酸锂环节洗牌结束后,产能出清,价格有望触底反弹,从而带动电解液价格反弹;

2、电解液产品结构改善:三元电池占比将进一步提升,且三元电池往高镍化发展,对电解液品质要求提升,电解液平均单价或将提高,电解液企业获得超额利润机会增大;

3、国内电解液厂有望进军海外动力电池市场打开增量空间。

智东西认为,锂离子电池有着明确的市场需求(消费电子+新能源汽车)、技术需求(提高能量密度)和解决路径(优化材料选择和电池结构),产业链发展相对完善,因而有着较为明确的未来产业格局变化趋势,即各龙头发挥成本优势和技术优势稳据国内市场,加速国产替代化,随后利用规模效益和性价比优势进军海外市场,突入日韩防线。

(作者系独立撰稿人。本文系作者研究观点,不代表览潮网立场。)

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