
2023年厦钨新能研究报告 深耕锂电正极材料20载
1.1、 背景:正极材料为锂电池核心环节
(资料图片仅供参考)
正极材料为锂电池核心环节,其特性对锂电池能量密度、循环寿命、安全性能等核心 指标具重要影响。根据正极材料不同,锂电池主要包括钴酸锂电池、锰酸锂电池、磷酸铁 锂电池、三元锂电池等。 钴酸锂电池为第一代商业化应用的锂电池技术路线,由于其体积能量密度高、倍率性 能好,成为消费电子产品核心产品,其主要缺点为成本较高、循环寿命较短;锰酸锂电池 主要优点为锰资源丰富、成本低、安全性能好,因此锰酸锂为电动两轮车等对成本高度敏 感应用场景的主流选择,低能量密度成为限制其更多领域应用的主要因素;磷酸铁锂电池 综合性能优秀,成本低、安全性高、循环寿命长,广泛用于新能源汽车,并在电化学储能 占据主导地位;镍钴锰三元锂电池综合了钴酸锂、镍酸锂和锰酸锂三类材料的优点,存在 明显的三元协同效应,具高能量密度,可使电动汽车拥有更高续航里程,但较高的成本、 较差的安全性为限制其渗透率的核心原因。
除性能外,正极材料在成本方面亦对锂电池具重大影响。正极材料为锂电池中成本占 比最高的原材料,以三元锂电池为例,三元正极材料成本占比超过 50%,对锂电池整体成本 影响极大。
受过去几年全球新能源汽车及储能市场高速发展带动,磷酸铁锂、三元锂电池占比迅 速提升,已成为锂电池最主要正极材料。消费电子需求增长较缓,导致国内钴酸锂正极材 料产量占比下降至 4%。
1.2、 钴酸锂:消费电子需求复苏,行业边际向好
受制于行业需求影响,钴酸锂行业 2022 年有所承压。展望未来,我们认为行业从量、 格局角度均边际向好,利方面,钴酸锂边际受损程度或低于三元及磷酸铁锂,综合量、利、 格局三维度来看,钴酸锂正极或将成为正极行业投资优选。
1) 量:消费电子需求回暖,带动钴酸锂正极需求
根据上海钢联,2022 年中国钴酸锂产量为 6.36 万吨/yoy-30%。钴酸锂电池终端应用主 要为消费电子产品,其中以手机、笔记本电脑为主,二者合计占比达 72%,而 2022 年中国 疫情、海外加息对消费造成较大抑制,消费电子需求萎靡,导致钴酸锂产量下滑。
手机、笔电出货或将回升,带动钴酸锂需求。2022 年,全球智能手机出货量为 12.1 亿 台/yoy-11.4%,全球笔记本电脑出货量为 1.89 亿台/yoy-30.7%.根据 IDC 预测,2023 年全 球智能手机出货将为 12.4 亿台/yoy+3%,OMIDA 则预计 2023 年全球笔电出货 1.92 亿台 /yoy+1%。全球消费电子市场经历 2022 年萎靡后,有望在 2023 年重回增长,叠加消费电子 厂商备货需求,2023 年消费锂电需求或将回暖,带动钴酸锂正极需求。
2)利:成本加成定价模式下,钴酸锂加工费下调幅度或低于其他正极材料
正极材料普遍采用成本加成定价模式,钴酸锂价格走势与原材料价格高度相关。2021 年 5 月-2022 年 3 月,由于钴价、锂价均处上行通道,钴酸锂价格一路走高,由 30 万元/吨 左右上涨至 60 万元/吨。2022 年 4 月至年底,碳酸锂价格震荡上行,钴价则大幅下行,钴 酸锂价格跟随钴价下调。2023 年初至今,碳酸锂价格急速下降,钴价维持跌势,钴酸锂价 格继续降低。
三元、铁锂正极产能大幅释放,或面临以量补价;钴酸锂产能已开始出清,供需格局 边际向好。中国新能源汽车销量在 2020-2022 年高速增长,产业链企业积极扩产抢占份额, 2022 年新增产能迎来集中释放。根据 CHINACNIN,截止 2022 年底国内已投产磷酸铁锂产能 214.6 万吨/年,较 2021 年总产能增长 197%,按照规划及项目进展预计 2023 年仍将会有超 200 万吨以上的新产能投产,由于新建产能较多,2022 年磷酸铁锂行业名义开工率平均不足 50%;三元材料亦面临产能过剩局面,根据鑫椤锂电,截至 2022 年底国内三元材料产能 合计达 120 万吨,远高于 2022 年 66 万吨的产量水平。供过于求或导致行业加工费下调, 影响企业盈利水平。 钴酸锂方面,由于消费电子行业进入成熟期,整体增速较慢,钴酸锂产能在 2017-2021 年平稳增长,由 9 万吨增长至 14.55 万吨,CAGR 为 13%,与产量增速相近,属合理扩张。 而 2022 年全球消费电子需求下滑,带动钴酸锂需求下降,尾部企业获客能力较差,经营承 压,行业产能已开始出清,根据百川盈孚,截至 2023 年 3 月底钴酸锂产能已降低至 12.55 万吨。钴酸锂行业产能下降、需求回暖,供需格局边际优化,考虑到目前产能仍高于需求, 盈利能力短期或难以上行,但亦不会如三元、铁锂面临盈利下行压力。
3)格局:钴酸锂格局优于三元、铁锂,龙头具较高话语权
钴酸锂行业龙头为厦钨新能,份额达 39%,高于铁锂、三元龙头 24%、16%的份额水平, 行业格局好。此外,钴酸锂行业格局处于持续优化过程,CR1、CR3 分别由 2019 年 28%、52% 增长至 2022 年 39%、64%。 由于钴酸锂行业具更优竞争格局,行业无序竞争压力较小,叠加供需格局边际改善, 钴酸锂正极盈利下行压力远低于三元、铁锂正极。此外,近年来钴酸锂行业集中度提升趋 势明显,未来份额或继续向龙头集中,加速尾部企业出清。
1.3、 三元:机会仍存,技术迭代驱动格局重塑
三元正极行业近年来随新能源车高速发展,但市场担忧其未来增速趋缓、格局恶化, 导致行业估值承压。我们认为,三元正极未来仍有较多看点,行业β与α机遇共存。1)量 方面,全球新能源车渗透率仍处低位,未来仍将保持较高增速,带动三元材料需求;2)结 构方面,目前国内动力电池铁锂为主,而能量密度提升为大势所趋,未来三元份额有望回 暖;3)集中度方面,全球三元材料格局较差,集中度低,但过去几年格局趋于优化,未来 有望持续向龙头集中;4)国产份额,三元材料为锂电池四大主材中国产份额最低环节,未 来国产占比有望提升。综合以上,国内龙头企业机遇仍存,此外,由于行业技术仍在迭代, 研发优势企业有望享更强α。
1) 量:全球新能源车市场仍将保持较高增速,海外潜力大,且以三元为主
2022 年,全球新能源车销量达 1082.4 万辆/yoy+61.6%,2019-2022 年持续高增长,期 间复合增速达 70%。在新能源车高增速拉动下,三元正极行业亦高速增长,2022 年全球三 元正极产量为 99.33 万吨/yoy+38%,2017-2022 年 CAGR 达 47%。
中国新能源车在过去几年经历了渗透率快速提升阶段,2022 年渗透率提升至 25.6%, 但仍未触及天花板,我们预计 2025 年中国新能源车渗透率将达 50%,带动销量达到 1463 万 辆;海外来看,目前全球新能源车渗透率仅 13.6%,其中美国仅 7%,除中国、美国、欧洲 外的其他地区渗透率不足 2%,未来增长潜力大,将贡献重要增量。综合来看,预计 2025 年 全球新能源车销量将达 2442 万辆,2022-2025 年 CAGR 为 31.2%,仍将保持较高速增长。由 于海外新能源车以三元电池为主,海外新能源车未来增速高于国内,因此三元材料综合渗 透率有望提升。
2)结构:能量密度提升大势所趋,三元份额或将回升
近年来,宁德时代、比亚迪等龙头积极推动动力电池结构创新,代表产品包括麒麟电 池、刀片电池等,将动力电池体积利用率提升到极致,弥补磷酸铁锂电池能量密度劣势, 叠加其优异的安全性能,磷酸铁锂份额逐步超越三元,成为国内主流技术路线。2023 年 3 月,中国磷酸铁锂电池装机量为 19GWh,占比 68.5%,相较 2020 年初 16.7%的份额显著提升。 结构创新具一定瓶颈,未来继续通过结构创新提升电池性能或将受限,而动力电池能 量密度仍需提升,因此我们认为,下阶段动力电池技术突破重点或转向材料创新。三元材 料工作电压及比容量均优于磷酸铁锂,且可以通过提升镍元素比例继续向上突破,未来三 元占比或将回升。
3)国产份额:国产成本优势明显,三元材料份额或向国内企业集中
三元正极材料为锂电池四大主材中国产份额最低品种。根据鑫椤锂电,2022 年中国三 元正极材料产量为 65.6 万吨,全球占比 66.1%,而钴酸锂正极、负极材料、隔膜、电解液 国产份额分别为 91.7%、96.4%、82.5%、85.2%,三元材料国产份额显著低于其他材料。 海外企业短期扩产规划较为平稳,以 Ecopro 为例,根据其年报,Ecopro 2022 年底正 极材料产能为 18 万吨,其预计 2023 年底产能将为 19 万吨,增量较小。展望未来,基于国 内产业链更完整、制造费用及人工费用具优势,未来三元材料份额或趋于向国内企业集中。
4)格局:三元正极集中度低,技术变革驱动格局重塑
中国三元正极行业集中度低,龙头容百科技份额仅 16%,CR3 仅 42%,而钴酸锂正极、 隔膜、电解液 CR3 均在 60%以上,龙头份额在 35%以上,格局显著由于三元正极。三元集中 度低或主要由于其制造费用占比较低,导致龙头无法形成明显规模效应。未来三元正极将 延续高镍化、高压化趋势,细分市场资金门槛及技术门槛均更高,有望助力行业集中度提 升。
高镍、高电压均可提升电池能量密度,为主流技术趋势。根据镍、钴、锰三种元素的不同配比,三元正极材料拥有不同性能。在三元材料中,镍主要作用为提升能量密度,钴 主要作用为稳定三元材料层状结构、提高材料的电子导电性和改善循环性能,锰主要作用 为降低成本、改善材料的结构稳定性和安全性。 额定能量(Wh)=容量(Ah)*电压(V),要提升电池能量密度(Wh/kg),可通过提 升正负极材料比容量(mAh/g)或电压(V)两方面着手。高镍材料具有更高比容量 (mAh/g),因此高镍化可提升电池能量密度。此外,高压化可通过提升电压(V)的方式 提升电池能量密度。三元正极材料主要分为一次颗粒大单晶技术体系及二次颗粒团聚体技 术体系,单晶材料负载电压更高、安全性更高,成为高压化重要技术选择。
高镍、单晶占比稳步提升,趋势显著。根据鑫椤锂电,2022 年中国高镍三元正极产量 达 26.9 万吨/yoy+77%,渗透率达 44.7%,相较 2019 年 11%的渗透率提升明显,已取代五系 成为三元材料最主要技术路线。单晶材料占比亦稳步提升,2022 年产量为 25.25 万吨 /yoy70%,渗透率达 42%。
高镍、单晶工艺要求高,具更高门槛。固相烧结法为商用三元材料主流生产工艺,常 规中低镍三元产品普遍以碳酸锂作为锂源,在空气氛围下进行两次烧结,最终生产三元材 料成品。高镍三元生产在多方面均提出更高要求,原材料方面,需采用价格更高的氢氧化 锂作为锂源;生产设备方面,高镍三元材料容易产生金属离子混排问题,对材料首效、可 逆容量、循环性能等造成负面影响,需在纯氧环境中生产,且由于氢氧化锂碱性强,对窑 炉设备耐碱腐蚀性提出更高要求;在生产环境方面,高镍三元材料对湿度要求更高,一般 需要专用除湿、通风设备。单晶三元生产难度介于常规三元与高镍三元之间,相较高镍三 元,其无需使用易挥发、碱性强的氢氧化锂,不必在纯氧环境烧结。相较常规三元,由于 单晶颗粒生长需更高烧结温度,但温度过高会加剧镍锂混排、二次结晶,因此对生产工艺 提出更高要求。此外,振华新材为代表的单晶三元厂商采用三次烧结,三次烧结在前驱体 选择上具更好的宽泛性,可采用多晶前驱体,并能更好的保障晶体结构完整性,但三次烧 结生产成本更高。
基于更高的工艺门槛,高镍、单晶细分市场格局显著优于三元。中国高镍三元龙头为 容百科技,2022 年份额为 33%,高镍市场 CR3 为 72%;单晶龙头为长远锂科,2022 年份额 为 22%,单晶市场 CR3 为 59%。高镍、单晶市场集中度均显著优于三元材料,未来随高镍、 单晶份额继续提升,以及高镍单晶产品逐步放量,三元行业整体格局有望优化,为龙头带 来更高份额。
2、 厦钨新能:高电压优势显著,三元/钴酸锂共 迎新机2.1、 深耕锂电正极材料 20 载,铸就钴酸锂全球龙头
公司前身为厦门钨业下属电池材料事业部,2004 年开始从事锂电池正极材料研发与生 产工作,并于 2016 年 12 月新设公司独立运行,厦钨新能就此成立。公司成立之初专注于 钴酸锂材料生产,后于 2008 年建立锰酸锂、磷酸铁锂产线,2012 年建立车用三元材料产线, 实现锂电池正极材料主流技术路径全面覆盖。截至目前,公司已成为全球钴酸锂正极材料 龙头、单晶三元正极材料国内第四,地位显著。
目前,公司已形成钴酸锂+三元正极为核心的产品矩阵。钴酸锂方面,公司产品包括 4.35V、4.4V、4.45V、4.48V、4.5V 等型号,公司上市初期产品仍以 4.4V、4.45V 为主, 2022 年主要产品已迭代至 4.45V、4.48V,此外,4.5V 产品已于 2022 年开始批量供货,整 体产品电压领先市场并持续提升,高压技术优势凸显。三元方面,公司产品以单晶中镍高 电压为主,高镍产品亦有较高出货,超高镍 Ni9 系材料已通过部分客户认证,处于小批量 供货阶段。
2.2、 出身于厦门钨业,产业链深度协同
公司控股股东为厦门钨业,实际控制人为厦门市国资委。公司于 2020 年进行股份制改 制,由厦门钨业、天齐锂业、盛屯矿业等九名发起人共同发起设立。天齐锂业、盛屯矿业 等产业链资本参股公司,助公司实现产业链协同发展。
公司董事长为杨金洪先生,杨先生为有色金属冶金专业博士,技术出身,曾任厦门钨 业总经理、副总裁,深耕行业多年,曾获国家级技术奖项,对产业趋势具前瞻判断,为公 司长期战略方向保驾护航。
2.3、 规模持续扩张,规模效应显现
公司 2022 年实现营收 287.51 亿元/yoy+84.7%,2017-2022 年 CAGR 达 46.8%,实现归 母净利润 11.21 亿元/yoy+101.8%,2017-2022 年 CAGR 达 46.5%。由于公司钴酸锂业务市场 份额持续提升、三元业务受新能源汽车产业需求带动明显,公司收入、利润均处高增通道。 公司 2023 年一季度实现营收 35.86 亿元/yoy-39.3%,实现归母净利润 1.16 亿元/yoy44.1%,收入及利润均出现同比下滑。公司三元正极材料及钴酸锂正极材料均受到下游行业 影响,三元材料方面,主要受 2023 年一季度中国新能源车市场增速放缓及下游去库存影响, 钴酸锂材料则主要由于消费电子行业需求仍未放量。展望全年,新能源车及消费电子需求 边际改善趋势明确,公司业绩有望边际改善。
公司 2022 年毛利率、净利率分别为 8.6%、3.9%,毛利率自 2017 年以来处下滑趋势, 这主要由于正极材料采取成本加成定价模式,镍、钴、锂等原材料受新能源车市场需求高 增影响,近年来价格持续上行,导致产品成本与售价同步上行,在加工费不变的情况下, 毛利率亦会下滑。因此,单纯参考毛利率、净利率变动无法对企业盈利水平变化做出合理 判断,参考单吨盈利或更加合理。公司 2022 年正极材料单吨盈利约 1.4 万元,自 2018 年 以来持续上行,主要得益于公司高端产品占比提升、规模效应逐渐显现。
在钴酸锂与三元业务双轮驱动下,公司业务近年来稳步发展,2022 年实现锂电正极材 料销量 7.96 万吨,2018-2022 年 CAGR 达 35%。其中,钴酸锂材料销量由 2018 年 1.34 万吨 增长至 2022 年 3.32 万吨,期间复合增速为 25%,公司增速远高于行业平均水平,市场地位 持续稳固;公司 2022 年实现三元材料销量 4.64 万吨,首次超越钴酸锂材料成为公司最主 要销售产品,三元材料 2018-2022 年复合增速达 44%,增长主要由下游新能源汽车行业高增 速驱动。
2.4、 钴酸锂与三元机遇并存,正极龙头再启航
综合来看,公司作为锂电池正极材料龙头企业,面临较大市场机遇,有望凭借自身优势,走出独立行情。1)公司钴酸锂业务占比高,在铁锂、三元正极面临盈利下行担忧背景 下,公司钴酸锂业务有望贡献较高经营韧性,与市场中其他正极材料企业形成分化走势;2) 公司三元材料以单晶高电压产品为主,其次为高镍产品,有望受益于高电压及高镍化趋势, 获得更高市场份额;3)厦门钨业为公司控股股东,其产业链布局全面,可为公司提供稳定、 优质原材料,此外公司与中色国贸、盛屯矿业/沧盛投资分别合资设立子公司,建设前驱体 产能,深化公司一体化布局,强化成本竞争力;4)公司产能稳步扩张,助公司把握下游行 业高增机遇;5)公司研发实力强大,掌握多项核心技术,高电压钴酸锂技术领先行业,并 将该优势延续到三元领域。
1) 钴酸锂稀缺标的,有望展现较强韧性。公司已实现高镍+单晶+钴酸锂全面布局, 2022 年三元与钴酸锂出货占比分别为 58%、42%,为钴酸锂正极稀缺标的。基于三元、铁锂 产能在 2022 年集中释放,行业面临较大竞争压力,盈利或趋于下行。而钴酸锂产能已开始 出清,2023 年 3 月产能为 12.55 万吨,较 2022 年底 14.55 万吨水平有所下降,叠加钴酸锂 下游消费电子需求边际回暖,钴酸锂供需格局趋于改善,公司业绩有望展现较强韧性。
2)高压技术领先助公司份额提升。公司三元材料主要产品为高电压、高镍产品,其中 高电压技术受益于钴酸锂多年经验及技术积累,行业领先,有望受益于行业高压化趋势, 获得更高份额。
3)上游一体化布局。公司控股股东为厦门钨业,厦门钨业具钴盐、镍盐、四氧化三钴 等产品加工产能,可为公司提供原材料加工。此外,厦门钨业控股赣州豪鹏,持股腾远钴 业,钴等重要原料采购具保障,为公司钴酸锂、三元业务提供充分协同。除通过控股股东, 公司自身亦积极向上游拓展,与中色国贸成立合资子公司中色正元,拟建设 6 万吨前驱体 产能(四氧化三钴 2 万吨,三元前驱体 4 万吨),与盛屯矿业及沧盛投资合资设立子公司 福泉厦钨,拟建设三元前驱体产能 4 万吨。综合来看,公司通过厦门钨业及自身规划,进 行产业链上游全面布局,保障资源供应、降低原料成本,为持续经营夯实基础。
4)产能积极扩张,贡献高增量。截至 2021 年底,公司具有钴酸锂与三元产能合计 7.9 万吨。公司募投项目海璟基地 4 万吨三元材料产能已在 2022 年全部投产,海璟另规划 4.5 万吨三元产能,预计将于 2023 年底投产,此外,公司在宁德规划 7 万吨扩产项目,预计将 于 2025 年 8 月投产。公司另在雅安规划 10 万吨磷酸铁锂产能,其中首期 2 万吨将于 2023 年 4 月投产,公司磷酸铁锂项目以液相法技术为核心,并结合固相法技术,开发的磷酸铁 锂产品具有高能量密度、高功率、低温性能优秀等特点,性能优于市场主流产品。预计公 司 2023 年有效产能将达 12.4 万吨,年底产能将达 17.4 万吨,较公司 2022 年 7.96 万吨的 销量水平有充足增量空间。
5)研发。 公司在钴酸锂正极高电压产品方面技术领先,并成果将高压技术优势延伸至三元产品。 公司积极围绕锂电正极材料进行前瞻技术布局,主要核心技术覆盖正极材料、前驱体及资 源回收产业链,包括前驱体设计开发及合成技术、掺杂型多元复合材料结晶技术、4.4V 高 电压多元复合材料体相及表面双重调控技术、超高镍(Nimol%≥90、以及 Ni95 以上多元产 品)正极材料生产技术,以及高效气氛烧结制造工程技术等;公司新一代产品体系中还具 备正极补锂提容材料量产能力、掌握钠离子电池正极层状材料中量试生产技术、5V 超高电 压镍锰体系材料合成技术,并积极布局高容量磷酸锰铁锂产品开发。
公司核心研发人员从业经历丰富,研发实力强劲,研究院院长曾雷英先生被中南大学 聘为校外兼职指导老师,在学术界享有赞誉。
(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)
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