并购优塾 电解液产业链跟踪:天赐材料VS新宙邦VS江苏国泰
点击:
,时间:2024-02-24 19:25
一方面,电解液被质疑在固态电池发展趋势中是否会受到巨大冲击,另外一方面电解液龙头企业不断更新其电解质,正在从六氟磷酸锂进化至双氟磺酰亚胺锂。 而经过深度研究后发现,电解液这个产业其实并不矛盾,反而具有清晰的技术发展路径。 上游——主要由溶剂、电解质、添加剂混合而成,石大胜华在溶剂中占有较大的份额;电解质主要被天赐材料和多氟多占据;添加剂相对分散。 中游——电解液龙头企业,天赐材料、新宙邦、江苏国泰,2020年占比分别为29.3%、17.6%和14.7%,合计达到61.6%。 锂电池的充放电工作原理,是锂离子在正负极之间嵌入脱出的过程,因此正负极之间需要有特定的介质来实现锂离子的传输,这种介质可以是液体的(目前的主流方式,电解液),也可能是固体的(未来固态电池发展方向)。 液体介质通常由溶剂、电解质和添加剂构成,按质量占比分别为85%、10%和5%,在目前锂价高位的前提下,电解质成本占材料总成本可达到75%,溶剂15%、添加剂10%。 电解液作为载体的核心目的,是锂离子溶解,并且实现传输,其中对锂离子的溶解水平体现在较高的介电常数,对锂离子的传输能力体现在较小的黏度,但同时希望溶剂的高低温性能较好,体现在较低的熔点和较高的沸点。 因为EC的介电系数明显较高,达到89.8,对锂离子的溶解能力较强,因此使用较为广泛,占溶剂质量约40%,但其低温性能较差(熔点为37度,常温下为固态),并且粘度较大,达到1.93不利于锂离子传输。 而线性碳酸酯类溶剂(包含DMC、DEC和EMC等)粘度和低温性能明显较优,因此混用之后锂离子传输和低温性能均能有明显的改善,因此其占溶剂质量的60%; 其中DMC(碳酸二甲酯)的黏度系数较低,应用范围较广,但因其高低温性能不理想(4.6-91度之间),难以有效满足电动车所有使用场景,因此需要混用高低温性能较好的EMC(碳酸甲乙脂,在-53到110度之间),但EMC是DMC的进一步加工产品,其成本更高,所以在高端车型的电池中EMC占比更高。 在充电过程中,电子在电路中从正极传输到负极的传输速度达到光速,显著快于锂离子从正极穿过电解液到达负极的速度,为了让电池正常充放电,需要有锂离子“守”在正负极,以保证电池在充放电过程中有充足的锂离子实现电循环,因此,电解液中需要添加锂盐。 而锂盐的选择需要和溶剂相互匹配,目前在碳酸脂溶剂体系下,六氟磷酸锂在常用有机溶剂中具有适中的离子迁移数、较好的电化学稳定和电导率、较好的抗氧化性能和良好的铝箔钝化能力,又能与各种正负极材料匹配,是目前主要使用的品类,占比超过90%。 需要强调的是,电解液对电池的性能主要是负面影响,包括电解质与正负极相互作用而导致比容量下降、电解质腐蚀集流体导致循环寿命下降。 并且,充放电过程中部分锂离子在负极沉淀为锂金属,并且结晶形成锂枝晶,锂枝晶生长到一定的程度会穿过电解液并刺破隔膜,进而导致锂电池短路爆炸。 而SEI膜可以在一定程度上缓解以上问题:SEI膜指的是正负极与电解液发生反应形成的钝化层,具有固体电解质的特点,可以让锂离子正常通过,并保护正负极、抑制锂枝晶的生长,对电池的首次效率和循环寿命有较大的影响。 目前,电解液中的添加剂主要围绕促进形成SEI膜,包含VC、FEC、1,3-PS和VEC,合计占添加剂出货量的82%。 除此之外,电解质的缺陷还包含包含低温电导率低、高温易爆炸,所以需要进一步添加导电添加剂、过冲添加剂、阻燃添加剂等,总体用量相对较小。 当然,以上提到的锂枝晶+腐蚀+高低温的问题上,添加剂只能起到改善的作用,要想根本的解决,主要途径是将电解质从液态替换为固态。 因为部分固态电解质对可有效抑制锂枝晶生长,并且大部分固态电解质的高低温性能更加优异。 但因为目前固态电解质的电导率较低、生产成本较高、规模化较小,还未大幅产业化发展,未来如何演变,还需要跟踪。 锂离子电池材料主要由电解液产品构成,该业务2018-2021年复合增速达到97%; 个人护理品材料包含表面活性剂、硅油、水溶性聚合物、阳离子调理剂、有机硅及橡胶助剂材料等系列产品,下游主要是个人护理品(洗发水、护发素等),该业务2018-2021年复合增速为15%。 锂离子电池电解液业务为主要收入构成,2021年占比达到76%,该业务2018-2021年复合增速为70%; 有机氟化学品主要为六氟丙烯下游的含氟产品,主要包含含氟农药、含氟医药等,该业务2018-2021年复合增速为21.3%; 电容器化学品主要为铝电解电容器用电解液,该业务2018-2021年复合增速为8.1%; 半导体化学品主要为蚀刻液、剥离液、清洗液等,该业务2018-2021年复合增速为27.6% 收入主要由纺织品服装贸易业务构成,2021年占比为86.5%,该业务较为稳定; 锂电池电机也业务在2018-2021年复合增速为60%,2022年6月拆分电解液业务为瑞泰新材在深交所上市(因刚上市,历史数据只有年度金额,没有季度数据,因此下文年度数据应用瑞泰新材,季度数据采用江苏国泰) 综上,从2021年电解液收入规模上看,天赐材料(97.33亿元)新宙邦(52.7亿元)江苏国泰(52.03亿元); 从2018-2021年电解液业务复合增速上看,天赐材料(97%)新宙邦(70%)江苏国泰(60%); 一、天赐材料——2022年中报披露,实现收入103.63亿元,同比+180%,利润29.06亿元,同比271%。 收入高速增长,主要是因电解液出货量达到12万吨,同比翻倍,市占率从35%提升至42%。 利润增速高于收入,主要是因毛利率达到44.24%,同比+8.06pct,单吨净利润达到1.6万元/吨。 同时,公司披露了Q3季度业绩预告,Q3归母利润13.5-15.5万元,同比+75.1%-+101%,继续保持高增,拆分来看的话出货量提升的同时单吨盈利有所下滑: 2022年Q3电解液出货约9万吨,环比Q2增长超45%,单吨净利润1.3万元/吨,环比下降主要是受六氟磷酸锂价格下跌影响。 二、新宙邦——2022半年报实现收入49.91亿元,同比+95%,利润10.04亿元,同比+130%。 上半年收入高增,分业务看电池化学品、半导体化学品、有机氟化学品、电容器化学品分别实现营业收入38.96亿元、1.58亿元、5.40亿元、3.67亿元,分别同比增长120.14%、77.76%、56.96%、12.52%。 利润增速快于收入,主要是因电解液毛利率27.42%,同比+2.47pct,单吨毛利润达到1.34万元/吨。 三、江苏国泰——2022上半年实现收入213.83亿元,同比+46%,利润9.31亿元,同比+151%。 上半年电解液实现收入32.25亿元,同比+89%,毛利率为22.13%,同比下降0.69pct。(缺乏销量和单吨毛利润的公开数据) 单吨毛利润:天赐材料(1.6万元/吨)新宙邦(1.34万元/吨)。 在2020年之前,电解液企业通过让渡应收账款期间来实现份额提升,三家电解液企业现金流水平较差,2020年之后受电解液需求提升,现金流有明显好转。 2021年新宙邦现金流较差,主要是应收账款从10亿元跳涨至25亿元,推测是因扩展电解液客户。 2020年之前,天赐材料现金流无法覆盖资本支出,而新宙邦和瑞泰新材则现金流较好,这主要是因天赐材料早期大力发展六氟磷酸锂等原材料的自供能力,在2020年之后,受电解液需求推动现金流有明显的改善。 21年天赐CAPEX大幅增加,主要是因六氟磷酸锂、LiFSI的产能建设。 三家公司毛利率较为稳定;从毛利率大小上看,天赐材料与新宙邦相差不大,江苏国泰受累于贸易业务毛利率较低。 从历史变化趋势上看,电解液毛利率变化主要受溶剂、六氟磷酸锂和添加剂的自供能力上,并且生产成本中六氟磷酸锂溶剂添加剂,因此在2021年-2022Q1电解液主要材料价格上涨期间,自供六氟磷酸锂的天赐材料毛利率提升幅度高于自供溶剂的新宙邦,并高于仅自供添加剂的江苏国泰。 从电解液业务净利率上看,天赐材料随着毛利率的提升以及规模驱动各项费率的降低,净利率直线攀升;相较之下,江苏国泰的电解液较为稳定。 期间费率上,新宙邦在管理费率和研发费率上明显较高,主要受其电容器、半导体研发影响。 2021年ROE,天赐材料(30.9%)瑞泰新材(江苏国泰电解液业务,26.4%)新宙邦(19.3%),差异主要来自于净利率,其中瑞泰新材受原料自供能力影响,新宙邦的管理费率和研发费率偏高。 电解液需求量=全球锂电池需求*电解液单耗,公式中核心增长来源为全球锂电池需求的提升,并且因1Gwh磷酸铁锂对电解液需求为1500吨,高于1Gwh三元需求1100吨,所以电解液需求量还受益于磷酸铁锂渗透率的提升。 对于全球锂电池需求以及磷酸铁锂和三元的占比,我们在之前的磷酸铁锂产业链报告中已经做过讨论,这里不再赘述。(详见优塾产业链报告库,长按识别文末二维码可订阅) 经测算,至2026年,全球电解液需求量有望达到183.58万吨,2021-2026年复合增速为24.57%。 虽然电解液整体增长较为稳定,但部分细分结构有着更高的增速,如果将电解液结构进行拆分: 历史上,电解液的各个细分结构较为稳定,整体增速超过电解液的是:添加剂VC(受益于磷酸铁锂渗透率提升,磷酸铁锂电池中VC的添加比例是4%,三元电池中添加比例是1.5% )以及六氟磷酸锂(质量占比从10.8%提升至13%),主要是因六氟磷酸锂在电导率明显高于其他类型电解质,其在电解质中的份额逐年上升所致。 LiFSI的需求量=电解液需求量*添加比例,其中添加比例的提升是其高速增长的驱动力。 与六氟磷酸锂相比,LiFSI的优势显著,体现在电解质中的关键指标,如高低温性能、电化学稳定性、电导率等均优于六氟磷酸锂,可有效改善电池的循环性能、高倍率性能以及高低温性能等。 1)高镍三元的由于镍含量增加、钴含量减少,离子电导率下降,而导电性更强的LiFSI恰好能弥补此缺陷。 2)在2016-2020年间,LiFSI的单吨使用成本约是六氟磷酸锂的2-5倍,只能少量用于部分高价值量电池(如高镍三元)的性能改善。 历史上LiFSI的价格,远高于六氟磷酸锂的原因是制备工艺复杂、产品纯度低,因此难以大规模量产,但随着近几年国内企业对氯磺酸法的突破,工艺明显改善,原材料成本大幅下降,总生产成本达到25.17万元/吨(其中原材料10万元/吨,制造费用和其他达到15万元/吨),仍然高于六氟磷酸锂的15.29万元/吨(以天赐材料为例)。 虽然目前单吨制造费用和其他成本仍然高达15万元/吨,未来,随着产能规模的提升,在制造成本上仍然降本空间,预计行业产能规模提升十倍后,制造费用可降低至7万元/吨(参照康鹏科技降本路线),届时生产总成本低至17.17万元/吨,基本与六氟磷酸锂实现平价。(备注:六氟磷酸锂目前就是行业成本价,制造费用占比低,少数企业可以盈利,除非锂资源降价,未来降价空间不大) 其次,技术层面的角度上看,LiFSI可以兼顾三元、铁锂和锂钴电池,当成本下降之后,其对六氟磷酸锂的替代并不局限于高镍三元电池。 综上,我们对LiFSI的添加比例较为乐观,但目前,如果全部使用LiFSI,会存在腐蚀铝箔集流体,以及配套添加剂系统不完善的问题,未来五年还无法对六氟磷酸锂形成完全替代。 假设至2026年LiFSI满足50%的电解液生产,综合考虑1万吨LiFSI能产出约电解液8.3万吨,高于六氟磷酸锂的6.75万吨,可以计算出2026年LiFSI在电解液中质量添加比例为6%,每年提升约1%。 假设除了电解质,其他质量占比不变,则可测算出2022-2026年电解液的质量结构,其中LiFSI和六氟磷酸锂在2021-2026年复合增速分别为73.2%和10.39%。 LiFSI需求量有望实现五年16倍的增长,综合考虑到其价格下降的预期,市场规模有望实现五年10倍的增长。 当然,以上测算都是基于锂离子传输载体在未来五年保持液态的假设下,未来固态电解质在解决锂枝晶、高低温性能以及能量密度提升上具有技术革命性意义,因此固态电解质在何时替代电解液就是一个非常关键的因素。 该发展趋势下对电解液的影响,具体拆分来看,发展至半固态的过程中溶剂用量大幅减少,而电解质和添加剂的用量会提升;从半固态到固态的过程中,六氟磷酸锂和添加剂的用量会减少甚至消失。 接下来,对核心增长驱动力,以及关键竞争要素,以及半固态、固态的技术进展,我们挨个来拆解: 上一篇:世名科技董秘回复:M6~M8级别是指覆铜板产品介电常数Dk在低于38 下一篇:【智研咨询】2023年中国电解液溶剂行业市场研究报告:行业格局集
|