氟化锂100万一吨吗(电解液产业链深度报告:价格传导机制与投资逻辑)

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氟化锂100万一吨吗(电解液产业链深度报告:价格传导机制与投资逻辑)

1、 电解液产业链:价格传导机制与投资逻辑

根据对电解液、六氟磷酸锂(六氟磷酸锂)产品历史价格及企业经营特征的分析, 我们认为,电解液价格传导机制是成本推动型,而六氟磷酸锂价格由供需格局决 定,具有较强的周期性。目前新能源汽车行业处于高速稳定增长阶段,对产业链 需求拉动明显,成长动力足,六氟磷酸锂/电解液产业链迎来量价齐升的戴维斯 双击,有望成为 2021 年新能源汽车各细分领域中的领涨板块。

1.1、 定价机制:锂盐看供需,电解液依赖成本推动

电解液作为锂电池四大核心材料之一,电解液企业与动力电池厂商关系紧密,而 不同动力电池产品对电解液的需求不同,配方能力强以及添加剂具有优势的电解 液企业优势明显。电解液一般按照成本加成进行定价,而六氟磷酸锂是电解液关 键原材料,成本比例高。因此,电解液价格波动一般与六氟磷酸锂价格走势类似。

六氟磷酸锂价格更多与供需格局相关,体现相对较强的周期性;而电解液价格主 要有原材料成本决定,虽配方能力强的企业议价能力强,但总体体现为成本推动 型。六氟磷酸锂价格从历史表现来看,与成本端走势相关性弱,核心影响因素是 供需格局。2016 年 6 月~2018 年 2 月,六氟磷酸锂核心成本(单吨电解液耗用 2.64 吨氢氟酸+0.26 吨碳酸锂,两者占营业成本 50%+)呈现上升趋势,而六氟 磷酸锂价格在产能不断释放背景下,价格不断下跌。我们通过编制 2016 年 4 月 至今六氟磷酸锂核心成本曲线与六氟磷酸锂价格关系,两者相关性较弱,期间多 次走势相反。因此,我们认为六氟磷酸锂价格核心驱动因素供需格局,表现较强 的周期性。结合六氟磷酸锂售价情况,成本端可以用来判断价格底部区间,当售 价低于生产企业的现金成本时,企业将处于亏损状态,高成本产能将逐步退出。

复盘碳酸锂、六氟磷酸锂、电解液价格走势,可以看到六氟磷酸锂价格走势与碳 酸锂走势并不一致,六氟磷酸锂价格在 2016 年 6 月见顶回落,而碳酸锂价格在 2017 年 12 月才见顶回落,因此,此轮价格上涨,成本端不是影响六氟磷酸锂 价格走势的关键性因素,而是供需格局出现了变化,即主要受碳酸锂与六氟磷酸 锂的产能周期以及下游应用场景不同所致。2015~2016 上半年六氟磷酸锂价格大涨,期间相关公司积极扩产,在 2016H2 开始陆续释放,导致六氟磷酸锂价格 出现下跌,多氟多、天赐材料等相关标的的股价在 2016 年 6 月见顶回落。

电解液价格走势与六氟磷酸锂高度一致,表现为成本推动。从 2016 年 4 月至 2020 年 11 月中旬,六氟磷酸锂价格与电解液价格走势高度一致,呈现同涨同跌 的相关性。六氟磷酸锂作为电解液的核心原材料,成本占比约 40%~60%,下游 动力电池厂商对电解液厂商定价时一般采取成本定价模式,因此,电解液价格与 六氟磷酸锂价格走势基本一致。

电解液价格核心驱动力体现为成本推动,这点可以在相关企业毛利率上得到充分 体现。以新宙邦为例,公司六氟磷酸锂外购,毛利率维持相对稳定,一般在 30% 左右;而天赐材料六氟磷酸锂-电解液纵向一体化,价格弹性较大,毛利率波动 较新宙邦大,六氟磷酸锂上行周期充分享受价格弹性,毛利率快速提升,而六氟 磷酸锂下行周期表现相反。从天际股份六氟磷酸锂业务毛利率走势看,六氟磷酸 锂上行周期受益大,下行周期受损大。因此,对于六氟磷酸锂-电解液产业链,六氟磷酸锂上行周期受益排序是锂盐-电解液纵向一体化企业>锂盐企业>外购 锂盐的电解液企业;六氟磷酸锂下行周期抗周期能力排序是外购六氟磷酸锂的电 解液企业>锂盐-电解液纵向一体化企业>锂盐企业。

1.2、 投资逻辑:锂盐触底反弹,龙头竞争力凸显

2015~2016 年六氟磷酸锂供不应求,产品价格进入上行周期。六氟磷酸锂或六 氟磷酸锂/电解液纵向一体化企业弹性较大。外购六氟磷酸锂的电解液企业由于 成本推动,起始阶段成本抬升,阶段盈利受损,后续电解液价格回升能覆盖成本 并有溢价,表现为产品毛利率提升。但电解液价格弹性远低于弱于六氟磷酸锂产 品。随着六氟磷酸锂产能扩张、释放,价格进入下行周期(2017~2020H1),期 间六氟磷酸锂或六氟磷酸锂→电解液纵向一体化企业受到的影响较大,对外购六 氟磷酸锂的电解液企业影响较弱,毛利率表现相对稳定。从 2020Q3 开始全球电 动车进入新一轮需求高速增长阶段,将明显拉动锂电池及相关材料的需求,六氟 磷酸锂与电解液产业链均显著受益。我们判断,六氟磷酸锂/电解液进入新一轮 上行周期,但投资逻辑与 2015~2016 年有本质区别:

1)上一轮供给短缺,需求跳跃式增长,供需严重错配;体现为强周期性。 2015~2016 年电动车销量快速上涨,且为带电量较高的商用车,产能供给严 重不足,供需严重失衡,导致六氟磷酸锂价格爆涨,价格从 8 万元/吨上涨至 高点 38 万元/吨。

2)本轮价格弹性相对较低,体现为弱周期性。价格上涨核心逻辑在于需求,但 供给端具有弹性。在高盈利预期下,2016~2018 年六氟磷酸锂企业加大资本 开支,产能成倍扩张,致使供过于求。叠加国内补贴退坡,造成需求增速大 幅回落,产品价格持续下行,叠加 2020H1 新冠影响,低端产能不断退出, 产品价格也迎来约 6.5 万元/吨低位,已经处于或接近头部企业成本线。随着 2020Q3 下游新能源汽车与锂电池的需求的快速复苏,库存被快速消纳,供 需逐渐平衡并日趋紧张,随之六氟磷酸锂价格出现反弹上涨。我们判断本轮 价格上涨具有趋势性,将让头部企业盈利能力回到相对合理水平,但上涨幅度或更加平稳,价格上涨斜率与高度将弱于上一轮。

3)新型锂盐与配方构筑护城河,头部电解液企业将溢价明显。电解液行业集中 度提升的逻辑在于添加剂及新型锂盐的应用将为技术领先的企业构筑更高 的壁垒,赋予头部企业更高的议价,实现更高的盈利水平。例如,新型锂盐 LiFSI 受下游客户认可上量快,头部锂盐企业有望凭借技术的跨越、低成本 优势抢占更多的市场份额。同时动力锂电池具有长寿命、低成本、高性能的 综合要求,尤其是在追求高续航里程下对三元的应用比例提升,比 2015~2016 年大规模使用磷酸铁锂电池阶段,下游客户对六氟磷酸锂、电解 液供应商提出更为苛刻的产品要求,例如天赐、新宙邦、多氟多等头部企业 具有明显优势,未来电解液产业链的集中度将进一步提升。

4)兼顾价格弹性与企业长期竞争力。以上核心因素决定本轮投资不仅仅停留在 短期六氟磷酸锂价格周期上,而需要更加重视企业的长期竞争力。短期既可 以享受六氟磷酸锂价格弹性又可以通过新型锂盐 LiFSI 等新产品以及配方能 力提升电解液价值量,从而达到增强企业核心竞争力是理想选择。综合行业 属性以及各企业经营状况,当下重点推荐具有产品一体化凸显成本优势的天 赐材料,以及技术优势明显、重视研发的新宙邦。建议关注弹性标的:六氟磷酸锂龙头企业多氟多、天际股份以及溶剂龙头石大胜华。

2、 六氟磷酸锂产业链:供需偏紧+成本支撑,价格 触底反弹

供给端:根据我们统计,2017~2019 年全球六氟磷酸锂产能分别为 3.4、6.1、 6.6 万吨,分别同比增长 71%、83%、7%,预计 2020、2021 年六氟磷酸锂行 业全球产能为 7.2、8 万吨(主要新增来源于天赐材料,公司 2 万吨新增产能预 计 2021 年下半年投产,假设 2021 年实际有效产能 0.5 万吨),分别同比增长 10%、11%,同期国内分别为 5.2、6 万吨。近 2 年行业新增产能非常有限,主 要集中在头部企业。预计2021年全球六氟磷酸锂得益于动力电池需求快速增长, 全球需求将达 5.1 万吨,名义产能利用率将达 64%以上。

主要原材料:形成重要支撑,碳酸锂底部企稳反弹。2017~2018 年碳酸锂扩产 增速远高于需求增速,导致行业性的供过于求,进而产品价格下行。碳酸锂从 2014 年底约 4 万元/吨的价格上涨至 2016 年初 18 万元/吨,然后高位横盘震荡 至 2017 年底,之后一路下跌至 2020H1。碳酸锂价格已经在 2020Q3 触底反弹, 为六氟磷酸锂价格提供强支撑。

大部分六氟磷酸锂相关企业处于或濒临亏损状态,产品涨价驱动力较强。其中 2020H1 九九久、新泰材料、宏源药业等企业六氟磷酸锂毛利率分别为6%、-1%、 -19%,随着低端产能的逐渐退出,供需格局发生变化,行业底部特征明显,产 品涨价驱动力较强。

2.1、 需求端:2020~2025 年 CAGR 为 35%

电解液扩产周期短,投资门槛较低,行业长期处于供过于求的状态,讨论“产能” 并无太大意义,因此,相较于产能供给研究,对行业需求以及企业的市场占有率 的研究意义更大。换而言之,产能本身不是问题,客户与需求才是竞争力。而讨 论六氟磷酸锂时,需要重点研究供需格局。六氟磷酸锂下游是电解液,电解液下 游是锂电池,锂电池应用于 3C、动力、储能等领域,自下而上的推理是需求测 算的核心思路。

电解液下游应用领域是锂电池,而锂电池需求主要分为 3C 类产品以及动力电池 电解液。根据 GGII 数据显示,2015~2019 年国产电解液的出货量分别为 6.33、 8.53、11、17.3、18.3 万吨,对应地同比增速为 49%、35%、29%、58%及 31%, 期间年均复合增速约为 35%,呈现高速增速状态。

就国内电解液细分市场增速而言,动力电解液占比从 2014 年的 39%上升至 2019 年的 59%,出货量从 1.65 万吨增至 10.7 万吨;同期的数码电解液占比从 52%降 至 30%,出货量从 2.2 万吨增至 5.52 万吨。动力电解液增速最高,2014~2019 年 的 CAGR 为 45%;目前储能领域处于萌芽期,体量相对较小,但增长快速,对 应 CAGR 为 38%;同期的数码电解液的年均复合增速为 20%,因数码电解液市 场逐渐实现出口替代,从全球市场而言,数码电解液整体保持 5~10%的增速水 平。

综上,电解液行业从出货量及增速来说,目前主要来自于动力电池领域,对其未 来增长水平进行研判至关重要。因此,我们基于历史销量数据以及现行产业状况 对全球与国内电动车及动力电池进行预测,进而推断动力电解液及对应锂盐的市 场需求。

电动乘用车销量预测及假设前提:销量是对行业发展进行预判最重要指标之一, 根据 Marklines、乘联会与 GGII 的销量/装机量数据,同时结合对产业理解,我 们对全球电动乘用车销量及相应动力电池需求进行预判,并在预测中包含以下几 点假设:

电动车方面:1)全球电动车的增量主要来源于电动乘用车,因此,国外销量以 电动乘用车销量做简化代替;商用车与物流车影响较小,因此文中忽略不予考虑。 2)国内销量除了本土车企外,还包括特斯拉与大众 MEB 平台在上海工厂的销 量。3)伴随国内特斯拉产能扩张+新势力上量+MEB 投产+比亚迪为代表的自主 品牌转型升级,我们预计 2021 年国内增速较高。动力电池层面:1)单车带电 量提升:主要是电池成本下降、车型升级、EV 占比提升以及技术提升等综合影 响所致; 2)因商用车、物流车的销量增速对整体影响很小,其对应的电池也可看成稳定数值且数值较小(稳定在 15~20GWh),文中不做计算与讨论。

2020 年国内电动乘用车销量承压,海外增长约 70%。结合现有数据与产业基本 面,我们判断 2020 年海外与国内电动乘用车销量增速分别约为 67%与 4%,两 者同比增速较 2019 年的 17%与 1%有所改善,但海外增长显著高于国内增长, 主要原因在于欧洲销量高速增长,得益于欧洲高额补贴及严格的碳排放标准倒逼。

2021 年海外与国内共振,销量向上。展望 2021 年,国内电动乘用车增速较 2020 年有较大幅度提升,预期海外与国内增长分别为 38%与 61%(包括特斯拉中国 与大众 MEB 平台),其主要原因是特斯拉中国产能持续提升+大众 MEB 平台投 产+新势力销量攀升+以比亚迪为代表的自主品牌带来增量。

全球电动乘用车销量预测,6 年 6 倍增长空间。至 2025 年,我们预期全球电动 乘用车的销量为 1401 万辆,同比 2019 年 200 万辆有 6 倍增长空间,期间 CAGR 为 39%。其中,至 2025 年国内(含国产特斯拉及大众 MEB 平台)销量与海外分 别为 631 与770 万辆,2021至 2025 年 5 年期间的 CAGR 分别约为 42%、37%。 与此同时,我们预测 2020 年国内外电动乘用车销量预计分别约为 109/160 万辆, yoy+4%/+45%;展望 2021 年,预期国内外销量分别 175(含特斯拉出口约 10 万 辆)/232 万辆,yoy+61%/+45%。

全球电动乘用车对动力电池需求量的预测,6 年近 9 倍增长空间:至 2025 年, 我们预期全球电动乘用车对动力电池的需求量为886GWh,同比2019年92GWh 有近 9 倍增长空间,期间 CAGR 为 46%。其中,至 2025 年海外与国内动力电 池需求量分别为 516 与 371GWh,2021 至 2025 年 5 年期间的 CAGR 为 45% 与 49%。与此同时,2020 年国内外电动乘用车对应动力电池需求分别为 50/82GWh,yoy+18%/+67%。展望 2021 年,国内外电动乘用车对应动力电池 需求分别为 92/125GWh,yoy+82%/+54%。

根据国内国内商用车与物流车每年大约需求 20GWh 稳定需求,叠加后期随着需 求大幅上升后电池更换需求,我们计算出全球电动车对应动力电池的需求量。

全球电动用车对动力电池需求量的预测,6 年 7 倍增长空间:至 2025 年,我们 预期全球电动车对动力电池的需求量为 983GWh,同比 2019 年 118GWh 有 7 倍增长空间,期间 CAGR 为 42%。

全球电解液的需求量预测:由于 3C 锂电池需求相对稳定,假设增速 5%左右; 而储能电池基数较低,需求增长快,预计未来 5 年维持高速增长。结合以上假设, 我们测算全球2025年锂电池需求量为1202GWh,对应电解液需求为132万吨。 预计 2020 年全球锂电池需求量为 264GWh,对应电解液需求为 29 万吨,期间 CAGR 为 35%。

全球电解液对六氟磷酸锂需求量预测:根据我们测算,按照每吨电解液配比 0.12 吨六氟磷酸锂,预计 2025 年全球六氟磷酸锂需求量为 16.5 万吨,2020 年全球 六氟磷酸锂需求为 3.5 万吨,期间 CAGR 为 35%。

2.2、 供给:六氟磷酸锂在 2021 年或持续性短缺

于前文所提及,电解液因投资门槛低、周期短,“产能”的并无实质性意义,因 此,相较于产能供给研究,电解液对下游需求以及企业的市场占有率的研究意义 更大。换而言之,产能本身不是问题,客户与需求才是竞争力。

电解液行业集中度高,龙头效应明显:电解液的行业集中度稳中有升,2020Q3 电解液企业 CR2、CR3、CR5 分别为 47%、60%、74%。从内部格局来看,新 宙邦、天赐材料、国泰华荣领先,2020Q3 新宙邦市占率为 17%,天赐材料为 31%,国泰华荣为 13%

电解液双龙头:天赐材料与新宙邦。电解液行业的竞争格局逐渐明朗,从行业格 局与企业自身优势综合判断,国内的天赐与新宙邦各具优点,前者具有碳酸锂锂盐-电解液的纵向成本优势,后者具有电解液-溶剂-添加剂-锂盐的横向协同优 势,看好两者的未来发展前景。我们看好电解液龙头的配置价值,其中新宙邦具 有长期α投资价值,而天赐更多受锂盐(LiPF6)的周期性影响,兼具弹性与成 长性。

电解液行业的产能利用率一直处于相对较低水平,国产电解液季度产能利用率处 于 50%上下。2020Q1 国内电解液厂商产能利用率触底,2020Q2~Q3 不断回升, Q3 产能利用率回升到 60%左右。但整体产能比较充裕,仍处于供给过剩阶段。值得指出的是,电解液核心主导因素是成本端的变化。

六氟磷酸锂是关键影响因素。基于以上分析,电解液产业链中的价格波动更多的 是来源于六氟磷酸锂原材料价格波动影响。上一轮上涨主要是因为碳酸锂叠加六 氟磷酸锂价格大幅上涨导致电解液产品价格趋势性上涨。因此,我们对六氟磷酸 锂产能供需平衡进行测算,以期判断六氟磷酸锂供需格局。

国外六氟磷酸锂产能:规模较小、新增扩产小。2020 年,国外六氟磷酸锂产能 主要集中在日韩企业,总产能约 2 万吨,其中,森田化工 2020 年约 7500 吨,产 能较大。其他海外企业有关东电化、瑞星化工、韩国厚成、釜山化学等,2020 年底产能分别为 4500、2100、4000 与 1300 吨,相较于国内,其产能规模相对较 小。

国内六氟磷酸锂产能:近两年扩产放缓。国内六氟磷酸锂产能在 2016~2019 年 的产能分别为 1.1、2.1、4.45 以及 4.73 万吨,其扩产速度远高于国外。然而受 制于环保、技术以及产品等多重影响,其产能利用率低。国内锂盐企业较大的有 天赐材料、多氟多、新泰材料等,其中 2020 年天赐材料六氟磷酸锂产能约为 1.2 万吨,多氟多为 9000 吨左右,新泰材料为 8000 吨左右。2021 年新增产能有限, 主要集中在天赐等头部企业。天赐材料在 2019 年 12 月公告将投资 6 万吨液体六 氟磷酸锂(折合约 2 万吨六氟磷酸锂),截止到 2020H1,该项目整体进展为 0.6%, 预期 2021 下半年陆续投产,后续产能具体释放节奏仍需跟踪。

2019 年供给严重过剩,产品价格大幅下跌:从全球六氟磷酸锂供需结构来看, 2016 年供不应求,出现了短缺现象,产品价格出现了大幅上涨。在此背景下, 行业出现比较多的资本开支进行扩产,根据我们的统计,2017~2019 年的全球 六氟磷酸锂产能供给分别为 3.4、6.1 与6.6 万吨的产能供给,在需求端分别 1.9、 2.6 与 2.8 万吨。基于六氟磷酸锂产能释放约有 1.5~2 年时间,2016~2017 年的 布局产能基本在 2018 年释放,供给端出现了大幅释放,导致产品价格的大幅下 跌。

2021 年供需偏紧,价格有望持续上行。结合行业需求及供给端预测结果,我们 预计 2020 年全球对六氟磷酸锂需求量为 3.6 万吨,而供给端为 7.2 万吨。预计 2021 年全球对六氟磷酸锂理论需求为 5.1 万吨,全球名义产能为 8 万吨,国内 新增主要源于天赐材料,其中外资企业预计 2 万吨产能,几乎无新增产能。若考 虑到库存、季节性、材料损耗等因素,行业整体将呈现紧平衡状态,价格有望持 续上行。

2.3、 产品价格:底部企稳,触底反弹

影响投资的核心要素之一就是对未来产品价格的判断,电解液产业链可视作化工 领域的细分子行业,具有周期性,如原材料有萤石、氢氟酸、碳酸锂,溶剂有碳 酸二甲酯等表现出产品周期。因此,对产业链中核心产品的价格判断具有重要意 义。首先,我们分析电解液与六氟磷酸锂价格,然后再对核心原价格材料进行判 断。

电解液价格已企稳,后续有涨价动力:国产电解液价格在 2015 年初出现价格低 点,同期六氟磷酸锂产品价格为 8~8.5 万的价格。对比类似 2015 年初,目前的 价格处于相对底部区间,并在底部区域实现了价格逐步修复性上涨。随着需求持 续高速增长,尤其是当化工类产品出现季度性的价格企稳向上,后续延续上涨的 概率较大,结合目前行业发展趋势,我们判断 2021 年六氟磷酸锂/电解液获将实 现持续性上涨。

碳酸锂价格企稳反弹:总体而言,过去几年碳酸锂扩产增速远高于需求增速,致 使行业性的供过于求,进而导致产品价格下行。碳酸锂从 2014 年底约 4 万元/ 吨的价格上涨至 2016 年初 18 万元/吨,然后高位横盘震荡至 2017 年底,之后 一路下跌至 2020H1。随着电动车大规模复苏,拉动了动力电池的需求量,使得 碳酸锂价格已经在 2020Q3 触底反弹,为六氟磷酸锂价格提供较强支撑。

碳酸锂二甲酯(DMC)价格处于相对高位:DMC 价格 2016 年之前与油价几乎 同步变化,无明显明显的季节性规律。2016 年开始随着新能源车放量,溶剂需 求释放,Q3-Q4 呈现阶段性供不应求的局面,2016 年 DMC 年内高点达到 6700 元/吨,2017 年高点达到 8000 元/吨,2018 年高点价格达到 10300 元/吨,2019 年价格有所回落,2020 年价格上涨明显,成本传导动力强,对电解液价格形成 支撑。

六氟磷酸锂价格弹性相对较大:六氟磷酸锂是电解液产业链最受关注的原材料, 虽不具有资源属性,但作为锂电池产业链中核心原材料之一,具有化工产品的周 期,价格弹性大。在 2004 年之前,六氟磷酸锂供给基本被日本的瑞星化工、森 田化工和关东电化等海外企业垄断,当时六氟磷酸锂价格在 60 万元/吨以上。从 2011 年开始,国内以多氟多为代表成功突破了六氟磷酸锂生产工艺,进入国内 电解液企业的供应链,促使六氟磷酸锂价格逐渐走低,2012 年价格为 25 万元/ 吨。2013 年后,六氟磷酸锂出现产能过剩,至 2014 年底价格下跌至 8 万元/吨 以下。2015-2016 年,受益于下游动力电池电解液需求快速上涨,叠加碳酸锂价 格上涨的传导机制,六氟磷酸锂价格出现暴涨,高点超过 35 万元/吨。在高额利 润的驱动下,2016~2017 年众多企业增加资本开支进入该领域,随着产能释放, 供需反转,叠加上游原材料碳酸锂价格的大幅下降,六氟磷酸锂价格一路跌至 2020Q2 约 6.5 万元/吨,目前反弹至约 10~11 万元/吨。

六氟磷酸锂主要制备方法及生产原料:六氟磷酸锂代表性的制备方法是将 LiF 用无水氟化氢处理,形成多孔 LiF,然后通入 PF5 气体进行反应,从而得到产品。 六氟磷酸锂生产所需主要原材料包括氟化锂、五氯化磷和无水氟化氢,而对应上 游的矿石原料为萤石及碳酸锂,因此,萤石与碳酸锂的价格走势将影响六氟磷酸 锂产品价格。

氢氟酸价格或已触底:2018 年春节过后北方地区萤石复产,价格从高位向下, 同期氟化氢随着萤石价格同步向下,从 2018 年约 15000 元/吨的高价跌至目前 7600 元/吨。而 2017 年、2018 年、2019 年的无水氢氟酸的价格低点分别为 7000、 8000、7700 元/吨,目前氢氟酸价格处于低位底部运行。

根据我们测算,六氟磷酸锂供需格局在 2021 年有望明显改善,或将出现持续性 偏紧,从而推动六氟磷酸锂产品价格上涨。而六氟磷酸锂价格上涨将驱动电解液 价格上涨。当前电解液产业链各环节价格基本已经触底反弹,成本端形成支撑。 2020H1 九九久、新泰材料、宏源药业等企业六氟磷酸锂毛利率分别为 6%、-1%、 -19%,企业盈利修复诉求强烈。

2.4、 产品成本:逐步向上,龙头相对优势凸显

六氟磷酸锂成本端测算:在六氟磷酸锂成本构成中,碳酸锂、无水氟化氢及五氯 化磷是占比较大的三大原材料,假设 4.4 万元/吨碳酸锂、1.1 万元/吨五氯化磷、 0.76 万元/吨氟化氢,测算成本占比分别为 19%、30%、32%,合计原材料成本为 5.11 万元/吨,考虑到折旧、人工、能耗成本,预计六氟磷酸锂生产成本为 6.2 万元/吨,其中原材料占比约 83%。值得注意的是,上述成本是满产条件下的理 论值,考虑到产能利用率情况,实际成本比上述成本要高。

电解液成本端测算:在电解液成本构成中,由于六氟磷酸锂单价变动范围大,是 影响其成本的核心因素。在六氟磷酸锂价格为 10 万元/吨假设条件下,电解液生 产成本为 3.15 万元/吨,对应当前 4 万元/吨售价,毛利率约 21%。若六氟磷酸锂 价格上行,将推动电解液价格上行,六氟磷酸锂-电解液纵向一体化企业受益明 显。

电解液与锂盐在锂电池成本占比较小,客户容忍度较高。考虑到原材料涨价对 电池成本的影响,我们基于不同成本价格的六氟磷酸锂与电解液对锂动力电池成 本占比进行敏感性分析,以国内电池领先成本约为 0.65 元/Wh 为例,当六氟磷 酸锂成本分别为 6、9、12、15 万元/吨时,占电池成本分别为 1.3%、2%、2.7%、 3.3%;对应电解液的成本分别为 3.5、4、4.5、5 万元/吨(假设电解液厂商获得 25%毛利率),占电池成本分别为 6.5%、7.4%、8.3%、9.2%,其总成本占比较小。

3、 LiFSI:构筑壁垒,提升价值,前景甚好

电解液由溶剂、电解质(锂盐)、添加剂三部分组成,锂盐对电解液性能影响较 大。电极表面在首次循环后会形成一层固态电解质膜(SEI 膜),这层钝化膜能 够允许 Li+而阻挡电子通过,并阻止电解液的连续消耗,对电池循环稳定性具有 重大意义。良好的锂盐需要对电极形成稳定的 SEI 膜,以保障后续循环过程中 电解液不会被持续消耗。而六氟磷酸锂热稳定性较差,对水分敏感,容易生成氟 化氢,从而造成 SEI 膜被破坏,导致电池性能衰减。

为了解决这些问题,新型锂盐提上日程,而当前商业化前景可期的主要是 LiFSI, 其性能优异,热稳定性好,导电率高。但其制造工艺也比较复杂,成本较高,技 术、成本限制了其大规模应用。但其壁垒高,有利于提升电解液企业竞争优势, 同时售价也高于普通电解液,有利于提升产品价值。

日本触媒、韩国天宝、天赐材料、新宙邦、康鹏科技等在 LiFSI 走在世界前沿, 根据我们跟踪的信息来看,各企业积极布局,对未来前景乐观。

3.1、 特点:与六氟磷酸锂有效互补,强化电解液性能

电解液主要由六氟磷酸锂(锂盐)、溶剂、添加剂(部分锂盐也可充当添加剂) 组成,锂盐是电解液中锂离子的提供者,目前常见的锂盐有六氟磷酸锂、六氟砷 酸锂、高氯酸锂等,但六氟砷酸锂具有毒性,且价格昂贵;高氯酸锂具有较大的 安全风险。因此,这两种锂盐罕有使用。而六氟磷酸锂以其良好的离子导电率, 优异的氧化稳定性和较低的环境污染性,是目前应用最广泛的电解液质锂盐。但 六氟磷酸锂也存在热稳定性较差、遇水易分解等问题,容易产生氟化氢,而氟化 氢不仅会导致正极材料金属离子的溶出,而且会导致石墨化碳负极表面的 SEI 膜的化学性腐蚀,从而导致电池性能衰减。因此,为了解决以上问题,相关新型 锂盐孕育而生。

一般来讲,理想的电解液需要满足以下条件:①较高的电导率和锂离子迁移数, 适当的粘度,对隔膜和电极等表现出良好的浸润性。②化学稳定性好,电解液自 身,电解液与电极材料、隔膜以及电极表面的 SEI 膜等在搁置或工作状态下不 发生化学反应。③对正极材料具有良好的抗氧化性能。④在石墨负极等材料表面 形成稳定的固体电解质界面膜(SEI 膜)。⑤较高的安全性,对环境友好。⑥较低 成本,可以大规模生产,实现商业化应用。

而电解液的性能很大部分取决于锂盐,除了成本低廉,无公害之外,理想的电解 质锂盐需要具备以下特征:①低解离能和较高的溶解度。②良好的 SEI 成膜性 能。良好的锂盐需要对电极形成稳定的 SEI 膜,以保障后续循环过程中电解液 不会被持续消耗。③对 Al 集流体具有良好的钝化作用。

六氟磷酸锂热稳定性差,容易发生分解反应生成氟化氢,此外,六氟磷酸锂中的 P-F 键对水分非常敏感,当微量水分存在时,也容易反应生成氟化氢,这会破坏 电极表面形成的 SEI 膜,还会溶解正极活性组分,导致电池循环过程中容量严重衰减。

为了弥补六氟磷酸锂热稳定性差,对水分敏感等问题,新型锂盐成为近年来研究 的热点话题。主要的新型锂盐(添加剂)包括 LiFSI、二氟磷酸锂、LiTFSI、二 草酸硼酸锂等。

而 LiFSI 得益于其良好的热稳定性、高导电率、对水敏感性低等特点,是当前重 点研究领域,也是最具有大规模商业化前景的新型锂盐。相较于六氟磷酸锂其热 稳定性高,分解温度在 200℃以上,而六氟磷酸锂为 80℃,导电率为 9.8ms/cm, 高于六氟磷酸锂的 6.8ms/cm。

3.2、 工艺:较为复杂,流程较多

工艺较复杂,技术门槛高。LiFSI 制备通常包括以下三个步骤:双氯磺酰亚胺合 成、用双氯磺酰亚胺通过氟化反应合成双氟磺酰亚胺、LiFSI 制备。各企业在生 产工艺上有差别,我们以氟特电池的双氟磺酰亚胺锂生产过程为例,由氯磺酰化 反应、氟化反应、中和反应、复分解反应组成,工艺较为复杂。具体工艺流程如 下:

(1)氯磺酰化反应。以氯磺酰异氰酸酯和氯磺酸为原料,加热至 100℃左右, 常压下反应生成双氟磺酰亚胺。

(2)氟化反应。以双氯磺酰亚胺、三乙胺、氟化钾为原材料,二氯甲烷为溶剂, 加热至 60℃左右,常压下,双氯磺酰亚胺先于三乙胺发生中和,再和氟化钾发 生氟化反应制得三乙胺-双氟磺酰亚胺。该工艺为高危工艺,一般企业会为其设 置 DCS 连锁温度控制系统、SIS 系统等。

(3)中和反应。以三乙胺-双氟磺酰亚胺和碳酸钾为原料,控制温度在 10~60℃ 左右,常压下进行反应,生成双氟磺酰亚胺钾。

(4)复分解反应。以双氟磺酰亚胺钾、氯化锂威原材料,丙酮为溶剂,在室温 常压条件下进行复分解反应,生成双氟磺酰亚胺锂(LiFSI)。

整体来看,以氟特电池 LiFSI 生产工艺为例,其过程较为复杂,进入门槛较高, 部分涉及到高危环节,当前各大企业在不断探索更加简单有效的制备方法,降低 制备成本。

3.3、 前景:技术不断成熟,大规模商业化可期

供给:技术不断成熟,产能积极扩张。技术不断成熟,当前已有 LGC、CATL 等全球领先的电池厂商在应用。全球来看,日本触媒首先在 2013 年量产 LiFSI, 公司现有产能 300 吨,同时规划产能 2000 吨,预计在 2023 年春季投产,同时, 公司预计 2024 年销售额达 100 亿日元,约合 6.3 亿人民币。此外,韩国天宝也 位居前列,当前产能 720 吨,规划产能 280 吨预计于 2021H1 投产,届时年产 能达 1000 吨。国内方面,天赐材料当前产能已达 2300 吨,其中有 2000 吨在 2020 年4 月进入调试阶段,在规划中的产能 4000 吨,预计在 2021 年底前投产。 新宙邦、康鹏科技等居于前列,新宙邦当前产能约 200 吨,主要自用,同时公 司部分外购,新宙邦规划产能 2400 吨,原计划于 2020Q3 投产。康鹏科技当前 产能 1700 吨,其中 1500 吨于 2019 年底投产,目前产能正在爬坡。根据我们 梳理,当前全球 LiFSI 产能约 6720 吨,规划产能 1.12 万吨,稳步推进产能扩张, 前景可期。

成本:LiFSI 制造费用占比较高,规模化降本。以康鹏科技 2019 年 LiFSI 制造 成本为例,直接材料占约 43%,直接人工占约 10%,制造费用占约 47%。而六 氟磷酸锂成本结构中,原材料占约 80%,制造费用与直接人工各占 10%左右。 可以看到,LiFSI 在制造费用上占比显著高于六氟磷酸锂,是未来降成本的主要 方向之一。此外,规模化制备 LiFSI 也有利于降低单位能耗、原材料等,推动单吨成本下降。

以康鹏科技 LiFSI 生产成本为例,公司 2016 年开始量产 LiFSI,产能 200 吨, 2017、2018 年单吨成本为 34.8、25.4 万元,同比下降 37%、27%,呈现快速 下降趋势。2019、2020H1 单吨成本为 25.9 万元、27.8 万元,分别提升 2%、 8%,主要原因是公司 2019 年底 1500 吨新产能转固,处于爬坡期,导致折旧等 费用较高,而 2020H1 是由于“安全事故”导致停产检修,产量较小,单位成本 较高。

价格:以较快速度下降,盈利能力较强。伴随近年来 LiFSI 产能不断投放,规模 化效应明显,价格整体呈现下降趋势。以康鹏科技的销售价格为例,2016 年 ~2020H1 分别为 87、69、53、49、45 万元/吨,2017 年~2020H1 价格分别下 降 21%、23%、7%、9%。盈利能力方面,康鹏科技 LiFSI 业务 2016 年~2020H1 毛利率分别为 36%、49%、52%、47%、38%,其中 2016~2018 年毛利率不断 提升,主要受益于规模化导致成本下降快于价格下降速度;而 2019 年、2020H1 毛利率有所下降,主要原因是 1500 吨新产能处于爬坡阶段,2020H1 受安全事 故影响导致停产检修,产量较小,成本较高。

需求:前景可期,头部企业积极添加 LiFSI。当前 LGC、CATL 等全球领先的动 力电池厂商积极添加 LiFSI,改善动力电池性能,提升循环寿命。根据康鹏科技预测,国泰华荣 2021 年对 LiFSI 需求不低于 550 吨;扬州化工(日本宇部国内 贸易商)2021 年需求不低于 600 吨。假设按照 1.5%的添加量,预计新宙邦、 天赐材料 2020 年需求约 600 吨、1050 吨。在此基础上,预计国泰华荣、扬州 化工、新宙邦、天赐材料四家 2020 年需求 2550 吨以上,2021 年需求 3670 吨 以上。

成本敏感性分析与展望。若添加 LiFSI,电解液成本会上升,动力电池厂商会在 成本与性能之间做适配性选择。为了更好地说明添加量对成本的影响,我们做了 如下测算。首先,假设六氟磷酸锂售价 10 万元/吨,对应电解液成本约 3 万元/ 吨,假设其他条件不变,在不同 LiFSI 售价下,用 LiFSI 替代六氟磷酸锂对电解 液成本的敏感性分析,在 4 万元/吨电解液售价条件下,如果自产 LiFSI,成本 25 万元/吨,对应的替代比例极限忍受度为 40%~50%左右(此时电解液厂商在 电解液售价 4 万元/吨条件下,对应的毛利率为 0~5%)

在以上六氟磷酸锂价格假设条件下,再假设替代比例为 30%,电解液售价提升 到 5 万/吨,若 LiFSI 自产,对应成本 25 万元/吨,测算出电解液厂商毛利率可以 做到 27%,与当前毛利率相当,添加动力强。

参考康鹏科技售价,假设 LiFSI 销售均价由 2020 的 45 万元/吨下降到 2025 年 的 26.5 万元/吨,对应年均降幅约 10%,假设动力电池电解液 LiFSI 添加比例由 2020 年的 1.5%提升到 2025 年的 4%(六氟磷酸锂为 12%,替代约 30%),测 算出 2025 年 LiFSI 对应市场空间为 112 亿元。

LiFSI 资金门槛、技术门槛高于六氟磷酸锂。以投资门槛为例,六氟磷酸锂、电 解液、LiFSI 单吨投资额平均约 5.8、0.5、14.5 万元。由于 LiFSI 工艺较为复杂, 扩产周期一般也高于六氟磷酸锂与电解液。若相关电解液企业能够寻找到合适的 工艺,降低生产成本,通过 LiFSI-电解液纵向一体化生产,有利于降低电解液生 产成本,以优异的性能抢占电解液市场份额。我们看好具有资金优势、成本、技 术优势的头部 LiFSI-电解液一体化生产企业,重点推荐新宙邦、天赐材料。

4、 行业评级及投资策略

给予电解液行业“推荐”评级,建议布局产业链相关头部企业:在全球电动化 3.0 大浪潮的时代背景下,锂动力电池体现出高速、稳定的旺盛需求,由此驱动 的电解液与锂盐行业出现由严重过剩→相对过剩→高端产能偏紧的演变,预期在 2021 年产品价格持续上行,未来 1~2 年内六氟磷酸锂与电解液有望呈现量价齐 升的良好格局,因此给予电解液行业 “推荐”评级。

推荐电解液、锂盐细分行业的投资逻辑:

1)供给端:低端产能逐步退出,供 给相对刚性。由于六氟磷酸锂、电解液产品价格持续下行,行业整体缩减资本开 支,未来几年仅有天赐材料、多氟多等少数头部企业布局新产能,供给相对刚性。

2)需求端:我们测算全球 2025 年锂电池需求量为 1202GWh,对应电解液需求 为 132 万吨。预计 2021 年全球锂电池需求量为 371GWh,对应电解液需求为 41 万吨,对应 2021~2025 年 5 年增长空间为 3.5 倍,CAGR 为 35%。按照每吨电解 液配比 0.12 吨六氟磷酸锂,预计 2025 年全球六氟磷酸锂需求量为 16.5 万吨,2021 年全球六氟磷酸锂需求为 5.1 万吨,2020~2025 年增长空间为 3.5 倍,对应 CAGR 为 35%。

3)2021 年供需有望持续偏紧,驱动产品价格上行。根据我们测算结果: 2018~2021 年的全球六氟磷酸锂产能供给分别为 6.1、6.6、7.2 与 8.0 万吨,需求 分别为 2.6、2.8、3.6 与 5.1 万吨。名义产能过剩,考虑到国产锂盐低端产能复产 难度较大,供需有望持续偏紧,促使需求放量驱动产品涨价。4)电解液与锂盐 在锂电成本占比较小,涨价空间可观:考虑到原材料涨价对电池成本的影响,我 们基于不同成本价格的六氟磷酸锂与电解液对锂动力电池成本占比进行敏感性 分析,以国内电池领先成本约为 0.65 元/Wh 为例,当六氟磷酸锂成本分别为 6、 9、12、15 万元/吨时,占电池成本分别为 1.3%、2%、2.7%、3.3%;对应电解液 的成本分别为 3.5、4、4.5、5 万元/吨(假设电解液厂商获得 25%毛利率),占电 池成本分别为 6.5%、7.4%、8.3%、9.2%,其总成本占比较小,未来对其涨价的 容忍空间较大。

5、 重点企业分析(略)

建议布局电解液产业链头部企业:电解液及锂盐的投资价值兼具周期弹性与成长 性,是 2021 年确定性相对较高的量价齐升细分领域,头部企业有望迎来戴维斯 双击,投资价值凸显。重点企业:具有锂盐/电解液一体化优势且技术优势凸显的 双龙头天赐材料、新宙邦,具有预期差且业绩反转确定性高的六氟磷酸锂龙头多氟多、天际股份,以及溶剂龙头石大胜华等。

……

(报告观点属于原作者,仅供参考。报告来源:国海证券)

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