1、 電解液產業鏈:價格傳導機制與投資邏輯
根據對電解液、六氟磷酸鋰(六氟磷酸鋰)產品歷史價格及企業經營特徵的分析, 我們認為,電解液價格傳導機制是成本推動型,而六氟磷酸鋰價格由供需格局決 定,具有較強的周期性。目前新能源汽車行業處於高速穩定增長階段,對產業鏈 需求拉動明顯,成長動力足,六氟磷酸鋰/電解液產業鏈迎來量價齊升的戴維斯 雙擊,有望成為 2021 年新能源汽車各細分領域中的領漲板塊。
1.1、 定價機制:鋰鹽看供需,電解液依賴成本推動
電解液作為鋰電池四大核心材料之一,電解液企業與動力電池廠商關係緊密,而 不同動力電池產品對電解液的需求不同,配方能力強以及添加劑具有優勢的電解 液企業優勢明顯。電解液一般按照成本加成進行定價,而六氟磷酸鋰是電解液關 鍵原材料,成本比例高。因此,電解液價格波動一般與六氟磷酸鋰價格走勢類似。
六氟磷酸鋰價格更多與供需格局相關,體現相對較強的周期性;而電解液價格主 要有原材料成本決定,雖配方能力強的企業議價能力強,但總體體現為成本推動 型。六氟磷酸鋰價格從歷史表現來看,與成本端走勢相關性弱,核心影響因素是 供需格局。2016 年 6 月~2018 年 2 月,六氟磷酸鋰核心成本(單噸電解液耗用 2.64 噸氫氟酸+0.26 噸碳酸鋰,兩者佔營業成本 50%+)呈現上升趨勢,而六氟 磷酸鋰價格在產能不斷釋放背景下,價格不斷下跌。我們通過編制 2016 年 4 月 至今六氟磷酸鋰核心成本曲線與六氟磷酸鋰價格關係,兩者相關性較弱,期間多 次走勢相反。因此,我們認為六氟磷酸鋰價格核心驅動因素供需格局,表現較強 的周期性。結合六氟磷酸鋰售價情況,成本端可以用來判斷價格底部區間,當售 價低於生產企業的現金成本時,企業將處於虧損狀態,高成本產能將逐步退出。
復盤碳酸鋰、六氟磷酸鋰、電解液價格走勢,可以看到六氟磷酸鋰價格走勢與碳 酸鋰走勢並不一致,六氟磷酸鋰價格在 2016 年 6 月見頂回落,而碳酸鋰價格在 2017 年 12 月才見頂回落,因此,此輪價格上漲,成本端不是影響六氟磷酸鋰 價格走勢的關鍵性因素,而是供需格局出現了變化,即主要受碳酸鋰與六氟磷酸 鋰的產能周期以及下遊應用場景不同所致。2015~2016 上半年六氟磷酸鋰價格大漲,期間相關公司積極擴產,在 2016H2 開始陸續釋放,導致六氟磷酸鋰價格 出現下跌,多氟多、天賜材料等相關標的的股價在 2016 年 6 月見頂回落。
電解液價格走勢與六氟磷酸鋰高度一致,表現為成本推動。從 2016 年 4 月至 2020 年 11 月中旬,六氟磷酸鋰價格與電解液價格走勢高度一致,呈現同漲同跌 的相關性。六氟磷酸鋰作為電解液的核心原材料,成本佔比約 40%~60%,下遊 動力電池廠商對電解液廠商定價時一般採取成本定價模式,因此,電解液價格與 六氟磷酸鋰價格走勢基本一致。
電解液價格核心驅動力體現為成本推動,這點可以在相關企業毛利率上得到充分 體現。以新宙邦為例,公司六氟磷酸鋰外購,毛利率維持相對穩定,一般在 30% 左右;而天賜材料六氟磷酸鋰-電解液縱向一體化,價格彈性較大,毛利率波動 較新宙邦大,六氟磷酸鋰上行周期充分享受價格彈性,毛利率快速提升,而六氟 磷酸鋰下行周期表現相反。從天際股份六氟磷酸鋰業務毛利率走勢看,六氟磷酸 鋰上行周期受益大,下行周期受損大。因此,對於六氟磷酸鋰-電解液產業鏈,六氟磷酸鋰上行周期受益排序是鋰鹽-電解液縱向一體化企業>鋰鹽企業>外購 鋰鹽的電解液企業;六氟磷酸鋰下行周期抗周期能力排序是外購六氟磷酸鋰的電 解液企業>鋰鹽-電解液縱向一體化企業>鋰鹽企業。
1.2、 投資邏輯:鋰鹽觸底反彈,龍頭競爭力凸顯
2015~2016 年六氟磷酸鋰供不應求,產品價格進入上行周期。六氟磷酸鋰或六 氟磷酸鋰/電解液縱向一體化企業彈性較大。外購六氟磷酸鋰的電解液企業由於 成本推動,起始階段成本抬升,階段盈利受損,後續電解液價格回升能覆蓋成本 並有溢價,表現為產品毛利率提升。但電解液價格彈性遠低於弱於六氟磷酸鋰產 品。隨著六氟磷酸鋰產能擴張、釋放,價格進入下行周期(2017~2020H1),期 間六氟磷酸鋰或六氟磷酸鋰→電解液縱向一體化企業受到的影響較大,對外購六 氟磷酸鋰的電解液企業影響較弱,毛利率表現相對穩定。從 2020Q3 開始全球電 動車進入新一輪需求高速增長階段,將明顯拉動鋰電池及相關材料的需求,六氟 磷酸鋰與電解液產業鏈均顯著受益。我們判斷,六氟磷酸鋰/電解液進入新一輪 上行周期,但投資邏輯與 2015~2016 年有本質區別:
1)上一輪供給短缺,需求跳躍式增長,供需嚴重錯配;體現為強周期性。2015~2016 年電動車銷量快速上漲,且為帶電量較高的商用車,產能供給嚴 重不足,供需嚴重失衡,導致六氟磷酸鋰價格爆漲,價格從 8 萬元/噸上漲至 高點 38 萬元/噸。
2)本輪價格彈性相對較低,體現為弱周期性。價格上漲核心邏輯在於需求,但 供給端具有彈性。在高盈利預期下,2016~2018 年六氟磷酸鋰企業加大資本 開支,產能成倍擴張,致使供過於求。疊加國內補貼退坡,造成需求增速大 幅回落,產品價格持續下行,疊加 2020H1 新冠影響,低端產能不斷退出, 產品價格也迎來約 6.5 萬元/噸低位,已經處於或接近頭部企業成本線。隨著 2020Q3 下遊新能源汽車與鋰電池的需求的快速復甦,庫存被快速消納,供 需逐漸平衡並日趨緊張,隨之六氟磷酸鋰價格出現反彈上漲。我們判斷本輪 價格上漲具有趨勢性,將讓頭部企業盈利能力回到相對合理水平,但上漲幅度或更加平穩,價格上漲斜率與高度將弱於上一輪。
3)新型鋰鹽與配方構築護城河,頭部電解液企業將溢價明顯。電解液行業集中 度提升的邏輯在於添加劑及新型鋰鹽的應用將為技術領先的企業構築更高 的壁壘,賦予頭部企業更高的議價,實現更高的盈利水平。例如,新型鋰鹽 LiFSI 受下遊客戶認可上量快,頭部鋰鹽企業有望憑藉技術的跨越、低成本 優勢搶佔更多的市場份額。同時動力鋰電池具有長壽命、低成本、高性能的 綜合要求,尤其是在追求高續航裡程下對三元的應用比例提升,比 2015~2016 年大規模使用磷酸鐵鋰電池階段,下遊客戶對六氟磷酸鋰、電解 液供應商提出更為苛刻的產品要求,例如天賜、新宙邦、多氟多等頭部企業 具有明顯優勢,未來電解液產業鏈的集中度將進一步提升。
4)兼顧價格彈性與企業長期競爭力。以上核心因素決定本輪投資不僅僅停留在 短期六氟磷酸鋰價格周期上,而需要更加重視企業的長期競爭力。短期既可以享受六氟磷酸鋰價格彈性又可以通過新型鋰鹽 LiFSI 等新產品以及配方能 力提升電解液價值量,從而達到增強企業核心競爭力是理想選擇。綜合行業 屬性以及各企業經營狀況,當下重點推薦具有產品一體化凸顯成本優勢的天 賜材料,以及技術優勢明顯、重視研發的新宙邦。建議關注彈性標的:六氟磷酸鋰龍頭企業多氟多、天際股份以及溶劑龍頭石大勝華。
2、 六氟磷酸鋰產業鏈:供需偏緊+成本支撐,價格 觸底反彈
供給端:根據我們統計,2017~2019 年全球六氟磷酸鋰產能分別為 3.4、6.1、 6.6 萬噸,分別同比增長 71%、83%、7%,預計 2020、2021 年六氟磷酸鋰行 業全球產能為 7.2、8 萬噸(主要新增來源於天賜材料,公司 2 萬噸新增產能預 計 2021 年下半年投產,假設 2021 年實際有效產能 0.5 萬噸),分別同比增長 10%、11%,同期國內分別為 5.2、6 萬噸。近 2 年行業新增產能非常有限,主 要集中在頭部企業。預計2021年全球六氟磷酸鋰得益於動力電池需求快速增長, 全球需求將達 5.1 萬噸,名義產能利用率將達 64%以上。
主要原材料:形成重要支撐,碳酸鋰底部企穩反彈。2017~2018 年碳酸鋰擴產 增速遠高於需求增速,導致行業性的供過於求,進而產品價格下行。碳酸鋰從 2014 年底約 4 萬元/噸的價格上漲至 2016 年初 18 萬元/噸,然後高位橫盤震蕩 至 2017 年底,之後一路下跌至 2020H1。碳酸鋰價格已經在 2020Q3 觸底反彈, 為六氟磷酸鋰價格提供強支撐。
大部分六氟磷酸鋰相關企業處於或瀕臨虧損狀態,產品漲價驅動力較強。其中 2020H1 九九久、新泰材料、宏源藥業等企業六氟磷酸鋰毛利率分別為6%、-1%、 -19%,隨著低端產能的逐漸退出,供需格局發生變化,行業底部特徵明顯,產 品漲價驅動力較強。
2.1、 需求端:2020~2025 年 CAGR 為 35%
電解液擴產周期短,投資門檻較低,行業長期處於供過於求的狀態,討論「產能」 並無太大意義,因此,相較於產能供給研究,對行業需求以及企業的市場佔有率 的研究意義更大。換而言之,產能本身不是問題,客戶與需求才是競爭力。而討論六氟磷酸鋰時,需要重點研究供需格局。六氟磷酸鋰下遊是電解液,電解液下 遊是鋰電池,鋰電池應用於 3C、動力、儲能等領域,自下而上的推理是需求測 算的核心思路。
電解液下遊應用領域是鋰電池,而鋰電池需求主要分為 3C 類產品以及動力電池 電解液。根據 GGII 數據顯示,2015~2019 年國產電解液的出貨量分別為 6.33、 8.53、11、17.3、18.3 萬噸,對應地同比增速為 49%、35%、29%、58%及 31%, 期間年均複合增速約為 35%,呈現高速增速狀態。
就國內電解液細分市場增速而言,動力電解液佔比從 2014 年的 39%上升至 2019 年的 59%,出貨量從 1.65 萬噸增至 10.7 萬噸;同期的數碼電解液佔比從 52%降 至 30%,出貨量從 2.2 萬噸增至 5.52 萬噸。動力電解液增速最高,2014~2019 年 的 CAGR 為 45%;目前儲能領域處於萌芽期,體量相對較小,但增長快速,對應CAGR 為 38%;同期的數碼電解液的年均複合增速為 20%,因數碼電解液市 場逐漸實現出口替代,從全球市場而言,數碼電解液整體保持 5~10%的增速水 平。
綜上,電解液行業從出貨量及增速來說,目前主要來自於動力電池領域,對其未 來增長水平進行研判至關重要。因此,我們基於歷史銷量數據以及現行產業狀況 對全球與國內電動車及動力電池進行預測,進而推斷動力電解液及對應鋰鹽的市 場需求。
電動乘用車銷量預測及假設前提:銷量是對行業發展進行預判最重要指標之一, 根據 Marklines、乘聯會與 GGII 的銷量/裝機量數據,同時結合對產業理解,我 們對全球電動乘用車銷量及相應動力電池需求進行預判,並在預測中包含以下幾 點假設:
電動車方面:1)全球電動車的增量主要來源於電動乘用車,因此,國外銷量以 電動乘用車銷量做簡化代替;商用車與物流車影響較小,因此文中忽略不予考慮。 2)國內銷量除了本土車企外,還包括特斯拉與大眾 MEB 平臺在上海工廠的銷 量。3)伴隨國內特斯拉產能擴張+新勢力上量+MEB 投產+比亞迪為代表的自主 品牌轉型升級,我們預計 2021 年國內增速較高。動力電池層面:1)單車帶電 量提升:主要是電池成本下降、車型升級、EV 佔比提升以及技術提升等綜合影 響所致; 2)因商用車、物流車的銷量增速對整體影響很小,其對應的電池也可看成穩定數值且數值較小(穩定在 15~20GWh),文中不做計算與討論。
2020 年國內電動乘用車銷量承壓,海外增長約 70%。結合現有數據與產業基本 面,我們判斷 2020 年海外與國內電動乘用車銷量增速分別約為 67%與 4%,兩 者同比增速較 2019 年的 17%與 1%有所改善,但海外增長顯著高於國內增長, 主要原因在於歐洲銷量高速增長,得益於歐洲高額補貼及嚴格的碳排放標準倒逼。
2021 年海外與國內共振,銷量向上。展望 2021 年,國內電動乘用車增速較 2020 年有較大幅度提升,預期海外與國內增長分別為 38%與 61%(包括特斯拉中國 與大眾 MEB 平臺),其主要原因是特斯拉中國產能持續提升+大眾 MEB 平臺投 產+新勢力銷量攀升+以比亞迪為代表的自主品牌帶來增量。
全球電動乘用車銷量預測,6 年 6 倍增長空間。至 2025 年,我們預期全球電動 乘用車的銷量為 1401 萬輛,同比 2019 年 200 萬輛有 6 倍增長空間,期間 CAGR 為 39%。其中,至 2025 年國內(含國產特斯拉及大眾 MEB 平臺)銷量與海外分 別為 631 與770 萬輛,2021至 2025 年 5 年期間的 CAGR 分別約為 42%、37%。 與此同時,我們預測 2020 年國內外電動乘用車銷量預計分別約為 109/160 萬輛, yoy+4%/+45%;展望 2021 年,預期國內外銷量分別 175(含特斯拉出口約 10 萬 輛)/232 萬輛,yoy+61%/+45%。
全球電動乘用車對動力電池需求量的預測,6 年近 9 倍增長空間:至 2025 年, 我們預期全球電動乘用車對動力電池的需求量為886GWh,同比2019年92GWh 有近 9 倍增長空間,期間 CAGR 為 46%。其中,至 2025 年海外與國內動力電 池需求量分別為 516 與 371GWh,2021 至 2025 年 5 年期間的 CAGR 為 45% 與 49%。與此同時,2020 年國內外電動乘用車對應動力電池需求分別為 50/82GWh,yoy+18%/+67%。展望 2021 年,國內外電動乘用車對應動力電池 需求分別為 92/125GWh,yoy+82%/+54%。
根據國內國內商用車與物流車每年大約需求 20GWh 穩定需求,疊加後期隨著需 求大幅上升後電池更換需求,我們計算出全球電動車對應動力電池的需求量。
全球電動用車對動力電池需求量的預測,6 年 7 倍增長空間:至 2025 年,我們 預期全球電動車對動力電池的需求量為 983GWh,同比 2019 年 118GWh 有 7 倍增長空間,期間 CAGR 為 42%。
全球電解液的需求量預測:由於 3C 鋰電池需求相對穩定,假設增速 5%左右; 而儲能電池基數較低,需求增長快,預計未來 5 年維持高速增長。結合以上假設, 我們測算全球2025年鋰電池需求量為1202GWh,對應電解液需求為132萬噸。 預計 2020 年全球鋰電池需求量為 264GWh,對應電解液需求為 29 萬噸,期間 CAGR 為 35%。
全球電解液對六氟磷酸鋰需求量預測:根據我們測算,按照每噸電解液配比 0.12 噸六氟磷酸鋰,預計 2025 年全球六氟磷酸鋰需求量為 16.5 萬噸,2020 年全球 六氟磷酸鋰需求為 3.5 萬噸,期間 CAGR 為 35%。
2.2、 供給:六氟磷酸鋰在 2021 年或持續性短缺
於前文所提及,電解液因投資門檻低、周期短,「產能」的並無實質性意義,因 此,相較於產能供給研究,電解液對下遊需求以及企業的市場佔有率的研究意義 更大。換而言之,產能本身不是問題,客戶與需求才是競爭力。
電解液行業集中度高,龍頭效應明顯:電解液的行業集中度穩中有升,2020Q3 電解液企業 CR2、CR3、CR5 分別為 47%、60%、74%。從內部格局來看,新 宙邦、天賜材料、國泰華榮領先,2020Q3 新宙邦市佔率為 17%,天賜材料為 31%,國泰華榮為 13%
電解液雙龍頭:天賜材料與新宙邦。電解液行業的競爭格局逐漸明朗,從行業格 局與企業自身優勢綜合判斷,國內的天賜與新宙邦各具優點,前者具有碳酸鋰鋰鹽-電解液的縱向成本優勢,後者具有電解液-溶劑-添加劑-鋰鹽的橫向協同優 勢,看好兩者的未來發展前景。我們看好電解液龍頭的配置價值,其中新宙邦具 有長期α投資價值,而天賜更多受鋰鹽(LiPF6)的周期性影響,兼具彈性與成 長性。
電解液行業的產能利用率一直處於相對較低水平,國產電解液季度產能利用率處 於 50%上下。2020Q1 國內電解液廠商產能利用率觸底,2020Q2~Q3 不斷回升, Q3 產能利用率回升到 60%左右。但整體產能比較充裕,仍處於供給過剩階段。值得指出的是,電解液核心主導因素是成本端的變化。
六氟磷酸鋰是關鍵影響因素。基於以上分析,電解液產業鏈中的價格波動更多的 是來源於六氟磷酸鋰原材料價格波動影響。上一輪上漲主要是因為碳酸鋰疊加六 氟磷酸鋰價格大幅上漲導致電解液產品價格趨勢性上漲。因此,我們對六氟磷酸 鋰產能供需平衡進行測算,以期判斷六氟磷酸鋰供需格局。
國外六氟磷酸鋰產能:規模較小、新增擴產小。2020 年,國外六氟磷酸鋰產能 主要集中在日韓企業,總產能約 2 萬噸,其中,森田化工 2020 年約 7500 噸,產 能較大。其他海外企業有關東電化、瑞星化工、韓國厚成、釜山化學等,2020 年底產能分別為 4500、2100、4000 與 1300 噸,相較於國內,其產能規模相對較 小。
國內六氟磷酸鋰產能:近兩年擴產放緩。國內六氟磷酸鋰產能在 2016~2019 年 的產能分別為 1.1、2.1、4.45 以及 4.73 萬噸,其擴產速度遠高於國外。然而受 制於環保、技術以及產品等多重影響,其產能利用率低。國內鋰鹽企業較大的有 天賜材料、多氟多、新泰材料等,其中 2020 年天賜材料六氟磷酸鋰產能約為 1.2 萬噸,多氟多為 9000 噸左右,新泰材料為 8000 噸左右。2021 年新增產能有限, 主要集中在天賜等頭部企業。天賜材料在 2019 年 12 月公告將投資 6 萬噸液體六 氟磷酸鋰(折合約 2 萬噸六氟磷酸鋰),截止到 2020H1,該項目整體進展為 0.6%, 預期 2021 下半年陸續投產,後續產能具體釋放節奏仍需跟蹤。
2019 年供給嚴重過剩,產品價格大幅下跌:從全球六氟磷酸鋰供需結構來看, 2016 年供不應求,出現了短缺現象,產品價格出現了大幅上漲。在此背景下, 行業出現比較多的資本開支進行擴產,根據我們的統計,2017~2019 年的全球 六氟磷酸鋰產能供給分別為 3.4、6.1 與6.6 萬噸的產能供給,在需求端分別 1.9、 2.6 與 2.8 萬噸。基於六氟磷酸鋰產能釋放約有 1.5~2 年時間,2016~2017 年的 布局產能基本在 2018 年釋放,供給端出現了大幅釋放,導致產品價格的大幅下 跌。
2021 年供需偏緊,價格有望持續上行。結合行業需求及供給端預測結果,我們 預計 2020 年全球對六氟磷酸鋰需求量為 3.6 萬噸,而供給端為 7.2 萬噸。預計 2021 年全球對六氟磷酸鋰理論需求為 5.1 萬噸,全球名義產能為 8 萬噸,國內 新增主要源於天賜材料,其中外資企業預計 2 萬噸產能,幾乎無新增產能。若考慮到庫存、季節性、材料損耗等因素,行業整體將呈現緊平衡狀態,價格有望持 續上行。
2.3、 產品價格:底部企穩,觸底反彈
影響投資的核心要素之一就是對未來產品價格的判斷,電解液產業鏈可視作化工 領域的細分子行業,具有周期性,如原材料有螢石、氫氟酸、碳酸鋰,溶劑有碳 酸二甲酯等表現出產品周期。因此,對產業鏈中核心產品的價格判斷具有重要意 義。首先,我們分析電解液與六氟磷酸鋰價格,然後再對核心原價格材料進行判 斷。
電解液價格已企穩,後續有漲價動力:國產電解液價格在 2015 年初出現價格低 點,同期六氟磷酸鋰產品價格為 8~8.5 萬的價格。對比類似 2015 年初,目前的 價格處於相對底部區間,並在底部區域實現了價格逐步修復性上漲。隨著需求持 續高速增長,尤其是當化工類產品出現季度性的價格企穩向上,後續延續上漲的 概率較大,結合目前行業發展趨勢,我們判斷 2021 年六氟磷酸鋰/電解液獲將實 現持續性上漲。
碳酸鋰價格企穩反彈:總體而言,過去幾年碳酸鋰擴產增速遠高於需求增速,致 使行業性的供過於求,進而導致產品價格下行。碳酸鋰從 2014 年底約 4 萬元/ 噸的價格上漲至 2016 年初 18 萬元/噸,然後高位橫盤震蕩至 2017 年底,之後 一路下跌至 2020H1。隨著電動車大規模復甦,拉動了動力電池的需求量,使得 碳酸鋰價格已經在 2020Q3 觸底反彈,為六氟磷酸鋰價格提供較強支撐。
碳酸鋰二甲酯(DMC)價格處於相對高位:DMC 價格 2016 年之前與油價幾乎 同步變化,無明顯明顯的季節性規律。2016 年開始隨著新能源車放量,溶劑需 求釋放,Q3-Q4 呈現階段性供不應求的局面,2016 年 DMC 年內高點達到 6700 元/噸,2017 年高點達到 8000 元/噸,2018 年高點價格達到 10300 元/噸,2019 年價格有所回落,2020 年價格上漲明顯,成本傳導動力強,對電解液價格形成 支撐。
六氟磷酸鋰價格彈性相對較大:六氟磷酸鋰是電解液產業鏈最受關注的原材料, 雖不具有資源屬性,但作為鋰電池產業鏈中核心原材料之一,具有化工產品的周 期,價格彈性大。在 2004 年之前,六氟磷酸鋰供給基本被日本的瑞星化工、森 田化工和關東電化等海外企業壟斷,當時六氟磷酸鋰價格在 60 萬元/噸以上。從 2011 年開始,國內以多氟多為代表成功突破了六氟磷酸鋰生產工藝,進入國內 電解液企業的供應鏈,促使六氟磷酸鋰價格逐漸走低,2012 年價格為 25 萬元/ 噸。2013 年後,六氟磷酸鋰出現產能過剩,至 2014 年底價格下跌至 8 萬元/噸 以下。2015-2016 年,受益於下遊動力電池電解液需求快速上漲,疊加碳酸鋰價 格上漲的傳導機制,六氟磷酸鋰價格出現暴漲,高點超過 35 萬元/噸。在高額利 潤的驅動下,2016~2017 年眾多企業增加資本開支進入該領域,隨著產能釋放, 供需反轉,疊加上遊原材料碳酸鋰價格的大幅下降,六氟磷酸鋰價格一路跌至 2020Q2 約 6.5 萬元/噸,目前反彈至約 10~11 萬元/噸。
六氟磷酸鋰主要製備方法及生產原料:六氟磷酸鋰代表性的製備方法是將 LiF 用無水氟化氫處理,形成多孔 LiF,然後通入 PF5 氣體進行反應,從而得到產品。 六氟磷酸鋰生產所需主要原材料包括氟化鋰、五氯化磷和無水氟化氫,而對應上 遊的礦石原料為螢石及碳酸鋰,因此,螢石與碳酸鋰的價格走勢將影響六氟磷酸 鋰產品價格。
氫氟酸價格或已觸底:2018 年春節過後北方地區螢石復產,價格從高位向下, 同期氟化氫隨著螢石價格同步向下,從 2018 年約 15000 元/噸的高價跌至目前 7600 元/噸。而 2017 年、2018 年、2019 年的無水氫氟酸的價格低點分別為 7000、 8000、7700 元/噸,目前氫氟酸價格處於低位底部運行。
根據我們測算,六氟磷酸鋰供需格局在 2021 年有望明顯改善,或將出現持續性 偏緊,從而推動六氟磷酸鋰產品價格上漲。而六氟磷酸鋰價格上漲將驅動電解液 價格上漲。當前電解液產業鏈各環節價格基本已經觸底反彈,成本端形成支撐。 2020H1 九九久、新泰材料、宏源藥業等企業六氟磷酸鋰毛利率分別為 6%、-1%、 -19%,企業盈利修復訴求強烈。
2.4、 產品成本:逐步向上,龍頭相對優勢凸顯
六氟磷酸鋰成本端測算:在六氟磷酸鋰成本構成中,碳酸鋰、無水氟化氫及五氯 化磷是佔比較大的三大原材料,假設 4.4 萬元/噸碳酸鋰、1.1 萬元/噸五氯化磷、 0.76 萬元/噸氟化氫,測算成本佔比分別為 19%、30%、32%,合計原材料成本為 5.11 萬元/噸,考慮到折舊、人工、能耗成本,預計六氟磷酸鋰生產成本為 6.2 萬元/噸,其中原材料佔比約 83%。值得注意的是,上述成本是滿產條件下的理 論值,考慮到產能利用率情況,實際成本比上述成本要高。
電解液成本端測算:在電解液成本構成中,由於六氟磷酸鋰單價變動範圍大,是 影響其成本的核心因素。在六氟磷酸鋰價格為 10 萬元/噸假設條件下,電解液生 產成本為 3.15 萬元/噸,對應當前 4 萬元/噸售價,毛利率約 21%。若六氟磷酸鋰 價格上行,將推動電解液價格上行,六氟磷酸鋰-電解液縱向一體化企業受益明 顯。
電解液與鋰鹽在鋰電池成本佔比較小,客戶容忍度較高。考慮到原材料漲價對 電池成本的影響,我們基於不同成本價格的六氟磷酸鋰與電解液對鋰動力電池成 本佔比進行敏感性分析,以國內電池領先成本約為 0.65 元/Wh 為例,當六氟磷 酸鋰成本分別為 6、9、12、15 萬元/噸時,佔電池成本分別為 1.3%、2%、2.7%、 3.3%;對應電解液的成本分別為 3.5、4、4.5、5 萬元/噸(假設電解液廠商獲得 25%毛利率),佔電池成本分別為 6.5%、7.4%、8.3%、9.2%,其總成本佔比較小。
3、 LiFSI:構築壁壘,提升價值,前景甚好
電解液由溶劑、電解質(鋰鹽)、添加劑三部分組成,鋰鹽對電解液性能影響較 大。電極表面在首次循環後會形成一層固態電解質膜(SEI 膜),這層鈍化膜能 夠允許 Li+而阻擋電子通過,並阻止電解液的連續消耗,對電池循環穩定性具有 重大意義。良好的鋰鹽需要對電極形成穩定的 SEI 膜,以保障後續循環過程中 電解液不會被持續消耗。而六氟磷酸鋰熱穩定性較差,對水分敏感,容易生成氟 化氫,從而造成 SEI 膜被破壞,導致電池性能衰減。
為了解決這些問題,新型鋰鹽提上日程,而當前商業化前景可期的主要是 LiFSI, 其性能優異,熱穩定性好,導電率高。但其製造工藝也比較複雜,成本較高,技 術、成本限制了其大規模應用。但其壁壘高,有利於提升電解液企業競爭優勢, 同時售價也高於普通電解液,有利於提升產品價值。
日本觸媒、韓國天寶、天賜材料、新宙邦、康鵬科技等在 LiFSI 走在世界前沿, 根據我們跟蹤的信息來看,各企業積極布局,對未來前景樂觀。
3.1、 特點:與六氟磷酸鋰有效互補,強化電解液性能
電解液主要由六氟磷酸鋰(鋰鹽)、溶劑、添加劑(部分鋰鹽也可充當添加劑) 組成,鋰鹽是電解液中鋰離子的提供者,目前常見的鋰鹽有六氟磷酸鋰、六氟砷 酸鋰、高氯酸鋰等,但六氟砷酸鋰具有毒性,且價格昂貴;高氯酸鋰具有較大的 安全風險。因此,這兩種鋰鹽罕有使用。而六氟磷酸鋰以其良好的離子導電率, 優異的氧化穩定性和較低的環境汙染性,是目前應用最廣泛的電解液質鋰鹽。但 六氟磷酸鋰也存在熱穩定性較差、遇水易分解等問題,容易產生氟化氫,而氟化 氫不僅會導致正極材料金屬離子的溶出,而且會導致石墨化碳負極表面的 SEI 膜的化學性腐蝕,從而導致電池性能衰減。因此,為了解決以上問題,相關新型 鋰鹽孕育而生。
一般來講,理想的電解液需要滿足以下條件:①較高的電導率和鋰離子遷移數, 適當的粘度,對隔膜和電極等表現出良好的浸潤性。②化學穩定性好,電解液自 身,電解液與電極材料、隔膜以及電極表面的 SEI 膜等在擱置或工作狀態下不 發生化學反應。③對正極材料具有良好的抗氧化性能。④在石墨負極等材料表面 形成穩定的固體電解質界面膜(SEI 膜)。⑤較高的安全性,對環境友好。⑥較低 成本,可以大規模生產,實現商業化應用。
而電解液的性能很大部分取決於鋰鹽,除了成本低廉,無公害之外,理想的電解 質鋰鹽需要具備以下特徵:①低解離能和較高的溶解度。②良好的 SEI 成膜性 能。良好的鋰鹽需要對電極形成穩定的 SEI 膜,以保障後續循環過程中電解液 不會被持續消耗。③對 Al 集流體具有良好的鈍化作用。
六氟磷酸鋰熱穩定性差,容易發生分解反應生成氟化氫,此外,六氟磷酸鋰中的 P-F 鍵對水分非常敏感,當微量水分存在時,也容易反應生成氟化氫,這會破壞 電極表面形成的 SEI 膜,還會溶解正極活性組分,導致電池循環過程中容量嚴重衰減。
為了彌補六氟磷酸鋰熱穩定性差,對水分敏感等問題,新型鋰鹽成為近年來研究 的熱點話題。主要的新型鋰鹽(添加劑)包括 LiFSI、二氟磷酸鋰、LiTFSI、二 草酸硼酸鋰等。
而 LiFSI 得益於其良好的熱穩定性、高導電率、對水敏感性低等特點,是當前重 點研究領域,也是最具有大規模商業化前景的新型鋰鹽。相較於六氟磷酸鋰其熱 穩定性高,分解溫度在 200℃以上,而六氟磷酸鋰為 80℃,導電率為 9.8ms/cm, 高於六氟磷酸鋰的 6.8ms/cm。
3.2、 工藝:較為複雜,流程較多
工藝較複雜,技術門檻高。LiFSI 製備通常包括以下三個步驟:雙氯磺醯亞胺合 成、用雙氯磺醯亞胺通過氟化反應合成雙氟磺醯亞胺、LiFSI 製備。各企業在生 產工藝上有差別,我們以氟特電池的雙氟磺醯亞胺鋰生產過程為例,由氯磺醯化 反應、氟化反應、中和反應、複分解反應組成,工藝較為複雜。具體工藝流程如 下:
(1)氯磺醯化反應。以氯磺醯異氰酸酯和氯磺酸為原料,加熱至 100℃左右, 常壓下反應生成雙氟磺醯亞胺。
(2)氟化反應。以雙氯磺醯亞胺、三乙胺、氟化鉀為原材料,二氯甲烷為溶劑, 加熱至 60℃左右,常壓下,雙氯磺醯亞胺先於三乙胺發生中和,再和氟化鉀發 生氟化反應製得三乙胺-雙氟磺醯亞胺。該工藝為高危工藝,一般企業會為其設置DCS 連鎖溫度控制系統、SIS 系統等。
(3)中和反應。以三乙胺-雙氟磺醯亞胺和碳酸鉀為原料,控制溫度在 10~60℃ 左右,常壓下進行反應,生成雙氟磺醯亞胺鉀。
(4)複分解反應。以雙氟磺醯亞胺鉀、氯化鋰威原材料,丙酮為溶劑,在室溫 常壓條件下進行複分解反應,生成雙氟磺醯亞胺鋰(LiFSI)。
整體來看,以氟特電池 LiFSI 生產工藝為例,其過程較為複雜,進入門檻較高, 部分涉及到高危環節,當前各大企業在不斷探索更加簡單有效的製備方法,降低 製備成本。
3.3、 前景:技術不斷成熟,大規模商業化可期
供給:技術不斷成熟,產能積極擴張。技術不斷成熟,當前已有 LGC、CATL 等全球領先的電池廠商在應用。全球來看,日本觸媒首先在 2013 年量產 LiFSI, 公司現有產能 300 噸,同時規劃產能 2000 噸,預計在 2023 年春季投產,同時, 公司預計 2024 年銷售額達 100 億日元,約合 6.3 億人民幣。此外,韓國天寶也 位居前列,當前產能 720 噸,規劃產能 280 噸預計於 2021H1 投產,屆時年產 能達 1000 噸。國內方面,天賜材料當前產能已達 2300 噸,其中有 2000 噸在 2020 年4 月進入調試階段,在規劃中的產能 4000 噸,預計在 2021 年底前投產。 新宙邦、康鵬科技等居於前列,新宙邦當前產能約 200 噸,主要自用,同時公 司部分外購,新宙邦規劃產能 2400 噸,原計劃於 2020Q3 投產。康鵬科技當前 產能 1700 噸,其中 1500 噸於 2019 年底投產,目前產能正在爬坡。根據我們 梳理,當前全球 LiFSI 產能約 6720 噸,規劃產能 1.12 萬噸,穩步推進產能擴張, 前景可期。
成本:LiFSI 製造費用佔比較高,規模化降本。以康鵬科技 2019 年 LiFSI 製造 成本為例,直接材料佔約 43%,直接人工佔約 10%,製造費用佔約 47%。而六 氟磷酸鋰成本結構中,原材料佔約 80%,製造費用與直接人工各佔 10%左右。 可以看到,LiFSI 在製造費用上佔比顯著高於六氟磷酸鋰,是未來降成本的主要 方向之一。此外,規模化製備 LiFSI 也有利於降低單位能耗、原材料等,推動單噸成本下降。
以康鵬科技 LiFSI 生產成本為例,公司 2016 年開始量產 LiFSI,產能 200 噸, 2017、2018 年單噸成本為 34.8、25.4 萬元,同比下降 37%、27%,呈現快速 下降趨勢。2019、2020H1 單噸成本為 25.9 萬元、27.8 萬元,分別提升 2%、 8%,主要原因是公司 2019 年底 1500 噸新產能轉固,處於爬坡期,導致折舊等 費用較高,而 2020H1 是由於「安全事故」導致停產檢修,產量較小,單位成本 較高。
價格:以較快速度下降,盈利能力較強。伴隨近年來 LiFSI 產能不斷投放,規模 化效應明顯,價格整體呈現下降趨勢。以康鵬科技的銷售價格為例,2016 年 ~2020H1 分別為 87、69、53、49、45 萬元/噸,2017 年~2020H1 價格分別下 降 21%、23%、7%、9%。盈利能力方面,康鵬科技 LiFSI 業務 2016 年~2020H1 毛利率分別為 36%、49%、52%、47%、38%,其中 2016~2018 年毛利率不斷 提升,主要受益於規模化導致成本下降快於價格下降速度;而 2019 年、2020H1 毛利率有所下降,主要原因是 1500 噸新產能處於爬坡階段,2020H1 受安全事 故影響導致停產檢修,產量較小,成本較高。
需求:前景可期,頭部企業積極添加 LiFSI。當前 LGC、CATL 等全球領先的動 力電池廠商積極添加 LiFSI,改善動力電池性能,提升循環壽命。根據康鵬科技預測,國泰華榮 2021 年對 LiFSI 需求不低於 550 噸;揚州化工(日本宇部國內 貿易商)2021 年需求不低於 600 噸。假設按照 1.5%的添加量,預計新宙邦、 天賜材料 2020 年需求約 600 噸、1050 噸。在此基礎上,預計國泰華榮、揚州 化工、新宙邦、天賜材料四家 2020 年需求 2550 噸以上,2021 年需求 3670 噸 以上。
成本敏感性分析與展望。若添加 LiFSI,電解液成本會上升,動力電池廠商會在 成本與性能之間做適配性選擇。為了更好地說明添加量對成本的影響,我們做了 如下測算。首先,假設六氟磷酸鋰售價 10 萬元/噸,對應電解液成本約 3 萬元/ 噸,假設其他條件不變,在不同 LiFSI 售價下,用 LiFSI 替代六氟磷酸鋰對電解 液成本的敏感性分析,在 4 萬元/噸電解液售價條件下,如果自產 LiFSI,成本 25 萬元/噸,對應的替代比例極限忍受度為 40%~50%左右(此時電解液廠商在 電解液售價 4 萬元/噸條件下,對應的毛利率為 0~5%)
在以上六氟磷酸鋰價格假設條件下,再假設替代比例為 30%,電解液售價提升 到 5 萬/噸,若 LiFSI 自產,對應成本 25 萬元/噸,測算出電解液廠商毛利率可以 做到 27%,與當前毛利率相當,添加動力強。
參考康鵬科技售價,假設 LiFSI 銷售均價由 2020 的 45 萬元/噸下降到 2025 年 的 26.5 萬元/噸,對應年均降幅約 10%,假設動力電池電解液 LiFSI 添加比例由 2020 年的 1.5%提升到 2025 年的 4%(六氟磷酸鋰為 12%,替代約 30%),測 算出 2025 年 LiFSI 對應市場空間為 112 億元。
LiFSI 資金門檻、技術門檻高於六氟磷酸鋰。以投資門檻為例,六氟磷酸鋰、電 解液、LiFSI 單噸投資額平均約 5.8、0.5、14.5 萬元。由於 LiFSI 工藝較為複雜, 擴產周期一般也高於六氟磷酸鋰與電解液。若相關電解液企業能夠尋找到合適的 工藝,降低生產成本,通過 LiFSI-電解液縱向一體化生產,有利於降低電解液生 產成本,以優異的性能搶佔電解液市場份額。我們看好具有資金優勢、成本、技 術優勢的頭部 LiFSI-電解液一體化生產企業,重點推薦新宙邦、天賜材料。
4、 行業評級及投資策略
給予電解液行業「推薦」評級,建議布局產業鏈相關頭部企業:在全球電動化 3.0 大浪潮的時代背景下,鋰動力電池體現出高速、穩定的旺盛需求,由此驅動 的電解液與鋰鹽行業出現由嚴重過剩→相對過剩→高端產能偏緊的演變,預期在 2021 年產品價格持續上行,未來 1~2 年內六氟磷酸鋰與電解液有望呈現量價齊 升的良好格局,因此給予電解液行業 「推薦」評級。
推薦電解液、鋰鹽細分行業的投資邏輯:
1)供給端:低端產能逐步退出,供 給相對剛性。由於六氟磷酸鋰、電解液產品價格持續下行,行業整體縮減資本開 支,未來幾年僅有天賜材料、多氟多等少數頭部企業布局新產能,供給相對剛性。
2)需求端:我們測算全球 2025 年鋰電池需求量為 1202GWh,對應電解液需求 為 132 萬噸。預計 2021 年全球鋰電池需求量為 371GWh,對應電解液需求為 41 萬噸,對應 2021~2025 年 5 年增長空間為 3.5 倍,CAGR 為 35%。按照每噸電解 液配比 0.12 噸六氟磷酸鋰,預計 2025 年全球六氟磷酸鋰需求量為 16.5 萬噸,2021 年全球六氟磷酸鋰需求為 5.1 萬噸,2020~2025 年增長空間為 3.5 倍,對應 CAGR 為 35%。
3)2021 年供需有望持續偏緊,驅動產品價格上行。根據我們測算結果: 2018~2021 年的全球六氟磷酸鋰產能供給分別為 6.1、6.6、7.2 與 8.0 萬噸,需求 分別為 2.6、2.8、3.6 與 5.1 萬噸。名義產能過剩,考慮到國產鋰鹽低端產能復產 難度較大,供需有望持續偏緊,促使需求放量驅動產品漲價。4)電解液與鋰鹽 在鋰電成本佔比較小,漲價空間可觀:考慮到原材料漲價對電池成本的影響,我 們基於不同成本價格的六氟磷酸鋰與電解液對鋰動力電池成本佔比進行敏感性 分析,以國內電池領先成本約為 0.65 元/Wh 為例,當六氟磷酸鋰成本分別為 6、 9、12、15 萬元/噸時,佔電池成本分別為 1.3%、2%、2.7%、3.3%;對應電解液 的成本分別為 3.5、4、4.5、5 萬元/噸(假設電解液廠商獲得 25%毛利率),佔電 池成本分別為 6.5%、7.4%、8.3%、9.2%,其總成本佔比較小,未來對其漲價的 容忍空間較大。
5、 重點企業分析(略)
建議布局電解液產業鏈頭部企業:電解液及鋰鹽的投資價值兼具周期彈性與成長 性,是 2021 年確定性相對較高的量價齊升細分領域,頭部企業有望迎來戴維斯 雙擊,投資價值凸顯。重點企業:具有鋰鹽/電解液一體化優勢且技術優勢凸顯的 雙龍頭天賜材料、新宙邦,具有預期差且業績反轉確定性高的六氟磷酸鋰龍頭多氟多、天際股份,以及溶劑龍頭石大勝華等。
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(報告觀點屬於原作者,僅供參考。報告來源:國海證券)
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