行業觀點:
行業觀點
疫情不改新能源汽車需求增長長期趨勢,中國率先從疫情中恢復,隨著國家加大新基建的政策決心,我們認為中國國內新能源汽車的需求增長非常值得期待,於此同時歐洲國家1季度新能源汽車銷量也不乏亮眼之處,顯示新能源汽車需求長期增長邏輯穩固,而新能源汽車動力電池核心部件高端鋰電銅箔供給從長期來看供求格局好,尤其是6μm銅箔企業具備良好的中長期配置價值。
鋰電銅箔行業高端產能存在供應持續偏緊甚至不足的局面:鋰電銅箔雖然存在結構性產能過剩,大量產能集中於中低端產品,但高端產品產量卻有限,將有望維持供不應求的局面。截至2019年底國內鋰電銅箔產能達到約28.23萬噸,但2019年預計產量為11.61萬噸,行業產能利用率僅41.13%,存在產能過剩的情況。但高端產能存在供應持續偏緊甚至不足的局面,現階段國內6μm及以下高端鋰電銅箔產能約為5.3萬噸,預計2020年新增有效產能不超過1.1萬噸,而在動力鋰電池需求增長40%,6μm鋰電銅箔行業滲透率達到60%時,6μm鋰電銅箔需求達到5.8萬噸,供需格局整體緊張,雖然受到疫情短暫影響,但是不改中長期供需格局,隨著疫情過去,需求恢復將有望顯著拉動6μm及以下鋰電銅箔生產企業業績。
高壁壘極薄鋰電銅箔行業,新晉生產企業進入難,建設周期長。目前國內能夠批量化生產6μm及以下鋰電銅箔的企業十分有限,主要集中於諾德股份(600110,股吧)、嘉元科技(688388,股吧)、靈寶華鑫、華威銅箔及超華科技(002288,股吧)等行業龍頭企業。從另一方面而言,由於核心生產器械主要採用日本的高端陰極輥,但日本廠商每年的產量有限,通常需要2-3年的交貨周期導致6μm鋰電銅箔的投產周期比較長。因此,極薄鋰電銅箔產能無法在短期內迅速擴張,且中長期來看6μm銅箔新增產能仍集中於行業龍頭企業。
產能缺口推動價格上升,龍頭企業業績彈性有望釋放。當6μm鋰電銅箔供需持續緊張時時,產品價格出現持續上行,參考2016-2017年新能源汽車產量爆發,鋰電銅箔出現短缺情況,當期8μm鋰電銅箔價格上漲幅度最高近35%。我們認為一旦疫情結束,高端鋰電銅箔產能預計出現一定缺口的概率較大,6μm鋰電銅箔有望複製2016年量價齊升的局面,再次釋放企業業績彈性。
相關標的:諾德股份、嘉元科技、超華科技。
風險提示:全球新能源汽車增長不及預期;新冠疫情持續時間超出預期;銅價波動超出預期;下遊客戶集中度較高;產品毛利率下滑超預期;其他不可抗力。
內容目錄
新能源汽車市場擴大推動鋰電銅箔需求增加
1、鋰電銅箔是新能源汽車鋰電池核心原材料之
2、全球新能源汽車銷量增長確定性強,鋰電銅箔未來需求空間大.
3、新冠疫情為短期影響,不改新能源汽車長期增長邏輯
行業產能結構性過剩,技術革新啟動新一輪成長周期。
1、技術革新推動極薄銅箔將成為主流
2、結構性產能過剩嚴重,高端產能缺口釋放企業業績彈性
3、產能缺口推動價格上升,釋放企業業績彈性
行業背景
1、銅箔為鋰電池負極核心材料
2、磷酸鐵鋰電池在乘用車市場應用有望提升
風險提示
圖表目錄
圖表1:鋰電銅箔產業鏈 圖表2:全球各終端鋰離子電池產量(GWh) 圖表3:全球鋰電銅箔產量(萬噸)及增長率 圖表4:歐洲各國禁售燃油車時間 圖表5:歐盟《2019/631法令》 圖表6:中國純電動車銷量(輛)及同比 圖表7:歐盟19國純電動車銷量(輛)及同比 圖表8:中國及歐盟純電動車市場滲透率 圖表9:各區域新能源汽車規劃 圖表10:中國新能源汽車產量(萬輛)及增速 圖表11:各大車企新能源汽車計劃 圖表12:中國新能源汽車及動力電池裝機量 圖表13:2001年-2005年中國汽車銷量 圖表14:歐洲純電動汽車銷售量(輛-EU+EFTA) 圖表15:挪威新能源汽車(在乘用車中)市場滲透率(%) 圖表16:全球新能源汽車保有量(百萬輛) 圖表17:全球新能源汽車預計銷量(百萬輛) 圖表18:純電動汽車及混合動力汽車對鋰電銅箔需求拉動 圖表19:銅箔不同厚度分類 圖表20:2018年及2019年新能源電池部分補貼標準 圖表21:中國國內2019年10月新能源汽車電池單體能量密度排行top10 圖表22:寧德時代(300750,股吧)最新電池包專利解構圖 圖表23:鋰離子電池放電示意圖 圖表24:不同厚度鋰電銅箔對鋰電池質量能量密度的優化 圖表25:國內2015-2019銅箔產能 圖表26:中國各終端鋰電銅箔產量(萬噸) 圖表27:2018年中國動力(600482,股吧)鋰電池市場競爭格局(以裝機量算) 圖表28:8μm至6μm單耗換算 圖表29:6μm鋰電銅箔在不同市場滲透率下的需求量敏感性分析(萬噸) 圖表30:極薄鋰電銅箔2019年產能及2020年預計投產產能 圖表31:8μm鋰電銅箔價格趨勢(元/kg) 圖表32:諾德股份15-18營收、成本(億元)及毛利 圖表33:嘉元科技15-18營收、成本(億元)及毛利 圖表34:鋰電池基本結構 圖表35:鋰電銅箔生產工序 圖表36:第319、327、328批新能源汽車推廣應用推薦車型目錄 圖表37:「刀片電池」電芯結構圖 圖表38:「刀片電池」 電池包的結構示意圖 圖表39: 2020年第二批工信部新車推廣目錄部分純電動車參數 |
新能源汽車市場擴大推動鋰電銅箔需求增加
1. 鋰電銅箔是新能源汽車鋰電池核心原材料之一
銅箔是鋰電池負極集流體的核心材料,而鋰電池的生產工藝、成本和最終產品的性能都和正負極集流體也就是鋁箔和銅箔的性能有著密切的關係。在鋰電池的生產過程中通常將負極漿料塗布在鋰電銅箔上,再經過乾燥、輥壓、分切等工序,從而得到鋰電池的負極極片。根據鋰電銅箔的產業鏈,鋰電銅箔主要用於鋰電池的負極製造,鋰電池主要用於新能源汽車、3C數碼以及儲能系統。
根據全球2014年-2018 年各終端鋰離子電池產量, 3C數碼電池和儲能電池整體增長量較少,動力電池產量增速最快,從2014年的13.8GWH增長至2018年的107GWh,累計增長675%,動力電池高增速的主要原因是新能源汽車的高速發展。近年來,全球溫室效應日趨顯著,世界各國政府均加大對可再生資源的重視程度,在政策大力支持下,全球新能源汽車市場進入快速發展通道。
新能源汽車通常是指將採用非常規能源作為動力來源的汽車,目前,新能源汽車主要有混合插電動力汽車、純電動汽車、燃料電池汽車、氫發動機汽車幾種類型。目前新能源汽車市場主要以純電動汽車佔據主導地位,其餘類型的新能源汽車產業化有限。
電池、電機、電控是純電力新能源汽車的核心技術,而這三樣技術決定著新能源車兩個核心指標:續航裡程和動力性。其中,電池是電動車最基礎和最重要的技術之一,也是目前用於解決裡程焦慮、提升電動車性能,降低生產成本等解決電動汽車多項難題的主要突破點。目前上市的高速純電動車均採用鋰離子電池,包括磷酸鐵鋰、錳酸鋰、三元鋰電池等等。
但我們必須要指出的是,目前不同類型的鋰離子電池主要區別為塗在正負極片鋁箔及銅箔上的材料不同,比如塗在正極片上的氧化鈷鋰LiCoO2、氧化錳鋰LiMn2O4、三元化合物Li(NiCo)O2和塗在負極片銅箔上的石墨或鈦酸鋰等,而不管是哪一種類型的鋰電池,其正負極均需要使用鋁箔及銅箔作為正負極的集流體。鋰電銅箔是鋰電池生產不可或缺的重要材料。
由於動力電池的需求持續增加,全球的鋰電銅箔產量也呈逐年增長趨勢,從2013年至2019年鋰電銅箔產量從4.6萬噸增長至17.7萬噸,累計增長率達到285%,年複合增長率達到25%以上。隨著未來新能源汽車需求的進一步增長,將推動重要原材料鋰電銅箔需求上升。
2. 全球新能源汽車銷量增長確定性強,鋰電銅箔未來需求空間大
近年來,隨著全球溫室效應問題日加嚴重,各國均出臺相應的政策以及法律推動新能源汽車的發展。比如歐洲目前已有多個國家發布了燃油車銷售禁令,挪威、荷蘭、德國、愛爾蘭均宣布分別在2025年、2030年開始全面禁售汽車及柴油車,這一規劃在未來近幾年將大幅度降低燃油車的銷量,而在這一政策環境下,各國的新能源汽車銷售量有望迅速增長。
根據歐盟2019年4月出臺的《2019/631法令》將從2020年起嚴格限制歐盟國家的汽車的碳排放量,並加大了針對違反條例的罰款力度,歐洲市場新能源汽車需求有望在未來幾年大幅度上升。根據歐盟環境局公布數據,2018年全年歐盟28個國家以及冰島的汽車平均碳排放量為120.4 g/Km,遠超過歐盟規定的95g/Km,各國政府及汽車製造商為滿足這一排放需求有望進一步推廣新能源汽車的銷售。
根據中國、歐盟純電動汽車的銷量,除中國市場2019年下半年銷量同比出現下滑,主要由於2018年相比2017年補貼政策退坡有限,同時對於工況續航400公裡以上新能源汽車的最高補貼額提高至5萬元,從而拉動了2018年下半年的銷量,而2019年補貼政策相比2018年退坡度達到約50%,在相比2018年下半年的高基數出現了一定下滑,但近年來純電動車的銷量整體依舊呈迅速上升的趨勢,尤其是歐盟國家,由於歐盟針對二氧化碳的排放管理逐步收緊,以及部分歐盟國家計劃在10年內全面禁止燃油車的銷售,歐盟地區純電動車的銷量在2018年-2019年每季度均保持了35%以上的同比增長,2019年四個季度均比2018年同期增長75%以上,歐盟純電動車銷量增速遠超中國市場。
從銷售量而言,歐盟2019年4季度銷量9.1萬輛,中國達到了28萬輛,歐盟銷售額為僅為中國市場的三分之一,於此同時,中國純電動車的滲透率也是高於歐盟的,根據2019年中國及歐盟全年乘用車及純電動車銷量,歐盟純電動汽車滲透率僅有1.87%,而中國達到了4.51%,在歐盟乘用車每公裡95g二氧化碳排放量的規定下,歐洲市場純電動汽車的銷量有望迅速增加推動歐盟市場純電動車滲透率上升。
於此同時,我們要指出的是,除禁售以及限制排放,中國、歐盟及部分歐洲國家均設立了關於新能源汽車滲透率的規劃目標,例如中國規劃新能源汽車的銷量佔比在2025年要達到25%,和歐盟計劃2030年銷量35%的乘用車為超低排放汽車,但2019年中國新能源汽車銷量佔比僅有5.6%,歐盟全年超低排放的新能源汽車銷量僅佔3.02%,距離規劃仍有很遠的距離,為實現關於新能源汽車的規劃,未來幾年新能源汽車的銷量將有望大幅度上升。
根據工信部、發改委及科技部發布的《汽車產業中長期發展規劃》,文件明確了對於新能源汽車產業發展規劃的要求,到2020年我國新能源汽車年產量將達到200萬輛,2025年汽車產量達到3500萬輛,其中新能源汽車佔汽車產銷20%以上這一發展目標。在這一發展目標下,中國新能源汽車產量將持續保持高速增長狀態。
此外,由於全球各個國家針對降低碳排放,推廣新能源汽車出臺了一系列的規劃及法令,大量國際車企開始布局於新能源市場並擴大新能源汽車的產品鏈,試圖避免違反相應的法律法規並在新能源汽車市場佔據領先地位。
3. 新冠疫情為短期影響,不改新能源汽車長期增長邏輯
由於在全球蔓延的新型冠狀病毒疫情導致全球經濟活動強度出現短暫減弱,和宏觀經濟具有較大關聯性的汽車消費不可避免的受到了影響,以中國市場為例,由於疫情及年末的雙重影響,新能源汽車在2020年1月和2月的銷售量分別同比下滑了51.5%和71.5%,2月僅銷售了12908輛新能源汽車。同時由於新能源汽車、動力電池的生產及復工受疫情防控的影響,2020年2月的動力電池裝機量僅有0.6GWh,同比下滑73%。目前,由於新冠疫情在歐美地區的流行和蔓延,大批歐洲汽車產業鏈相關生產廠商決定暫時關閉工廠,這一舉措對於汽車供應鏈有極大影響。當前,部分新能源汽車電池廠商也宣布暫時將美國地區的工廠關停至4月13日,其中包含了松下、特斯拉、LG化學和三星SDI等主流動力電池生產廠家。工廠的關閉將降低新能源汽車與動力電池的產量,而同時疫情的發展對於歐美地區的消費和經濟都有較明顯的負面效應,這兩大因素都對新能源汽車的需求有較大影響。
但我們要指出的是,疫情對於新能源汽車消費的影響大概率為短期影響。目前對中國市場最有參考價值的為非典疫情,由於非典疫情的影響中國2003年4-5月的汽車消費出現了明顯的增速下滑,同比增速從三月30%+下滑至10%左右,但這一消費影響隨著疫情的好轉逐步好轉,從6月起汽車消費增速恢復至30%左右增速。因此,隨著疫情得到控制和工廠恢復,汽車尤其是新能源汽車的消費逐步恢復為大概率事件。此外,3月31日,國務院召開國務院常務會議確定,為促進汽車消費,將新能源汽車購置補貼和免徵購置稅政策延續至2022年,這一決定將本應在今年年底正式結束的新能源汽車補貼和免徵購置稅的停止節點從2020年12月31日順延至2022年12月31日,而新能源汽車購買的補貼及優惠政策的延長兩年的決定在一定程度上能夠促進新能源汽車和動力電池產業鏈在疫情後的消費恢復,對於行業長期增長性有積極作用。此外,部分地方政府出臺了地方新能源汽車的補貼政策。同時,歐洲地區仍維持對於新能源汽車的較高的購車補貼,例如德國和法國新能源汽車的單車購置補貼在750-6000歐元(約合5937-4.74萬元人民幣)不等,同時在德國還能享受免徵購置稅和10年汽車稅、部分區域免費停車等福利。而法國對於用於置換較老柴油車新能源汽車購買者,可以通過「換車補貼」額外享受2500-6300歐元(約合1.98萬-4.99萬元人民幣)的補貼等一系列政策。
此外,回顧歐洲(EU和EFTA)2016年-2019年純電動車各季度銷售量可以明顯發現,歐洲地區新能源汽車的銷售旺季集中在三四季度,而歐洲市場的新冠疫情爆發於3月初,如果歐洲各國能夠在2-3個月內將疫情基本控制,預計新能源汽車銷量能夠在3季度開始恢復,即使存在由於宏觀經濟帶來的一定負面影響,有較高購買補貼政策的新能源汽車相比傳統燃油車擁有更強的競爭力。
而歐洲市場汽車在2020年1-2月的銷量變化在一定程度上能夠證明新能源汽車在歐洲市場需求長期增長邏輯穩固。2020年1月和2月歐洲市場乘用車銷量分別下滑了7.5%和7.4%,但新能源汽車(包含混合動力和純電動汽車)的銷量分別同比增長了121%和111%,其中純電動車銷量分別增長89%和88%,達到了38825和39330輛。在乘用車銷量下滑的情況下,新能源汽車銷量出現逆勢增長顯示了新能源汽車需求的高增長性。
此外,根據最新數據,歐洲部分國家汽車3月銷量由於新冠等負面影響,乘用車銷量出現下滑,但新能源汽車銷量表現出較為積極的信號,例如法國乘用車銷量下滑72.2%,但新能源汽車在乘用車中的滲透率達到了11.7%,法國2020年Q1新能源乘用車滲透率達到了9.7%,同比2019年1季度的2.6%,上升近4倍,而挪威市場乘用車3月總銷量同比下滑32.3%,但由於新能源汽車市場滲透率上升至75%,新能源汽車銷量僅下滑了26.7%。新能源汽車在疫情影響下仍較為積極的數據證明了歐洲市場新能源汽車長期增長的邏輯,同時一旦疫情得到控制,汽車銷量復甦過程中,新能源汽車相比傳統燃油車擁有更快和更大概率恢復的可能性。
因此,從政府政策的鼓勵以及車企在新能源汽車尤其是純電動車市場的布局,在全球範圍內,新能源汽車的需求在近幾年都將處於快速增長的狀態且持續增長的確定性較強,而鋰電銅箔作為純電動車核心動力來源鋰電池的重要原材料,新能源汽車產量的迅速增長將帶動鋰電銅箔的需求迅速上升。
根據IEA預測,全球新能源汽車的銷量將持續增長,以2018年為基準,2020年,2025年,2030年新能源汽車的銷量(含純電動側及混合動力)將達到475萬輛,1238萬輛和2253萬輛,而新能源汽車在全球汽車保有量佔比在2030年佔比將達到30%,達到13410萬輛。
新能源汽車行業的需求增長將帶動鋰電池行業景氣度上升,從全球需求來看,鋰電銅箔作為鋰離子電池的核心原材料市場需求量將保持持續增長趨勢,預計需求量增速將達到10%以上。
測算假設包含:
1、每年純電動車銷量為IEA預測當期新能源汽車保有量增長的90%保守估計;
2、每輛純電動汽車的電池容量取49.6kWh(比亞迪(002594,股吧)官網現售所有純電車電池容量的均值);
3、每輛混合動力汽車的電池容量取14.77kWh(比亞迪官網現售所有混合動力車電池容量的均值);
4、鋰電銅箔為8um厚度,每GWh鋰電銅箔使用量為830t保守估計(中國有色金屬報《新能源汽車推動的鋰電銅箔成長周期》鋰電池銅箔單耗為0.83-1kg/kWh);
5、2018年全球鋰電銅箔需求量為15萬噸,假設3c及儲能鋰電池鋰電銅箔需求保持不變(高工產研)。
根據嘉元科技招股書,2018年全球鋰電銅箔總產量為14.6萬噸,在新能源汽車銷量的拉動下,2020年鋰電銅箔全球需求量將達到18萬噸,2030年將達到66萬噸,年複合增長率達到14.27%,在新能源汽車需求持續增長的情況下,作為鋰電池關鍵原材料的鋰電銅箔需求在未來10年內將持續增長。
行業產能結構性過剩,技術革新啟動新一輪成長周期
1. 技術革新推動極薄銅箔將成為主流
銅箔根據厚度不同,可以分為極薄銅箔(≤6μm)、超薄銅箔(6-12μm)、薄銅箔(12-18μm)、常規銅箔(18-90μm)和厚銅箔(>70μ m) ,其中鋰電銅箔主流厚度主要集中於6μm-8μm。近年來,由於政府補貼退坡、提升新能源汽車性能和增加續航裡程等原因,鋰電池生產廠商開始逐步採用輕更薄的鋰電銅箔,從而有效提升鋰電池單體能量密度。
新能源汽車補貼退坡及政策規劃推動鋰電池單位能量密度提高。2019年3月27日工信部等四部門發布《關於進一步完善新能源汽車推廣應用財政補貼政策的通知》,針對新能源汽車的補貼政策進行進一步修改,在本次修改中退坡幅度明顯,且能量密度等標準大幅提高,明確了「扶優扶強」的補貼政策以及「穩步提高新能源汽車動力電池系統能量密度門檻要求,適度提高新能源汽車整車能耗要求,提高純電動乘用車續駛裡程門檻要求。」的補貼政策趨勢。
根據2019年3月新發布的新能源汽車補貼方案,可以明顯發現2019年補貼相比2018補貼下滑明顯,同時能量密度及能耗優化標準大多上浮或降低補貼係數,獲得較高水平的補貼相比2018年更為困難。因此,對於新能源汽車行業,提高電池單位能量密度,提高續航裡程以儘可能在補貼總體下滑大環境下獲取相對較高補貼是維持自身競爭優勢的有效方式。
此外,工信部、發改委、科技部在2017年聯合發布的《汽車產業中長期發展規劃》,其中明確了到2020年,動力電池單體能量密度達到300Wh/kg以上,力爭實現350Wh/kg,到2025年,動力電池系統比能量達到350Wh/kg這一鋰電池相關規劃,參考《電動汽車觀察家》整理的2019年10月國內生產的新能源汽車動力電池單體能量密度,能量密度排名前十產品單體能量密度均值約為243.22Wh/kg,排名第一的產品單體能量密度為257.39 Wh/kg,距離工信部300Wh/kg的規劃仍有一定距離。
根據近期路透社報導,特斯拉與寧德時代即將達成合作協議,特斯拉計劃向寧德時代採購「無鈷電池」,應用於國產Model 3 車型上,預計從2020年7月1日起正式為特斯拉供給動力電池。鈷酸鋰、錳酸鋰、鎳酸鋰、磷酸鐵鋰和鎳鈷錳三元材料等是目前已經市場化的鋰電池正極材料。由於市場規模化生產的電池技術路線主要集中於含「鈷」的鎳鈷錳鋰電池以及磷酸鐵鋰(LFP)電池,因此,特斯拉和寧德時代的採購協議標的顯著提高了磷酸鐵鋰電池的可能性。相比三元鋰電池,在特斯拉通過全國產化以進一步降低生產成本的規劃下,製造成本低是磷酸鋰鐵電池短期內無法被替代的優勢。根據高工鋰電數據,由於磷酸鋰鐵電池不需要使用稀有金屬鈷,國內電池系統成本已經達到0.6元/Wh,而三元鋰電池的系統成本維持在1元/Wh,磷酸鐵鋰電池的成本優勢明顯。此外,磷酸鐵鋰電池還擁有安全性高和循環壽命更長等優點。
但我們必須要指出的是,單體能量密度的提升是磷酸鐵鋰電池最迫切解決的問題之一。多數汽車裝載電池的能量密度可以達到200Wh/kg以上,預計將有可能在短期內達到300Wh/kg,而裝載的磷酸鐵鋰電池能量密度通常較小,大多數在100~150Wh/kg。因而在同樣的電池體積下三元鋰電池新能源汽車電池的單體能量密度大,續航能力更強。
考慮到磷酸鐵鋰電池單體能量密度較低的情況,以現有技術下電池廠商可能採取兩種解決方案,一是增加電池的體積利用率,通過減少電池包的構件增加電芯數以增加電池系統能量密度,進一步增加續航能力,例如寧德時代最新的CTP專利,將電芯放在整個PACK裡面直接進行安裝,通過套筒進行固定,省掉所有不重要結構的連接來儘可能簡化模組,通過減少電池包內的零部件以提高電池包的體積利用率。另一種是降低電芯的單體質量,通過減輕電芯正負極集流體、隔膜材料和電芯包裝材料等電芯輔材的質量以增加電池的單體能量密度,或者採取兩種方案結合對電池性能進行優化。對於鋰電銅箔,在這兩種改進方法下,第一種方法通過簡化電池包結構以增加電池包的體積利用率(降低電池包整體質量),廠商也能夠通過使用更多的電芯進一步增加電池的續航能力(維持原油電池包質量),而這一方式有望額外增加作為電芯輔材的鋰電銅箔的使用量,第二種方法則會促使電池製造廠商使用更薄更輕的鋰電銅箔用於降低電芯的單體能量密度。
更薄的鋰電銅箔能有效增加鋰電池單體能量密度和續航裡程,6μm和5μm的極薄鋰電銅箔能夠提升5.3%和8.2%的質量能量密度。在保持電池容量不變的情況下降低電池質量能增加單體能量密度,而使用鋰電銅箔厚度越小,意味著電池的重量將越輕,單體能量密度就更大。同時,更薄的鋰電銅箔能夠讓負極擁有更小的電阻,從而提升電池的性能,通常情況下,僅採用薄型化的銅箔就可以在不改變其他電池條件的情況下直接提升3%-5%的電池能量密度和活性材料的用量空間,因此在電芯體積不變的條件下,更薄的銅箔能夠增加更多的新能源汽車的續航裡程通過測算,在電池容量不變的情況下,將8μm的鋰電銅箔換為6μm和5μm的極薄銅箔能有效的降低鋰電池的質量,因而分別增加了5.3%和8.2%電池質量能量密度,如果採用4.5μm的銅箔,能量密度有望額外增加1%。因此,對於採用磷酸鋰鐵電池的新能源電池生產商對切換使用極薄的銅箔更為迫切。
測算假設包含:
1、8μm、6μm、5μm和4.5μm鋰電銅箔的單位面積質量分別為每平方米72g、54g、45g、42g(數據來源靈寶華鑫官網);
2、假設鋰電銅箔使用面積在不同厚度下一致,為11.53 m2/kWh(通過單位面積質量及銅箔單耗質量進行換算);
3、8μm鋰電銅箔單耗數據保守參考830g/kWh(中國有色金屬報《新能源汽車推動的鋰電銅箔成長周期》鋰電池銅箔單耗為0.83-1kg/kWh);
4、鋰電池容量採取比亞迪官網現售純電動汽車平均容量;
5、採用8μm鋰電池的質量能量密度參考2019年10月電動汽車觀察家整理新能源汽車單體能量密度排名前十的均值243.217Wh/kg;
6、採用8μm電池質量通過鋰電池容量及質量能量密度計算為205.58kg。
根據高工鋰電資訊,目前寧德時代與比亞迪對6μm鋰電銅箔已應用成熟並快速切換(將設備轉為使用6μm的鋰電銅箔進行鋰電池生產),其中寧德時代的切換率已經超過9成。後續3-10位排名的動力電池企業也在加速6μm鋰電銅箔的應用。因此,我們認為6μm鋰電銅箔將成為新一代鋰電池負極集流體的主流厚度,而未來使用更加輕薄的鋰電銅箔是大趨勢。
2. 結構性產能過剩嚴重,高端產能缺口釋放企業業績彈性
從2016年我國新能源汽車生產突破50萬輛,達到51.7萬輛,而2015年僅34.05萬輛,同比增速達到51.8%,市場對鋰電銅箔的需求呈現大幅增長,導致鋰電銅箔產品供不應求,市場價格大幅提升,根據高工鋰電及中國產業信息數據,2016年全年8μm銅箔價格調整了3次,鋰電銅箔市場價格從2016年初的3.6萬元/噸上升至4.5萬元/噸,而加工成本維持在2-2.5萬元/噸的水平,使得行業毛利水平迅速攀升。根據嘉元科技(新三板時期)2016年年報,2016年企業營業收入和淨利潤分別增長了316.46%和206.75%,由於產銷量及銅箔加工費的大幅度增長推動企業當期業績大幅上升。
由於鋰電銅箔的量價齊升帶來了未來長期增長的市場預期,大量標準銅箔生產廠商紛紛轉產鋰電銅箔,而本身是鋰電銅箔的廠商也開始投資擴張。大量的轉產和項目的投建推動國內鋰電銅箔產能出現爆發式增長,2019年中國鋰電銅箔產能達到28.23萬噸,相比2015年增長527%。
而鋰電銅箔需求實際增速遠低於產能增長速度,由於鋰電銅箔生產企業通常採取在實際生產中採取「以銷定產」的生產模式,所以鋰電銅箔的產量基本反映的下遊需求,2019年中國市場的鋰電銅箔產量預計為11.61萬噸,相比2015年產量累計增長了115%,但產量的增速遠低於鋰電銅箔產能5倍以上的增長,導致了2019年實際產能利用率僅有41.13%,因此鋰電銅箔行業存在產能過剩的情況。
但我們要指出的是,國內目前產能過剩屬於「結構性產能過剩」,大多數鋰電銅箔產能集中於8μm-12μm中低端產能,而6μm及以下的高端鋰電銅箔產能十分有限,在鋰電池生產廠商逐步切換使用6μm的趨勢下,國內高端產能甚至存在產能缺口。
國內動力鋰電池市場較為集中,截至2018年CR3達到了66.68%,按照寧德時代6μm銅箔使用率達到9成計算,截至2019年,6μm的鋰電銅箔市場滲透率達到35%以上,目前比亞迪已經開始轉用6μm鋰電銅箔,且3-10位排名的動力電池企業也在加速6μm鋰電銅箔的應用,預計6μm銅箔市場滲透率在2020年將大幅增長,與此同時,新能源汽車銷量的增長將帶動需求上升,6μm銅箔的需求量迅速增加確定性較強。
測算假設包含:
1)6μm銅箔單耗為622.5t/GWh;
2)動力電池產量增速2020-2021為40%,2022年後維持在30%。
據統計,截至2019年年底,中國市場約有4.6萬噸6μm及以下產品產能,僅佔現有鋰電銅箔全部產能的18.8%,在市場滲透率為30%的情況下,現階段供需格局較為寬鬆,而根據現有各企業投資計劃,預計截至2020年底行業龍頭企業將有約4.1萬噸6μm及以下的銅箔產能投產,預計國內極薄鋰電銅箔名義產能將達到9.4萬噸。
但我們必須要指出的是,隨著6μm 在鋰電池生產廠商的滲透率逐步提高,新能源汽車銷量增加帶動新需求的產生,6μm 鋰電銅箔產能可能存在缺口。一方面2020年部分新增產能計劃於年底竣工投產(嘉元、諾德、靈寶華鑫產能),且通常需要3-6個月調試後才能基本滿產,2020年實際新增產能有限,預計不超過2.3萬噸,且鋰電銅箔通常僅能存放3-6個月,無法大量增加庫存。另一方面,由於新能源銷量增加帶動新需求出現,一旦6μm鋰電銅箔市場滲透率達到60%以上時,產品實際產量將很有可能開始出現缺口,而中國鋰電池CR3市場份額達到近66.7%,極薄鋰電銅箔出現供不應求為大概率事件,參考2016年鋰電銅箔在出現供需缺口後加工費大幅上升的情況,產品價格有望進一步上升。
此外,相對於8μm銅箔,6μm銅箔擁有較高的進入壁壘,一方面由於技術限制目前國內能夠批量化生產的企業有限,主要集中於諾德股份、嘉元科技、靈寶華鑫、華威銅箔及超華科技等行業龍頭企業,另一方面,極薄鋰電銅箔的投產周期較長,限制投產周期的重要原因是極薄銅箔的核心生產器械主要採用新日鐵生產的高端陰極輥,而這一市場基本為寡頭市場,全球主要產能集中於新日鐵,但新日鐵產能有限且短期內無擴產計劃,通常需要2-3年的交貨周期,因此,極薄鋰電銅箔產能無法在短期內迅速擴張。
3 產能缺口推動價格上升,釋放企業業績彈性
現有企業新增產能有限且無法在短期內迅速擴張產量,6μm及以下鋰電銅箔在存在產量缺口的情況下,產品價格有望進一步上升,增厚相關企業業績。
鋰電池生產技術改革導致6μm及以下鋰電銅箔面臨產量結構性不足與2016年鋰電銅箔供不應求局面相似,當期企業業績變化有良好的參考價值。從2016年起,國內新能源汽車生產突破50萬輛,達到51.7萬輛,市場對於鋰電銅箔的需求出現爆炸式的增長,但當期國內銅箔產能主要集中於傳統的標準銅箔,鋰電銅箔產品供不應求,市場價格大幅上升,價格的增長以及產品的緊缺使得鋰電銅箔生產企業當期業績大幅增加。
首先,2016-2017年鋰電銅箔持續維持供不應求的狀態,產品價格從2016年9月的71.6元/kg起持續上漲,在2017年9月達到96.5元/kg,價格上漲達到34.8%,直到2018年中部分鋰電銅箔新建項目產能釋放,銅箔價格才降至91.5元/kg,僅下滑5.2%,2019年至今,產品價格保持在89.5元/kg。因此,產品的價格受供需格局變化影響較大,當產品供不應求時,生產企業具有較強的提價能力。
以諾德股份和嘉元科技業績變化為例,兩家企業2016年毛利水平大幅上升。2016年諾德股份毛利率達到25.42%,相比2015年增長了13.2%,其中2016年和2015年營業成本基本持平,但當期營業收入增長16%。根據諾德股份年報,2016年公司轉讓了電線電纜及附件產品和電池材料產品,對企業主營業務收入造成一定的負面影響。2016年公司銅箔業務的營收同比2015年增長了20.26%,產品銷售單價上升3.04%,銷售量增長16.71%,銅箔產品的短缺推動諾德股份銅箔銷售量價齊升,推動企業業績迅速增長。這一波動趨勢同樣表現在嘉元科技業績變化中,2016年嘉元科技毛利率達到27.45%,相比2015年上升了9.68個百分點,其中營業收入增長26.2%,營業成本僅增長11%,當期產能利用率達到127.40%。
因此,在2016年行業產品供不應求時,業內企業營收及毛利率水平均有較大的增長,兩家企業主營業務收入均出現了15%以上的增長,在這一參考下,當極薄鋰電銅箔再次出現產能缺口的情況下,考慮到諾德股份及嘉元在2020年均有產能投產,龍頭企業鋰電銅箔業務在疫情過後有望量價齊升,再次釋放業績彈性。
行業背景
1. 銅箔為鋰電池負極核心材料
最簡單的鋰離子電池由正集、負極、隔膜、電解液和正負集流體組成。電池正極由正極活性物質(嵌鋰過度金屬氧化物,如LiCoO2、LiMn2O4、LiVO2及LiNiO2等)和少量的乙炔黑導電劑和有機粘合劑均勻混合後,塗覆於鋁箔集流體上,電池的負極活性物質由大量的碳材料及少量的乙炔黑導電劑和有機粘合劑均勻混合後,塗覆於銅箔集流體上。最早鋰電池是由日本索尼公司在1900年發明的,索尼採用了以含鋰的化合物作為正極,以炭材料為負極的電池,在充放電的過程中,沒有金屬鋰存在,只有鋰離子的存在。
金屬箔(銅箔、鋁箔)是鋰離子電池的主要材料,其作用是將電池活性物質產生的電流匯集起來,以便形成較大的電流輸出,因此,集流體需要在和活性物質充分接觸的同時但內阻需要儘可能地小。而銅箔由於導電性強、質地柔軟、製造工藝成熟,性價比高,價格相對低等特點,成為了鋰電子電池負極集流體的首選。
而銅箔根據生產工藝不同,可以分為壓延銅箔和電解銅箔兩大類,在鋰電池發展初期,用作於負極電流集流體的同比多位壓延銅箔,由於壓延銅箔的生產成本高,且主要採用物理手段製造,存在一定的工序長、成本高、一致性差等缺陷,同時也由於塗有活性物質的負極壓延銅箔在製造工序中的操作性較差,容易產生皺紋甚至斷裂,因此目前中國市場主要採用電解法生產銅箔。
銅箔是鋰離子電池負極集流體的核心材料,而鋰電池的生產工藝、成本和最終產品的性能都和銅箔的抗拉強度、伸長率、表面粗燥度、厚度均勻性及外觀質量等因素有著密切的關係。通常情況下,在混合動力和純電動汽車中,純電動汽車配備更多的電池單元,僅採用銅箔的重量就可以達到10Kg以上,因此,減輕電池上銅箔的質量一方面能有效的減少使用銅箔的原材料成本,另一方面,在電池容量不變的情況下,使用更輕的銅箔能有效減少單體電池質量從而提高電池的能量密度。目前市場降低銅箔質量的主流方式為減小銅箔的厚度,因此隨著電動汽車對於續航能力、電池能力密度需求的提高,銅箔的輕薄化將成為主要發展趨勢。
(參考資料:中國有色金屬學報《銅箔在鋰離子二次電池中的應用與發展》,稀有金屬《銅箔在鋰離子電池中的應用與發展現狀)
2. 磷酸鐵鋰電池在乘用車市場應用有望提升
在新能源汽車市場,三元鋰電池大多使用於高端的乘用車市場,而磷酸鐵鋰電池大多運用於城市客運大巴及專用車市場,在政府的高補貼政策聚焦於續航能力、能量密度等因素時,三元鋰電池由於能量密度大,質量輕,速度更快作為了乘用車的主流選擇。政府對於新能源汽車補貼大幅退坡且補貼預計在2021年-2022年將全面退出,新能源汽車製造廠商逐步將汽車的設計重心轉為降低製造成本、提高續航裡程和電池安全以保證品牌本身的競爭力。在這一情況下,磷酸鐵鋰電池在新能源乘用車上的使用有望進一步提升。
根據工信部2020年公布最新的第一批與第二批《新能源汽車推廣應用推薦車型目錄》,磷酸鐵鋰電池在乘用車市場的佔比有一定提升。以2019年第四批目錄為參考,共有45種新推出的純電動汽車,其中82%的純電動車採用三元鋰電池,13%為磷酸鐵鋰電池,而所有混合動力車均採用三元鋰電池作為動力電池。2020年第一、二批推薦目錄中,共有58種新推出的純電動車,有13種車型採用了磷酸鐵鋰電池,佔比上升至22.4%,根據2020年新推出的純電動車車型目錄,使用磷酸鋰鐵電池的純電動乘用汽車佔比上升。
此外,比亞迪最新的核心專利「刀片電池」出現將進一步推動磷酸鐵鋰電池在純電動乘用車中的運用。如「刀片電池」電芯結構圖所示,「刀片電池」是通過把電芯寬度無限拉長,厚度做薄,做成900mm甚至快1m的超長電芯。與傳統方形電池相比,呈現「扁平」和「長條」形狀,如同「刀片」狀。
通常而言傳統上的電池包需要層層集成——電芯cell-模組module-電池包pack三級,而「刀片電池「採用類似無模組結構電池包,如下右圖電池包的結構示意圖所示,電池包由多個單體電池沿動力電池包的長度A方向直接排列,比亞迪減少了電池包中橫梁或縱梁的使用,甚至可以不使用橫梁或縱梁,通過簡化了模組的結構從而提高了電池包的空間利用率,進而提高整個電池包的容量、電壓以及續航能力;此外,通過電芯本身也可以提高電池包整體的剛度。根據高工鋰電資訊,比亞迪的「刀片電池」能夠明顯的提升體積能量密度,較原有電池系統可提升30%以上,並且可以節省物料、人工費用等,成本有望降低30%。
但是這一電池包採用大模組及大電芯計劃,對於電池本身的安全性要求較高,由於磷酸鐵鋰技術的安全性能非常突出,失控溫度通常在500攝氏度以上,同時具有較高的整體剛性,抗變形、耐擠壓和穿刺的能力,運用於電池組內部短路的機率接近於零,所以目前比亞迪的「刀片電池」技術主要作用於磷酸鐵鋰電池體系,在三元電池系統的使用仍需要時間驗證。
在工信部2020年第二批新車推廣目錄中,比亞迪已經推出裝載了「刀片」磷酸鐵鋰電池的純電動車,雖然電池的系統能量密度小於三元鋰電池,僅為140Wh/kg,但這一車型的續駛裡程最高達到了605Km,續航能力與系統能量密度為180Wh/kg的榮威三元鋰電池純電動轎車相似,因此,在比亞迪新的電芯、電池包技術下,磷酸鐵鋰電池的續航能力又了明顯的提升,基本可以做到和三元鋰電池持平。
在新能源汽車市場中,特斯拉開始轉用無」鈷」電池,比亞迪磷酸鐵鋰「刀片」電池續航能力和三元電池不相上下,在政府對於新能源汽車補貼大幅降低的情況下,預計更多的新能源汽車生產企業將汽車電池的設計目標從滿足補貼標準逐步轉化為降本增效及提高新能源汽車的安全性,由於磷酸鐵鋰電池優勢明顯,因此預計磷酸鋰鐵電池在乘用車市場的應用在未來可能增長。
風險提示
全球新能源汽車增長不及預期:
鋰電銅箔需求增量主要是作用於新能源汽車的動力鋰電池。與傳統汽車相比,新能源汽車仍然存在續航裡程短、快充速度慢和成本高三大痛點,需求受路權、補貼等政策性因素影響較大,若下遊汽車銷量不及預期,動力電池也會存在銷量不及預期的風險。
新冠疫情持續時間超出預期:
汽車銷售主要集中於線下銷售,線下消費行為受疫情影響嚴重,現階段全球各地區新冠肺炎病毒爆發,多國採取「封城」方式進行疫情防控,如果未來疫情持續時間超出預期,可能對汽車行業銷售將帶來超預期影響。
銅價波動超出預期:
金屬銅是鋰電銅箔的核心材料,如果國際銅價出現超預期大幅上升,疊加銅箔供給缺口攀升的加工費,銅箔在電池成本佔比可能大幅提高,下遊廠商在承壓下可能減少生產,鋰電銅箔需求可能不及預期。
下遊客戶集中度較高:
中國鋰電銅箔行業產出品主要消費對象為國內動力電池生產廠家,由於中國動力電池為寡頭競爭行業,CR3達到65%以上,行業內企業客戶較為集中,存在一定風險。
產品毛利率下滑超預期:
6μm產能的測算及業績彈性基於現有公開信息進行測算,如果部分企業投產時間提前或不及預期將對測算結果產生影響,如果後續攻克極薄銅箔企業增加,存在引發價格戰的風險。
其他不可抗力。
公司投資評級的說明:
買入:預期未來6-12個月內上漲幅度在15%以上;
增持:預期未來6-12個月內上漲幅度在5%-15%;
中性:預期未來6-12個月內變動幅度在 -5%-5%;
減持:預期未來6-12個月內下跌幅度在5%以上。
行業投資評級的說明:
買入:預期未來3-6個月內該行業上漲幅度超過大盤在15%以上;
增持:預期未來3-6個月內該行業上漲幅度超過大盤在5%-15%;
中性:預期未來3-6個月內該行業變動幅度相對大盤在 -5%-5%;
減持:預期未來3-6個月內該行業下跌幅度超過大盤在 5%以上。
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(責任編輯:季麗亞 HN003)