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拆开锂电的黑匣,找到造富的液体

2021-10-27 13:47  来源:阿尔法工场研究院  浏览:上海油压工作室  

上海油压工作室电解液市场未来5年有望保持30%以上复合增速,2025年市场空间超过500亿。

上海油压工作室在全球双碳背景下,新能源车得到了空前的发展机遇,作为最核心的关键部件,锂电池占据新能源车的成本达到40%左右。

上海油压工作室锂电池行业的发展从实现国产化的突破到成为全球霸主,完成了从政策扶持到市场竞争的转变,为我国新能源弯道超车奠定了坚实的基础。四大材料(正极、负极、隔膜、电解液)CR5占据了全球50%-80%的份额,凭此,锂电池成为了最炙手可热的赛道。

在电池的细分领域里,电解液有个俗称:锂电池的血液。

这个比喻,并不为过,它几乎是锂离子在电池内畅游的海洋。

电解液一般是由高纯度有机溶剂、电解质锂盐和必要添加剂等在一定条件下,按照特定比例配置而成,它的作用是在电池中正负极之间传导电子,也是锂离子电池获得高压、高比能等优点的重要保证。

简单来说就是电解液符合锂电池工作的电压,电解液中含锂能保证了浓度,可以使锂电池迅速工作,所以电解液是关键材料。

新能源汽车之所以可以长期炒作,关键在于,它的细分环节众多,概念纷纭。一旦有关键环节被挖掘出来,经过分析师的推波助澜,与传播的放大效应,便会形成良好的上涨效应。

这个规律,在电解液概念的炒作上,再次得到印证。

产业链的高景气度使得研究者做出了乐观的预测——电解液市场未来5年有望保持30%以上复合增速,2025年市场空间超过500亿。

这种情绪传导到市场上,推动电解液概念股走出了波澜壮阔的行情。

复权来看,电解液龙头天赐材料(002709.SZ)从2018年10月18日的6.55元 上涨到目前的139.21元,涨幅超过20倍,石大胜华从去年5月底到今天涨了11倍多,其余的电解液行业个股均有4~5倍的涨幅。

上海油压工作室确定性的逻辑使得涨价渗透到了每一个环节,比如电解液的核心材料六氟磷酸锂。截至8月23日,据生意社最新数据显示,国内六氟磷酸锂市场价格报价45万元/吨。

上海油压工作室而自2020年9月以来,六氟磷酸锂价格一路大幅上涨,已从7万元/吨一路上涨至45万元/吨,涨幅高达542.85%。

不过,在最近一个多月里,电解液行业股票的走势却出现了明显的分歧。

7/13日开始是电解液行业个股创出新高的时间节点,在这之后,天赐材料、石大胜华、多氟多调整后再度创出新高,而电解液二哥新宙邦则在回调的路上一去不复返,期间下跌近30%。

这种背离的走势,背后到底是什么原因?六氟磷酸锂在这其中又扮演了什么角色?涨了这么久的东西还能再涨吗?

01 电解液的秘密

想要深度去了解一个行业,破解行业的特性是最为关键的,制造业看的比较多的是投资强度是否构成产能壁垒,工艺流程是否构成技术壁垒。

首先看投资强度,单GWh电池对应的产能投资在500万左右,显著低于其他材料,典型的轻资产行业。产能投放时间比较短,通常只需要半年到一年的时间,这个行业属性就决定了没有产能壁垒,只有产能过剩,不存在供需错配。

再从工艺流程上看,物料混合环节没有非常复杂的化学反应,技术壁垒就是混合的配方。目前配方的研发主要有电解液厂独立研发、与电池厂合作研发、电池厂提供配方三种模式。

天赐材料、新宙邦由于存在大量技术专利,所以一般采用独立研发、合作研发的方式,确保了毛利率。其余不具备话语权的只能充当诸如宁德时代、LG电池的代工厂了。

上海油压工作室但是配方这种技术能建立多深的护城河呢?这种偏软的技术壁垒不具备长期的市场议价权

产能和技术难以形成有效壁垒,企业想要长远发展的路径就是打通产业链,但是下游电池厂的壁垒更深,所以方向就是向上游原材料一体化。

02 估值差异的来源

电解液主要由锂盐(溶质)、溶剂、添加剂三部分组成:按质量占比,溶剂占80%-85%、锂盐占10%-12%、添加剂占3%-5%;按成本占比,溶剂占比约30%、锂盐占比约40-50%、添加剂占比约10-30%。

上海油压工作室在这里细心的投资者可以看出,锂盐是最有价值量的环节,溶剂以量取胜,添加剂体量太小,所以研究的重点在于溶剂和锂盐。

我们先看溶剂,电解液目前采用混合溶剂体系,在溶剂选择方面需要满足高介电常熟、低粘度、低熔点、高沸点、低成本等要求。目前95%溶剂以碳酸酯类为主。

部分对电解液产业有了解的朋友肯定都知道其中一类叫DMC,学名是碳酸二甲酯,在电解液中用量比较多,在行业高景气度需求下,龙头股石大胜华走出了10倍的行情。

锂盐约占电解液质量的10%-12%,但成本占比可达40%-50%。如同光伏行业拥硅为王一样,谁掌握了电解液锂盐谁就是电解液的王。

锂盐选择需要考虑离子迁移率、离子对解离能力、溶解性、热稳定性、化学稳定性、固体电解质膜(SEI)形成能力、钝化能力、环境影响等。

截至目前,没有单一组分锂盐可以同时满足上述要求,因此通常溶质采用多种锂盐混合的体系,目前阶段成本较低的六氟磷酸锂LiPF6凭借综合性能成为主流锂盐。

六氟磷酸锂的核心原材料主要是碳酸锂,单吨用量在0.33吨左右,按照目前碳酸锂含税12万元/吨的价格来计算的话,碳酸锂成本占比在40%以上。

自2020年9月以来,六氟磷酸锂价格一路大幅上涨,已从7万元/吨一路上涨至45万元/吨,涨幅高达542.85%!电解液也从从3万元/吨上涨到10万多每吨,六氟在电解液的成本占比已经达超过60%,是成本占比最高的单项原材料之一。

上海油压工作室按照产业链的逻辑来看,六氟磷酸锂应该随着上游碳酸锂的价格变动,但是令人意外的是,六氟磷酸锂历史价格走势却与碳酸锂价格走势不同,这是为什么?

上海油压工作室要解释二者走势的差异,需要再度剖析六氟磷酸锂的行业特性。

首先可以肯定的是六氟磷酸锂价格必然收到供需关系影响,价格大幅上涨的背后就是——产能错配,也就是供不应求,那么影响产能的因素无非就是产能壁垒和技术壁垒。

上海油压工作室从产能壁垒来看,相较于电解液单GWh对应500万元左右的投资,目前国内最常用的固体六氟生产技术1GWh对应的六氟需求大约在7000万-1亿元,单位电池的投资金额远大于电解液环节。

同时受制于环评审批等因素,六氟的产能建设时间比较长,大约需要1.5年-2年的时间,与电解液0.5年-1年的时间存在一定的错配,这也导致六氟供给和需求难以同时匹配,价格更易出现受到周期性供需关系变化的影响。

从技术难度的角度来看,六氟的壁垒要高于电解液,六氟技术早期主要由海外企业把持,随后在2010年国内各大化工企业逐渐突破技术壁垒开始量产。

2016-2017年,受新能源补贴政策退坡以及产能扩张影响,六氟磷酸锂价格从40万元/吨快速下跌至7万元/吨左右价格,价格已经低于部分落后产能成本线,行业洗牌加速,落后产能不断出清,各家厂商扩产普遍趋于谨慎,因此目前六氟的有效产能主要集中在多氟多、新泰材料和天赐材料等龙头厂商手中。

展望2022年,根据目前披露的情况看,预计新增产能集中在多氟多、新泰和天赐三家。其中新泰和天赐材料两家的六氟产能预计都在下半年投产。

此外,虽然天赐材料近两年的六氟产能投放较多,由于与中央硝子技术合作的原因,目前全部用于自供,不会对外销售。因此天赐产能投放对市场的冲击预计有限。

所以至少到2022年下半年,预计全球六氟仍将呈现供应紧张的状态,高景气度和高价可持续。

电解液行业胜出的关键在于对原材料的掌控,通过一体化来构建较深的护城河。

天赐材料是全球六氟磷酸锂的绝对龙头,打通了电解液全产业链,市占率达到30%,凭借成本和性能优势成为电解液行业的独一档,故而股价上涨超过20倍,而二哥新宙邦没有对六氟磷酸锂的布局,故而市场选择用脚投票。

那么,六氟磷酸锂的黑匣子已经全部破解了吗?

03 挑战者的出现

欢愉的背后存在着危机,尤其新能源这个技术迭代超快的行业,降本增效就是唯一原则,历史经验及行业发展规律告诉我们,六氟磷酸锂不是终极技术,只是凭借性价比高成为了现有阶段最好的替代品,如果价格过高了,他的竞争力就会削弱。

上海油压工作室一直以来,锂电池最被诟病的就是续航短、电池空间及重量过大,所以提升能量密度是行业发展的首要地位。

上海油压工作室按照国家 2020 年 10 月发布的《节能与新能源汽车技术路线图 2.0》,2025我国纯电动汽车动力电池的能量密度年目标为 400Wh/kg,2030 年目标为500Wh/kg。

目前国内的三元锂电池能量密度约为 240Wh/kg,磷酸铁锂电池能量密度约为180Wh/kg。

因此,若要实现更高的能量密度目标,电解液将朝着高压、高安全性的方向发展。而传统的六氟磷酸锂盐自身的缺陷导致在高温高压电领域应用有限。

上海油压工作室LiPF6的自身缺陷:(1)低温下易结晶,导致电导率下降;(2)热稳定性差,且生产工艺伴生氟化氢,高温下性能较差;(3)对水分敏感。

上海油压工作室相比LiPF6,LiFSI(双氟磺酰亚胺锂)则能大幅提高电解液耐高温和高压性能,在实现电池高温循环稳定性方面,包括延长循环寿命、提高倍率性能和安全性上均会有极大的提升。

更好的产品未被推广一般来讲有两种原因,一是技术壁垒,二是市场需求,三是价格,如果同时具备了,那么行业格局就会迎来重塑。

上海油压工作室首先,在技术壁垒上,由于 LiFSI 对温度敏感,高温下产物极易分解,腐蚀性强,对设备要求高,同时出于安全性考量和锂电池性能的要求,用于锂电池的 LiFSI 的制备纯度要求较高。

上海油压工作室目前各家采用的制备工艺普遍较为复杂,对于企业工艺经验的掌握和技术研发实力都具有较高的要求,同时化工品研发在掌握基本原理的基础上,需要大量试验,并且在规模化投产前需要工艺优化和熟练的过程,研发周期较长,因此 LiFSI 的技术壁垒未来几年继续保持有效,产品保持较强的盈利能力。

随着国内各公司加大投入研发,不断努力改进 LiFSI 生产工艺,最终成功解 决了 LiFSI 生产路线中的现有技术问题,实现了产业化技术突破。这些工艺具有原材料易得、流程 简单、成本较低、反应彻底(副反应少)、产品纯度高等特点,为我国 LiFSI 的工业化生产提供了强有力的技术支撑。

近年来,诸如康鹏科技、新宙邦、氟特电池等国内的一批公司相继突破了LiFSI 生产技术难点,实现了相关专利保护,还建设投产了工业化产线,成功打破了日本触媒对 LiFSI 市场的垄断格局。截至2020年,全球共有 LiFSI 产能7400吨,其中中国拥有产能6800吨,是全球最大的 LiFSI 生产国。

上海油压工作室在市场需求上,动力电池高镍化、高电压、高能量密度的趋势出现,对于电池高温性能、循环性能、导电性能的高要求导致LiFSI等新型添加剂开始逐步被采用,是最具商业化前景的新型锂盐。

上海油压工作室而在成本上,根据康鹏科技招股说明书的数据显示,目前 LiFSI 成本组成中制造费用占比最高,约为44.98%。随着工艺的逐渐成熟,产能的规模投放,单吨 LiFSI 消耗的原材料和能源在逐渐降低。康鹏科技招股书披露生产成本从2016年60万元/吨降至目前20万元/吨左右;

成本下降有望继续推动 LiFSI 价格的持续下降,预期到2025年LiFSI 价格降低至22万元/吨左右。

同时受益于六氟价格上涨,成本劣势逐渐缩小,渗透率预计将加速提升,预计2025年市场空间有望达到150亿。在双氟布局的企业有望重塑行业格局,获取更大市场份额,建立起先发者优势,赚取超额收益。

新能源赛道既宽又长,太多的技术精进路线,太多的技术迭代,有渐进式改良,也有颠覆式创新。在技术变革中不断有新鲜血液的加入,孕育出高成长性企业,使得行业长期保持活力。能源替代的历史车轮会推动着新能源朝着既定的方向前行,但它的另一面,也造就了资本市场上,各类概念“你方唱罢我登场”的现象。

上海油压工作室不过,这正是朝阳产业的魅力,也是资本市场的精彩之处。

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