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(报告出品方/作者:国信证券,王蔚祺)
深耕铁锂十余载,伴随行业高速成长公司是纳米磷酸铁锂正极材料行业领军者
德方纳米自成立之初就重点布局纳米材料领域,目前已成长为磷酸铁锂行业领军企业。公司成立于 2007 年 1 月,同年 12 月就完成了碳纳米管、纳米氧化铝、纳米碳纤维、纳米碳微球等纳米材料的研发。2008 年公司成功开发出纳米磷酸铁锂,并于 2009 年通过国家 863 计划测试,各项技术指标均达到世界领先水平。公司自成立以来一直专注于纳米材料的研发和生产工作,产品相继获得宁德时代、比亚迪、亿纬锂能等客户认可。根据高工锂电数据统计,2018 年至2020 年,公司在磷酸铁锂市场的市占率分别为 29%、27%和 25%,位居行业前列。2021 年磷酸铁锂市场快速增长,公司因产能有限市占率下降到 20%。
公司无控股股东、无实际控制人。公司目前第一大股东为联合创始人以及前董事长吉学文,持有公司 17.49%的股份。公司由吉学文、孔令涌、王允实联合创立。原董事长吉学文曾在空军长春飞行学院担任科研参谋,曾独立开发多种气敏传感器,纳米材料应用研究造诣深厚。现董事长兼总经理孔令涌具有高级工程师职称,曾多次主持科技部、工信部项目。公司原董事兼技术顾问王允实曾任中科院金属所助理研究员,拥有丰富的材料研发和产业经验。2022 年4 月14 日,公司控股股东、实际控制人吉学文、孔令涌、赵旭、WANG JOSEPH YUANZHENG、WANGCHEN的《一致行动协议》到期解除且不再续签。目前公司由原五名一致行动人共同控制变更为无控股股东及无实际控制人。
动力与储能双轮驱动,磷酸铁锂市场快速增长磷酸铁锂具有成本低、循环寿命长、安全性高的优势
正极材料决定锂电性能,能量密度和安全性是核心考量。为了满足锂电池高能量密度、功率密度,较好的循环性能和可靠的安全性,正极材料需要具备以下几方面条件:1)为电池充放电提供锂源;2)提供更高的电极电位保障输出电压高;3)电压平台稳定保障输出电位平稳;4)正极材料的电化当量小,保障较高能量密度;5)锂离子在材料中扩散系数高,保障高功率密度;6)可逆性好保障电池循环性能;7)较高的电子和离子电导率;8)化学稳定性好、资源丰富、制备成本低。
根据不同的技术路线,常见的正极材料可以分为钴酸锂(LCO)、锰酸锂(LMO)、磷酸铁锂(LFP)、镍钴锰酸锂三元材料(NCM)、镍钴铝酸锂(NCA)等。而电动汽车中常用的正极体系主要是磷酸铁锂和三元材料。与三元材料相比,磷酸铁锂的优势在于: 1)循环寿命长:磷酸铁锂的橄榄石型结构稳定性更高,磷酸铁锂电池单体电芯的循环寿命在 3,000 次以上,三元材料电池单体电芯的循环寿命在1,500 次以上,磷酸铁锂材料的循环性能具有明显的优势。 2)安全性能高:磷酸铁锂结构中的磷氧化学键稳固,分解难度大,即使在高温或过充状态下电极材料也不会发生崩塌或形成强氧化性物质。一般来说磷酸铁锂在700-800℃左右才会发生分解,而三元材料在 200℃左右就会分解并释放氧气。3)成本低:三元材料往往需要镍钴等金属原料,这类原料国内储量小,主要依赖进口,因而三元材料生产成本高。而磷酸铁锂本身原材料国内较为丰富且无需添加贵金属,生产制造成本低。
需求端:补贴退坡 技术进步促进动力领域铁锂需求回暖,储能市场快速发展
电动汽车市场中磷酸铁锂占比在逐步回升。2021 年国内动力电池装车量为154.5GWh,同比增长 143%;其中三元电池装机量为74.3GWh,同比增长91%;磷酸铁锂电池装机量为 79.8GWh,同比增长 227%。2021 年国内动力电池中磷酸铁锂装机量占总装机量比重为 51.7%,较 2020 年提升 13.3pct。
技术铸就产品优势,绑定大客户协同发展技术及上游布局助力成本优势
德方纳米是行业内唯一使用液相法量产制备磷酸铁锂的企业。液相法是在制备过程中将原材料形成均匀溶液,并依托其自身化学能实现纳米化,原材料充分混合并且烧结无需超高温度,具备过程简单、生产成本低、产品循环寿命长、能量密度高等优点。公司首创自热蒸发液相法,采用硝酸铁、碳酸锂、磷酸一铵作为原料。而国内绝大多数企业采用磷酸铁、碳酸锂、磷酸为原料的固相制备路线。
自热蒸发液相法带来的成本优势主要体现为:
1)能耗低:在前驱体制备环节,液相法可以在常温常压下进行反应,可以依托自身化学反应产生的热量来进行溶液干燥,无需固相法的高温球磨,降低能源消耗。在烧结环节,液相法烧结温度一般在 650-680℃,显著低于固相法的700-730℃。根据可比较年份数据,2018 年德方纳米单吨正极电耗在6484kWh,低于湖南裕能(6560kWh)、湖北万润(8817kWh)。
2) 原料品质兼容性高:液相法制备过程中原材料可以充分混合,即使存在一定的杂质也可以通过过滤等方式进行除杂,因而可以使用品质较低的工业级碳酸锂。而固相法则主要需要使用电池级碳酸锂和准电池级碳酸锂作为原料。工业级碳酸锂一般比电池级碳酸锂价格低 5%左右,液相法对原料品质兼容性高能够协助其降低原料成本。根据可比较的年份数据,德方纳米 2020 年锂源采购成本为3.15万元/吨,湖南裕能为 3.29 万元/吨、湖北万润为 3.28 万元/吨。
德方纳米积极推进上游布局促进成本优化:
1) 生产过程回收硝酸自制硝酸铁:德方纳米所需要铁源硝酸铁主要通过外购铁块和硝酸进行自制。硝酸铁生产过程中产生的废气氮氧化物可以还原成稀硝酸,进而能够与外购浓硝酸混合使用,实现重复利用。公司自制铁源以及部分环节原料重复利用能够提高原料利用效率、降低成本。
2) 德方纳米关联企业布局电池回收业务:德方纳米董事长孔令涌控股的曲靖华祥成立于 2019 年,主要从事磷酸铁锂电池回收业务,主营产品包括锂铁磷溶液、石墨、铝屑等。曲靖华祥现有 0.5 万吨电池回收线,同时还有1.5 万吨回收产线将于 2022 年建成。曲靖华祥制得的锂铁磷溶液可直接用于磷酸铁锂合成当中,2021 年德方纳米已经向其采购部分锂产品,未来二者有望加深合作进而实现德方纳米原料成本下行。
德方纳米积极布局磷酸锂新技术,未来锂源成本有望实现进一步优化。2018年以来公司先后在盐湖卤水制备磷酸锂、锂磷铝石制备磷酸锂、粗制磷酸锂制备磷酸铁锂等方面进行大量专利布局。新技术有望推动原料成本进一步优化:1)磷酸锂制备可采用较低成本的锂磷铝石或者盐湖卤水,且无需添加纯碱等,使得磷酸锂较碳酸锂等具有成本优势;2)相较碳酸锂,磷酸锂具备磷酸铁锂生产所需的锂源和磷源,能够减少公司磷源耗量;3)公司布局盐湖制锂和矿石提锂技术,未来有望通过部分自制锂源等方式优化成本。
液相法产品性能优势显著
液相法使得原料均匀混合,制成品性能优异。液相法制备过程中各原料溶解在溶剂中实现原子级混合,均一性好、稳定性高,同时烧结温度低使得材料团聚情况减少。横向对比各竞争企业,德方纳米制得的磷酸铁锂产品粒径更小,分布更加均匀,产品的一致性和循环寿命上具有显著优势。
公司深入绑定头部电池企业,客户结构优质
公司持续奉行大客户战略,与动力电池环节头部企业宁德时代、比亚迪、亿纬锂能等深入合作。磷酸铁锂认证周期一般有 1-2 年,先发企业具有显著客户优势。公司 2009 年就与比亚迪展开合作,此后在 2014 和2016 年先后进入宁德时代、亿纬锂能供应链。2021 年公司前五名客户营收占总营收的97%,占比持续维持高位。
德方纳米超前布局磷酸锰铁锂,产能扩张持续加码。德方纳米是在磷酸锰铁锂领域专利布局最多的正极企业之一,其产品已送样下游企业取得高度认可。公司2021 年投资的 11 万吨新型磷酸盐项目预计在 2022 年底建成投产。此外公司2022年初还规划了新的 33 万吨新型磷酸盐项目预计在2024 年投产。公司有望成为第一个大批量生产磷酸锰铁锂的企业,充分受益技术优势带来的红利。
补锂剂:抢先实现产业化,打造成长第二曲线
补锂剂能够优化电池首圈效率和循环寿命。负极表面在形成SEI 膜过程中,会不可逆消耗一定量的正极活性锂,进而造成首圈效率低、循环寿命差等问题。补锂剂实际上就是对电极材料进行预锂化,通过补充首圈循环过程中的锂损耗,来提升首圈效率和寿命。根据研一新材料数据,补锂剂能够使得电池的循环性能提升30%以上。
根据所作用电极的差异,补锂可分为正极补锂和负极补锂。负极补锂多使用锂粉、锂箔等产品。负极补锂虽然作用更加直接且性能改善更明显,但是由于金属锂活性高使用难度大、锂粉难溶于粘结剂等问题,使得其量产存在较大困难。正极补锂多使用富锂化合物和二元锂化合物等产品。正极补锂剂可以直接在合浆过程中添加,操作简单且无需对现有电池体系进行改善,因而有望实现快速量产。
补锂剂未来将伴随新材料体系和应用场景得到广泛应用:1)硅基负极:硅基材料比容量显著高于石墨,将成为下一代主流负极材料。而硅基材料存在首圈效率低(硅材料一般 60-70%,石墨在 90%以上)的问题,补锂剂能够显著提升其首圈效率并改善其循环寿命,推进硅材料产业化进程,例如上汽智己搭载的宁德时代掺硅补锂方案,蔚来固态电池的无机预锂化碳硅负极体系。2)磷酸锰铁锂:LMFP相较磷酸铁锂存在首圈效率低、循环寿命较差的不足,补锂剂能够显著改善其性能。3)储能场景:储能电池往往需要具备成本低、循环寿命长的特点,添加补锂剂后将进一步优化体系循环寿命。
德方纳米具有补锂剂专利布局,产能即将落地。德方纳米2021 年投资新建2.5万吨补锂剂项目,预计在 2023 年投产;2022 年公司又新建2 万吨项目,总规划达到 4.5 万吨。公司补锂剂产品已经送样下游客户,提前布局产能有望享受行业高增长红利。(报告来源:未来智库)
盈利预测假设前提
1、磷酸铁锂业务
销量:公司与宁德时代、亿纬锂能合资的工厂将于2022 年陆续建成投产,之后公司暂无公告的磷酸铁锂扩产计划。基于公司投产进度,我们预计公司2022-2024年磷酸铁锂销量分别为 21/32/28 万吨。
营收:在原料碳酸锂价格持续走高下,2022 年磷酸铁锂价格仍有望同比提升。未来几年伴随锂盐供应上量,磷酸铁锂价格有望稳中有落。我们预计2022-2024年公司磷酸铁锂业务营收分别为 207/253/155 亿元。
毛利率:2022 年碳酸锂价格持续高位给公司盈利能力造成较大压力,未来伴随原料价格回落,售价基数变小推动毛利率提高。我们预计2022-2024 年公司磷酸铁锂业务毛利率分别为 19/17/19%。
2、新型磷酸盐业务
销量:公司 11 万吨新型磷酸盐项目预计在 2022 年底建成投产,33 万吨项目预计将于 2023 年底到 2024 年建成。基于公司投产进度,我们预计公司2022-2024年新型磷酸盐销量分别为 0.5/5.0/18.0 万吨。
营收:在新金属元素添加到正极体系以及技术难度加成的背景下,新型磷酸盐产品预计将具有比磷酸铁锂更高的价格。我们预计 2022-2024 年公司新型磷酸盐业务营收分别为 5/44/110 亿元。
毛利率:公司新型磷酸盐产品较磷酸铁锂具有更加优异的性能,且推出速度领先同行业绝大多数企业,预计将有更加优异的盈利能力。但考虑到新产品产能爬坡以及固定资产摊销等因素,我们预计 2022-2024 年公司新型磷酸盐业务毛利率分别为 12/15/20%。
3、补锂剂业务
销量:公司 2.5 万吨补锂剂项目预计于 2023 年开始投产,2 万吨项目预计在2023年底投产。基于公司投产进度,我们预计公司 2023-2024 年补锂剂销量分别为1.0/2.5 万吨。
营收:公司补锂剂铁酸锂所需耗费锂原料较多,原材料成本较高,再加之加工费等产品单价高。我们预计 2023-2024 年公司补锂剂业务营收分别为50/100亿元。
毛利率:公司补锂剂产品性能优异且是行业率先大规模量产的企业之一,具有一定的技术溢价。我们预计 2023-2024 年公司补锂剂产品毛利率分别为16/19%。
综上所述,预计 2022-2024 年公司实现营收 214/347/365 亿元,同比增长341/63/5%,毛利率分别为 19.0%/16.6%/19.1%,毛利分别为40.6/57.7/69.8亿元,同比增长 191/42/21%。
(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)
精选报告来源:【未来智库】。未来智库 - 官方网站