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(报告出品方/作者:国盛证券,杨润思、杨义韬、林卓欣)
一、磷酸铁锂龙头企业,受益下游行业快速增长1.1 公司深耕纳米级锂离子电池材料十余年
深耕纳米材料领域,成就磷酸铁锂正极龙头。德方纳米成立于 2007 年,自成立之初公 司就致力于纳米材料制备技术的开发与产业化,并于早期成功自主研发碳纳米管、纳米 氧化铝、纳米碳纤维、纳米碳微球等纳米材料。基于对新能源材料应用领域的前瞻性判 断,公司于 2008 年开始将纳米化技术应用于制备锂离子电池材料,成功开发出纳米磷 酸铁锂产品,应用于新能源汽车及储能领域,并于 2009 年通过国家 863 计划电动车动 力电池试验室考核测试。 十余年的深耕,带来行业头部的高度认可。公司坚持自主创新,原创开发的“自热蒸发 液相法合成纳米磷酸铁锂技术于 2011 年被国家纳米科学中心鉴定为国际领先水平。在 磷酸铁锂行业深耕十余年,公司产品具备优异电化学性能,得到宁德时代等动力电池领 先企业认可,并于 2019 年在深交所创业板成功上市。
公司目前无控股股东及实际控制人。2022 年 4 月 14 日,公司原控股股东、实际控制人 吉学文先生、孔令涌先生、赵旭女士、WANG JOSEPH YUANZHENG 先生、WANG CHEN 女士于 2019 年 11 月 3 日签署的《一致行动协议》到期终止,其一致决定不再续签新的 《一致行动协议》。一致行动关系到期解除后,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。本次解除一致行动人不会对公司日常经营活动产生不利影 响。当前,公司第一大股东为公司前董事长吉学文,持有公司股份的 13.99%,董事长孔 令涌为公司第二大股东,持有公司 12.97%的股份。
龙头扩产与化工企业跨界并进,行业产能提升迅猛。2022 年以来,随着磷酸铁锂动力与 储能电池装机量迅速提升,德方纳米、湖南裕能等磷酸铁锂正极企业采取大幅度扩产措 施。同时,厦钨新能、长远锂科等三元正极材料企业、中核钛白、川发龙蟒等传统化工 企业同样进行跨界布局。从目前各磷酸铁锂正极厂商的产能规划来看,2022-2025 年, 中国铁锂系正极材料行业供给将从 127.0 万吨提升至 481.2 万吨,与全球磷酸铁锂正极 材料需求量对比来看,2023 年磷酸铁锂正极材料将会经历产能出清阶段。
行业供给迅速增长,具备成本、客户以及产品性能优势的玩家将脱颖而出。基于对全球磷酸铁锂正极材料需求与国内磷酸铁锂正极产量产能规划的测算,我们预计随着行业龙 头与跨界企业的磷酸铁锂产能逐步落地,磷酸铁锂行业供给将快速增长。正极材料作为 影响动力储能电池性能与成本的关键原材料,下游电池厂对产品性能与成本要求较高, 行业供给快速增长的同时,具备强成本管控和优异产品性能,并且与动力电池厂商有长 期合作关系的公司有望脱颖而出。
三、液相法构筑技术护城河,优质客户结构提升增长确定性3.1 独创液相法工艺,铁锂正极产品性能突出
磷酸铁锂制备工艺多样,主要分为固相法与液相法。目前主流的磷酸铁锂制备工艺包括 固相法与液相法,其中固相法为目前最成熟、应用最广泛的磷酸铁锂合成方法,基本工 艺流程为将铁源、磷源、锂源通过机械研磨均匀后,再经过高温煅烧实现碳包覆,制备 成磷酸铁锂。液相法则将原材料在液相中实现分子级混合,自然蒸发水分得到纳米级前 驱体凝胶,经破碎烧结等环节处理,得到纳米级磷酸铁锂。
液相法反应产物均匀,产品性能优异。公司采用的液相法可令反应产物更加均匀,具备 稳定的微观结构,从而使得产品性能更加稳定。烧结温度较低,可减少颗粒团聚,粒径 较小,分布更加均匀具备较好低温性能与大倍率充放电性能。采用改善的化学沉积法, 碳包覆更为均匀,碳导电性与导热性优秀,电池产品安全性较强。且液相法将所有原材 料全部溶解,根据溶液的“均一性原则”可实现分子级的结合,从而实现产品稳定性的 提升。从德方纳米与其他磷酸铁锂企业产品性能对比来看,德方纳米产品具备更小的产 品粒径,循环寿命保持能力较为优秀。
3.2 深度合作行业主流客户,丰厚产能储备有望拉动盈利释放
动力电池行业集中度较高,宁德时代与比亚迪为行业龙头。从 2022 年我国动力电池装 机情况来看,动力电池行业集中度较高,宁德时代、比亚迪、中创新航为行业前三,市 占率分别为 49%、23%与 7%,行业 CR3 为 79%,行业 CR5 达 86%,整体维持较高集 中度。从磷酸铁锂动力电池装机情况来看,行业集中度相对于动力电池行业整体更高, 宁德时代、比亚迪、国轩高科为行业前三,市占率分别为 44%、37%、6%,行业 CR3 为 87%,行业 CR5 达 93%。整体来看,宁德时代与比亚迪为行业前二龙头,市占率领 先其他动力电池企业。
与行业主流动力电池客户深度合作,但依赖度有所降低。在下游行业集中度较高的格局 下,公司主动选择充分市场化服务优质大客户的战略,与宁德时代、比亚迪、亿纬锂能 等行业龙头企业建立了长期的合作关系。2018-2022 年,公司前五大客户占比由 91.75% 下降至 94.01%。宁德时代为公司第一大客户,2018-2021 年占公司收入比重保持在 65% 以上,但在 2022 年降低至 49.31%。公司对头部客户的依赖度有所下降。
目前行业通过新的工艺合成路线或改性策略提升磷酸锰铁锂导电性能。尽管磷酸锰铁锂 在能量密度、低温性能等方面优于磷酸铁锂正极材料,而在安全性、稳定性与成本方面 优于三元正极材料。但相比于磷酸铁锂,磷酸锰铁锂跃迁能隙高达 2eV,属于绝缘体, 导电性能较差,同时在反应过程中 Mn3 离子会产生的 Jahn-Teller 效应从而导致充放电 过程中会损失容量并降低循环性能。而推动磷酸锰铁锂材料电化学性能改善,则依赖于 新的工艺合成路线与相应的改性策略,包括减小颗粒尺寸、导电物质包覆、体相离子掺 杂、材料结构设计等。
磷酸锰铁锂产业化进程加快,预计 2023 年行业产能将逐步落地。过往由于导电性以及 循环性能较弱等问题,磷酸锰铁锂产业化进程始终较慢。而随着碳包覆、纳米化、补锂 技术等改性技术的升级,磷酸锰铁锂产业化进程开始加快。其中,电池厂端的宁德时代、 孚能科技、中创新航均对磷酸锰铁锂电池积累技术布局;正极材料厂端的德方纳米、容 百科技、光华科技等均已提出产能规划目标。随着技术持续迭代以及量产产能落地,我 们预计 2023 年磷酸锰铁锂正极将进入量产化阶段。
德方纳米布局三元包覆与纳米化等改性技术,推动磷酸锰铁锂产品商业化加快。从德方 纳米目前已有申请专利来看,针对磷酸锰铁锂导电性与循环性能等缺点,德方纳米采用 三元正极包覆、纳米化等改性措施来实现磷酸锰铁锂材料性能优化:
三元正极包覆:采用三元包覆纳米磷酸锰铁锂基符合正极材料实验数据中 1C 放电 克容量可达 156mAh/g,0.2 中值电压最高达 3.97V,充放电容量得到提高;低温容 量保持率可由 70.97%提高至 74.49%。
材料制备方法改进:2022 年 12 月公布的《磷酸锰铁锂复合正极材料及其制备方法 和锂离子电池》则提出省去了还原过程并,减少制备过程因 Mn 和 Fe 还原造成的结 构缺陷,从而提升提高材料的结构稳定性,通过依次在磷酸锰铁锂表面包覆氧化物 和导电层,可以在保证材料良好的稳定性的前提下提升导电性能的磷酸铁锂制备方 法。实验数据中,采用此类制备方法的磷酸锰铁锂正极材料充放电性能与循环性能 提升明显。
磷酸锰铁锂布局持续加码,曲靖德方 2023 年二季度达产。公司在磷酸锰铁锂材料技术 环节布局多年,并积极推进磷酸锰铁锂正极材料产业化,持续加大磷酸锰铁锂产能布局 规划。目前德方纳米分别在 2021 年 9 月规划投资 11 万吨新型磷酸盐项目产能项目,在 2022 年 1 月规划 33 万吨新型磷酸盐项目的生产基地。此外,在 2023 年 3 月,公司公 告了可转换公司债券预案,拟投资 26.5 亿元于 11 万吨新型磷酸盐项目产能项目,项目 预计建设期为 3 年。
4.2 布局正极补锂产品,进一步丰富锂电材料产品线
锂离子电池补锂为提升电池能量密度的重要手段。在锂离子电池首次充电的过程中,有 机电解液会在石墨负极表面还原分解,从而形成固体电解质相界面(SEI)膜,在这个过 程中则会永久的消耗大量来自正极的锂,造成首次循环的库仑效率(ICE)偏低,从而降 低锂离子电池的容量和能量密度。同时,若有负极材料颗粒因脱落而失活、锂金属等不 可逆沉积等过程,均会消耗正极的活性锂,降低电池的容量和能量密度。而锂电池补锂 又称为“预锂化”,即在锂离子电池工作之前向电池内部增加锂来补充锂离子,从而抵消 不可逆的锂损耗,以提高电池的总容量和能量密度。
锂离子电池补锂技术路线包括负极补锂和正极补锂。负极补锂即在负极中引入活性锂, 负极补锂研究开发时间较早,包括基于金属锂的物理混合补锂、真空卷绕镀锂、自放电 锂化、化学补锂、电化学锂化等多种补锂方式。正极补锂通常是采用电化学法,通过在锂离子电池正极中添加补锂材料,电池充电过程中补锂材料分解释放活性锂,弥补负极 SEI 生长造成的不可逆活性锂损失。正极补锂无需额外的工艺改进且成本较低,因而更 加适合现在的锂离子电池制造工艺,被誉为最有前景的补锂技术。
布局富锂化合物正极补锂路线。德方纳米布局正极补锂路线,并在 Li5FeO4 的制备工艺 上取得专利 CN112117433A,解决了传统固相法需要多次烧结、烧结反应不充分、烧结 时间长、杂质含量高的问题,开发出步骤简单,工业化生产的 Li5FeO4 制备工艺。并在 专利 CN113555538A 中将补锂剂通过沉积法与锂离子电池正极材料的原料混合,得到正 极材料前驱体,进而制备无碳高容量正极材料,实现电池的容量和循环寿命的提升。
补锂剂产品处于行业前列水准,规划产能投放在即。公司补锂剂产品可应用于各种体系 的锂离子电池,包括动力电池、储能电池、数码 3C 电池等领域。产品补锂效率高、补锂 难度小、材料成本低、补锂安全度高,在磷酸盐电池体系中,添加量 2%左右可以提升约 5%的能量密度,添加量 4%左右可以提升近 100%的循环寿命。公司分别于 2021 年与2022 年规划 2.5 万吨与 2 万吨补锂剂项目,目前公司补锂剂产品已通过核心客户的验 证,产品性能和产业化进度处于行业领先水平,产线预计今年一季度开始投产。
五、盈利预测2022 年,公司产品线主要为磷酸铁锂正极产品,随着 2023 年公司磷酸锰铁锂正极材料 与补锂剂产品产能逐步投放,将带动公司收入持续增长。 纳米磷酸铁锂:公司依托于液相法实现产品成本优势与性能优势,在优质客户结构的加 成下,公司在建产能逐步释放将带动磷酸铁锂正极销量维持稳中向好。2022 年底以来, 随着行业内产能的释放,或将带动磷酸铁锂正极行业出现产能过剩,叠加碳酸锂价格长 期将回归理性,我们预计 2023/2024/2025 年公司磷酸铁锂正极业务实现收入 180/198/218 亿元,毛利率为 10%/16%/16%。
磷酸锰铁锂:磷酸锰铁锂正极材料为磷酸铁锂材料升级方向,具备能量密度与低温性能 优势,有望对磷酸铁锂正极材料形成替代效应。目前公司曲靖 11 万吨磷酸锰铁锂项目已 经投产,正在进行产能爬坡,预计 2023 年第二季度逐步达产。我们预计 2023/2024/2025 年公司磷酸锰铁锂正极业务实现收入 41/70/105 亿元,毛利率为 18%/18%/18%。 补锂剂:公司布局正极补锂剂产品,可应用于各种体系的锂离子电池,包括动力电池、 储能电池、数码 3C 电池等领域,实现电池能量密度与循环寿命提升。目前公司补锂剂产 品已通过核心客户的验证,产品性能和产业化进度处于行业领先水平,产线预计今年一 季度开始投产。我们预计 2023/2024/2025 年公司补锂剂业务实现收入 16/36/52 亿元, 毛利率为 25%/25%/25%。
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精选报告来源:【未来智库】。「链接」