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石油化工行业专题研究报告:锂电材料行业分析

时间:2022-11-28 02:29:48 | 浏览:1696

(报告出品方:海通证券)1.下游持续景气,锂电材料行业前景广阔1.1乘“新能源车+储能”东风,锂电池行业蓬勃发展锂电池在充放电过程中,锂离子会在电池正负极之间反复移动。根据这一特点,锂 电池又被称为摇椅式电池。具体来说,在电池充电时,电子从

(报告出品方:海通证券)

1.下游持续景气,锂电材料行业前景广阔

1.1乘“新能源车+储能”东风,锂电池行业蓬勃发展

锂电池在充放电过程中,锂离子会在电池正负极之间反复移动。根据这一特点,锂 电池又被称为摇椅式电池。具体来说,在电池充电时,电子从正极转移到负极,同时正 极中的锂失去电子后成为锂离子进入电解液。锂离子穿过锂离子可导的隔膜后进入负 极,在负极接受电子还原成为锂,充电反应完成。放电过程则相反,锂在负极失去电子 后,穿过隔膜回到正极,并在正极接受电子被还原,完成放电。


锂电池主要用于新能源汽车和储能领域。锂电池上游为正极、负极、电解液和隔 膜四大主材,再往上可追溯至锂、钴等有色金属和碳酸二甲酯等石化产品。下游最终应 用于新能源汽车、储能、3C 等领域。近年来,由于新能源汽车产业的爆发,动力锂电 池的应用比例呈现快速增长,超越 3C 成为锂电池的主要消费终端。我们认为随着 5G 时代的逐步来临和电网建设逐步发展,以通信基站储能、电网储能为代表的储能领域预 计将在未来几年带来显著的需求增量。

新能源汽车产业已进入快速增长阶段。根据长远锂科募集说明书援引彭博新能源 财经(BloombergNEF)发布的《2021 年电动车展望》数据,到 2025 年,全球新能 源乘用车销量将超过 2500 万辆,占全球乘用车销量比例超过 28%;到 2030 年全球新 能源乘用车年销量有望突破 5000 万辆,占比超过 50%;2040 年有望突破 8000 万 辆,占比超过 80%。

储能产业未来将迎爆发式增长。可再生能源渗透率日益上升,增加了削峰填谷的 储能需求。根据中国储能网援引彭博新能源财经数据,全球 2030 年新增储能装机容量 将达到 58GW/178GWh,是 2021 年(10GW/22GWh)的五倍多,2022-2030 CAGR 达到 30%。美国和中国仍然是全球最大的两个市场,到 2030 年在预期储能装机容量中 占比将达 54%。

1.2锂电池由正极、负极、电解液和隔膜四部分构成

锂电池由正极、负极、电解液和隔膜四部分构成。其中常见的负极包括石墨、软 碳、硬碳、钛酸锂等。常见的正极包括钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂等。常见的隔膜为单 层或多层的聚乙烯或聚丙烯,表面也可能有一些类似于 Al2O3 的涂覆层。常见的电解 液一般是将 LiPF6 溶解在碳酸酯类的溶剂中,如碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸乙烯 酯等。


正极、负极、电解液和隔膜在电池中成本占比分别为 40%、15%、10%和 20%。 根据《中国锂电行业发展德勤观察》,电池在新能源车成本结构中成本占比为 40%- 50%。电池中正极材料成本占比 40%,隔膜占比 20%,负极材料占比 15%, 其他(包 装材料)占比 15%,电解液占比 10%。

2.电解液:通过一体化和工艺改进降低成本是目前趋势

电解液是锂离子传导的媒介。在电池中,正极和负极均浸泡在电极液中。在电池 充放电过程中,电解液作为锂离子传输的媒介,一方面能提供部分活性锂离子,作为充 放电过程中的导电离子使用。另一方面也会提供离子通道,使得锂离子在其中自由移 动。电解液传导锂离子的功能是锂电池获得高电压、高比能等优点的保障。 电解液由溶剂、溶质、添加剂三种组分构成。在溶剂方面,电解液采用混合溶剂 体系,目前溶剂以 DMC、EC、EMC 等碳酸酯类为主,需要满足高介电常熟、低粘 度、低熔点、高沸点、低成本等要求;在溶质方面,电解液采用各种含锂化合物,在溶 剂中溶解后可释放出大量活跃锂离子。LiPF6 是目前最成熟的商用锂盐,LiFSI 在未来 有望替代 LiPF6;在添加剂方面,碳酸亚乙烯酯(VC)和氟代碳酸乙烯酯(FEC)是目前 最常用的电解液添加剂,可在电极表面形成 SEI/CEI 膜,使得锂离子可自由进出,而溶剂分子难以通过,从而实现维护电极材料性能稳定,提高电池容量与循环性能效果。

溶剂、溶质、添加剂在电解液中质量占比依次下降,成本占比依次提升。锂盐和 添加剂在电解液中质量占比较小,但由于单位成本高,在电解液成本结构中也占有较大 比例。根据 DONEWS,在质量占比方面,电解液中溶剂占 80%~85%、锂盐占 10%~12%、添加剂占 3%~5%;在成本占比方面,电解液中溶剂占比约 30%、锂盐占 比约 40%~50%、添加剂占比约 10%~30%。

电解液需求快速增长。受益于新能源车渗透率的持续提升,国内外电解液需求量 未来有望保持高速增长。根据中国能源网援引《中国锂离子电池电解液行业发展白皮书 (2021 年)》,2021 年全球电解液需求量为 61 万吨,国内电解液需求量为 51 万吨。预 计 2025 年,中国电解液需求量将达 184 万吨,全球电解液需求量将达 216 万吨, 2021-2025 年 CAGR 分别为 37%、40%。至 2030 年,全球电解液需求将达 549 万 吨,国内需求量将达 466 万吨。


2030 年电解液市场规模将达 3000 亿元。根据 wind,2016/1/1-2022/8/4 电解液均 价为 64778 元/吨,以此为依据进行计算,预计 2025 年国内电解液市场规模约为 1192 亿元,全球规模约为 1399 亿元;2030 年国内市场规模将达 3019 亿元,全球规模将达 3556 亿元。

电解液大宗品趋势下降低成本是重点。随着电解液成长为百万吨级别的以上的化 工品类,大宗化已是必然的趋势,如何降低成本将成为电解液企业思考的主要问题。由 于电解液成本中原材料占比最大,通过一体化降低原料单位成本和通过改进工艺降低 原料单耗是目前电解液企业降本的主要手段。 降本手段之一:一体化。根据天赐材料、新宙邦等发布的年报及募集说明书,天 赐材料、新宙邦等电解液龙头企业已通过布局上游锂盐、溶剂、添加剂等原材料推进降 本,其中天赐材料一体化布局最完善,已覆盖锂盐、溶剂、添加剂三个领域,未来将向 更上游的锂矿延伸,新宙邦、江苏国泰、石大胜华等企业也开始进入溶剂、添加剂等领 域。

降本手段之二:改进工艺。如在六氟磷酸锂生产中,天赐材料从美国引进独家许 可的有机溶剂法技术,在自行吸收创新的基础上独立完成工程放大。与传统 HF 溶剂法 相比省去了反复干燥、结晶等过程,有效降低了制造成本,且反应不在强腐蚀性的 HF 中进行,对设备抗腐蚀性要求明显降低。

2.1溶剂:碳酸二甲酯处于产业链核心

电解液采用混合溶剂体系。溶剂是电解液的主体部分,在电解液种质量占比80%,成本占比约 30%。溶剂与电解液性能密切相关,需满足高介电常数和低粘度等 要求。由于环状碳酸酯介电常数较高,而链式碳酸酯粘度较低,往往将其混合使用,常 用溶剂包括碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸甲乙酯(EMC)等。

纯度是溶剂质量控制的关键。溶剂纯度与稳定电压之间关系密切,纯度达标的有 机溶剂氧化电位在 5V 左右,对防止电池过充等安全性问题有很大意义,对配制合格锂 电池电解液也有决定性影响。一般要求纯度在 99.9%以上,水分含量必须达到 10*l0-6 以下。根据碳酸二甲酯国家标准(GB/T 33107-2016),电子级碳酸二甲酯纯度必须达 到 99.99%,甲醇含量必须小于 0.002%,水分含量必须小于 0.03%,同时对钠、铁、 铬等其他元素的含量具备明确要求。


2021 年溶剂需求量约 50 万吨,2025 年将达到超过 150 万吨。根据 《CN103107358B:一种锂离子电解液》,目前国内锂电池采用最多的电解液体系是 LiPF6/EC+DMC+EMC,其中 EC、DMC、EMC 的质量比为 1 : 1 : 1,根据前文对电解 液市场规模的假设以及电解液中 80%的溶剂质量占比,可估算得到 2025 年全球溶剂市 场需求将超过 170 万吨,国内将接近 150 万吨;2030 年全球将接近 440 万吨,国内将 接近 380 万吨。

溶剂市场规模 2025 年将达到 200 亿。根据百川盈孚及 Wind 数据,2018 年-2022 年,电池级碳酸二甲酯(DMC)价格均值为 8843 元/吨,碳酸乙烯酯(EC)价格均值 为 11098 元/吨,碳酸甲乙酯(DEC)价格均值为 16467 元/吨。以此为依据进行测 算,预计 2025 年国内碳酸二甲酯(DMC)、碳酸乙烯酯(EC)、碳酸甲乙酯(DEC)市 场规模将达到 42、51、89 亿元,全球碳酸二甲酯(DMC)、碳酸乙烯酯(EC)、碳酸甲 乙酯(DEC)市场规模将达到 49、60、105 亿元。

溶剂为石化产品,碳酸二甲酯处于产业链核心。溶剂上游原料包括环氧丙烷、环 氧乙烷、尿素、甲醇等,主要来源于石油化工和煤化工。碳酸二甲酯在溶剂产业链中处 于核心地位,可由碳酸乙烯酯(EC)和碳酸丙烯酯(PC)加工得到,并在后续流程中 作为碳酸二乙酯(DEC)和碳酸甲乙酯(EMC)的原料。 工业化生产碳酸二甲酯(DMC)方法包括四种: 1、PO 交换法:反应分两步进行,首先以环氧丙烷为原材料,得到碳酸丙烯酯 (PC),再与甲醇反应得到碳酸二甲酯(DMC)并副产丙二醇。 2、EO 交换法:反应分两步进行,首先以环氧乙烷为原材料,得到碳酸乙烯酯 (EC),再与甲醇反应得到碳酸二甲酯(DMC)并副产乙二醇。 3、尿素醇解间接法:反应分两步进行,首先以尿素和丙二醇发生醇解反应,生成 中间体碳酸丙烯酯(PC)和氨气,再用碳酸丙烯酯(PC)与甲醇酯交换反应生成碳 酸二甲酯(DMC),副产丙二醇经分离后循环回第一步反应 4、甲醇氧化羟基化法(气相法间接法):反应分两步进行,首先以甲醇、NO 和 氧气反应生成亚硝酸甲酯,亚硝酸甲酯再与 CO 反应生成碳酸二甲酯(DMC)。

甲醇氧化羟基化法和 EO 交换法未来将成为主流。PO 交换法是生产碳酸二甲酯的 传统工艺,但由于其副产品丙二醇市场空间较小难以消化,2017 年产能无增长。甲醇 氧化羟基化法和 EO 交换法逐渐成为主流。2017-2022 年,甲醇氧化羟基化法和 EO 交换法产能分别从 0 增加至 59 万吨和 32.6 万吨。


PO 交换法受制于丙二醇消纳问题,产能增长有限。丙二醇是 PO 交换法生产碳酸 二甲酯的主要副产品。根据百川盈孚统计,2021 年国内丙二醇产量为 33 万吨,表观消 费量为 26 万吨,行业内产能较多(产能利用率 71%),企业无扩产计划,这约束了 PO 交换法项目的建设。

EO 交换法副产乙二醇,产能消纳问题有所缓解。EO 交换法采用环氧乙烷替代 PO 交换法中使用的环氧丙烷生产碳酸二甲酯,副产物从丙二醇变为乙二醇。乙二醇的 市场规模远大于丙二醇,2021 年国内表观消费量超过 2000 万吨,产能消纳压力相对 较小,但同样存在产能过剩问题,根据百川盈孚统计,2020 年以来乙二醇行业持续亏 损,我们认为一定程度上影响了 EO 交换法项目的盈利能力。考虑到 EO 交换法是四种 碳酸二甲酯生产方法中唯一能产出另一重要溶剂材料碳酸乙烯酯(EC)的工艺,具有 一定不可替代性,近年仍有较多产能投放,2017-2022 年产能从 0 增长至 32.6 万吨。

甲醇氧化羟基化法灵活性强,2017 年以来产能投放较多。与 EO 交换法和 PO 交换法相比,甲醇氧化羟基化法副产物量较少,不存在副产消纳问题。同时该方法的单位 投资成本较低,根据石大胜华招股说明书及华鲁恒升项目投产公告等文件,甲醇羟基氧 化法的单位投资成本仅为 1000-1500 元/吨,远低于 PO 交换法和 EO 交换法。由于灵 活性强的特点,甲醇氧化羟基化法已成为目前企业切入碳酸二甲酯行业采用的首选, 2017-2022 年产能从 0 增长至 59 万吨。

从盈利能力方面考虑,目前 PO 交换法盈利能力更强。根据百川盈孚及石大胜华、 通辽化工等公司环评,综合考虑三种方法原材料和副产品价格,我们测算了 2017-2022 年三种方法的价差。在 2021 年之前,三种方法的价差水平类似,盈利能力相当。2021 年后,由于丙二醇价格大幅上涨以及环氧丙烷价格开始下降,PO 交换法价差水平开始 高于 EO 交换法和甲醇羟基氧化法。


化工企业向下游布局进入碳酸二甲酯行业。目前生产碳酸二甲酯的企业主要包括 石大胜华、华鲁恒升、浙石化等化工企业,大多数拥有甲醇、环氧乙烷、环氧丙烷等上 游原材料产能,向下游拓展进入碳酸二甲酯行业。石大胜华拥有碳酸二甲酯产能 22.5 万吨/年(截至 2022 年 10 月)。华鲁恒升通过改造乙二醇装臵切入碳酸二甲酯领域, 目前拥有碳酸二甲酯产能 30 万吨/年,未来还将建设 60 万吨碳酸二甲酯产能(30 万吨 外售)。

2.2添加剂:VC 和 FEC 应用最广,龙头企业布局新型添加剂

电解液添加剂用量小但效果显著。锂电池电解液添加剂种类众多,在电解液中质 量占比小、单位价值高,能够定向优化电解液各类性能,如电导率、阻燃性能、过充 保护、倍率性能等。使用电解液添加剂是一种低成本、高效率提升电池循环寿命与安 全性的方法,因此被广泛使用。根据添加剂的用途,可将添加剂分为成膜添加剂、阻 燃添加剂、高低温添加剂、过充电保护添加剂、控制电解液中水和 HF(氢氟酸)含量 的添加剂等。

VC、FEC 等成膜添加剂在电解液中应用比例最大。根据华盛锂电招股说明 书,成膜添加剂在电池进行第一次充电反应时,会形成一种固态的电解质界面保护 膜(SEI 膜)。这种保护膜覆盖了石墨负极的“活性点”,从而有效阻止了电解质的 分解过程,改变其可逆容量性能、循环性能和安全性能,同时提高电池的循环寿 命,是电解液中应用最多的添加剂。根据华盛锂电招股说明书援引 QYResearch, 2019 年 VC、FEC、1-3PS 和 VEC 这四种成膜添加剂在电解液添加剂中的市场份 额占比超过 80%。

VC、FEC 由碳酸乙烯酯(EC)制成,属于石油化工产品。VC 和 FEC 原材料是 EO 交换法生产碳酸二甲酯(DMC)的中间体碳酸乙烯酯(EC)。根据华盛锂电招股说明书,在生产 VC 和 FEC 过程中,首先将碳酸乙烯酯(EC)氯化生成氯代碳酸乙烯 酯,再加入溶剂和三乙胺,提纯后的得到 VC;加入溶剂和氯化钾,提纯后得到 FEC。


电解液添加剂需求持续增长。我们认为随着新能源汽车等下游行业规模的不断扩 大以及锂电池对安全性、循环寿命和能量密度要求的提升,电解液添加需求量将会逐步 增加。根据华盛锂电招股说明书援引 QYRESEARCH 数据,2021 年全球电解液添加剂 需求约 2.07 万吨,2026 年将上升至 6.27 万吨,CAGR=24.81%;2021 年国内电解液 添加剂需求约 1.49 万吨,2026 年将上升至 4.90 万吨,CAGR=26.88%。

2026 年全球电解液添加剂市场规模接近百亿。根据百川盈孚,2020-2022 年电解 液添加剂价格一般在 15 万元/吨左右,2021 年由于供需偏紧,价格上升至约 50 万元/ 吨。2022 年后逐渐回落。截至 2022 年 8 月 1 日,VC 价格为 13 万元/吨,FEC 价格为 16.5 万元/吨。以 15 万元/吨计算,预计 2026 年全球电解液添加剂市场规模约 94 亿 元,国内电解液添加剂市场规模约 74 亿元。

中国企业占据电解液添加剂主要市场。中国企业在电解液添加剂领域布局较早, 目前已实现电解液添加剂的国产化。根据 EVTANK 数据,2020 年国内企业在全球添加 剂市场的市占率达到 86%,日韩企业仅占 14%;国内市场基本被华盛锂电、瀚康化工 (新宙邦子公司)、苏州华一(奥克股份参股子公司)、青木高新、浙江天硕(天赐材料 子公司)等几家企业占据。

华盛锂电是国内 VC、FEC 市场龙头企业。根据 EVTANK 数据,2020 年华盛锂电 在国内 VC 市场和 FEC 市场的份额均居第一,分别为 31%和 49%;瀚康化工(新宙邦 子公司)在 VC 市场和 FEC 市场的市场占有率分别为 14%和 27%,位居第二。


电解液企业加速进入添加剂行业,未来竞争格局或发生改变。根据天赐材料和新 宙邦发布的项目公告和环评报告,天赐材料规划建设 VC 产能 20000 吨,新宙邦规划 建设 VC 产能 10000 吨,FEC 产能 8000 吨。除此之外,天赐材料和新宙邦还布局了 LiDFOP、TMSP 等可提升高镍三元电池性能的新型成膜添加剂产能,未来电解液添加 剂行业竞争格局可能发生改变。

硫酸乙烯酯(DTD)有助于形成薄而均匀的 SEI 膜。硫酸乙烯酯(DTD)是一种 SEI 成膜添加剂,可抑制电池初始容量的下降,增大初始放电容量,减少高温放臵后 的电池膨胀,提高电池的充放电性能及循环次数。作用原理是在电解液中生成 Li2SO4,保护 SEI 膜中的 Li2CO3不与锂发生反应。在 SEI 膜形成的初始阶段,电解质 分解形成 Li2CO3等物质。与 Li2CO3接触的锂金属表面会发生反应生成 Li2O 和 LiCx, 使 SEI 层的厚度不断增加,降低电池循环寿命。加入硫酸乙烯酯(DTD)和 PS 后, 反应会生成 Li2SO4和 Li2O 包裹在 Li2CO3表面,抑制 Li2CO3的进一步分解,使得 SEI 膜薄而均匀,从而提高锂电池的循环稳定性。

二氟双草酸磷酸锂(LiDFOP)能显著提升高镍三元电池性能。二氟双草酸磷酸锂 (LiDFOP)是一种新型功能锂盐,通常以六氟磷酸锂(LiPF6)和草酸为原料在非水 溶剂中合成,具有对正负极双重修饰作用,在电解液中加入后可形成稳定且电阻率较低 的 SEI 层。在高镍材料与硅碳组成的全电池中,使用 LiDFBP 不仅有助于提升电池的 能量密度、库伦效率、循环稳定性,在热失控通过率方面也有明显改善,未来应用前景 广阔。 二氟磷酸锂(LiPO2F2)可同时改善 SEI 膜和三元正极材料性能。二氟磷酸锂 (LiPO2F2)可在负极表面形成高电导、低阻抗、高稳定性的 SEI 膜,改善电池的倍率 性能,还可同时提高三元正极材料的电化学性能,在商业化电解液体系中得到广泛应 用。其作用机理是形成富含 LiF 和磷酸化合物的 SEI 膜,从而提高 SEI 膜的导电性。 三(三甲基硅烷)磷酸酯(TMSP)可改善高镍三元材料高电压循环性能。三 (三甲基硅烷)磷酸酯(TMSP)能在高镍三元正极材料(LNMC811)表面氧化分 解,生成一层主要由硅酸盐(富含导锂离子性能好的)和无机碳酸锂(电化学稳定) 组成的正极固体电解质界面(CEI)膜。由于其中电解液分解产物(有机碳酸锂和氟化锂) 含量较少,加入 TMSP 后形成的 CEI 膜薄而均匀,能够很好降低充放电过程的极化电压,隔离电解液和正极的接触,减少电解液分解,抑制金属离子的溶出,稳定正极晶 体结构,使 LNMC811 材料能够在 4.5 V(vs Li/Li+)高电压循环时仍然保持良好的循环 性能和倍率性能。

双草酸硼酸锂(LiBOB)可提高电池安全性 。双草酸硼酸锂(LiBOB)的热稳定性较 高,分解温度为 302℃,可在负极形成稳定的 SEI 膜。根据赵阳雨等的《双草酸硼酸锂 的合成及性能研究》,在有 LiBOB 的电解液中,碳负极表面首先形成 LiBOB 重排的产 物三角形硼酸酯(B03)和草酸酯类化合物,这些物质可以与溶剂还原产物结合,提高 SEI 膜的稳定性,使 SEI 膜更有韧性、形态更加均匀和密实,从而大大提高石墨类负极材 料在电解液中电化学性质。 二氟草酸硼酸锂(LiODFB)结合 LiBF4和 LiBOB 两种添加剂优势。根据王建萍的 《新型锂盐二氟草酸硼酸锂制备工艺研究进展》,二氟草酸硼酸锂(LiODFB)具有四氟 硼酸锂(LiBF4)和双草酸硼酸锂(LiBOB)各一半结构,因此结合了两种锂盐的优势,既有 LiBOB 的高温性能,又有 LiBF4的低温性能,使用的温度范围很宽。同时,LiODFB 在 链状碳酸酯溶剂中的溶解度比较大,电导率高,成膜性能也很好,具有很好的循环性 能,已成为锂离子电池电解液的重要组成材料,在动力电池领域应用前景广阔。

2.3溶质:六氟磷酸锂为主流,双氟磺酰亚胺锂方兴未艾

溶质锂盐在电池内部承担传输离子的作用,质量占比 10%-12%,成本占比 40%- 50%。良好的电解质锂盐具有如下特点:(1)较高的溶解度和较低的解离能;(2)良好的 电化学稳定性;(3)良好的固态电解质界面层成膜性能;(4)经济效益高,环境友好;(5) 良好的钝化铝集流体。 六氟磷酸锂是电解液中主流锂盐。典型锂盐包括六氟磷酸锂(LiPF6)、六氟砷酸 锂(Li⁃AsF6)、高氯酸锂(LiClO4)等,但 LiClO4具有较高的危险性;LiAsF6 毒性强 且成本高昂,因此这两种锂盐应用得很少,LiPF6由于其良好的离子导电性能,出色的 化学稳定性和较低的环境污染而成为最常用的电解质锂盐。 2030 年六氟磷酸锂市场规模有望突破千亿。假设溶质在电解液中质量占比 10% 的,可推算得到 2021 年、2025 年、2030 年全球六氟磷酸锂需求量约为 6、22、55 万吨,中国六氟磷酸锂需求量约为 5、18、47 万吨。根据 Wind,2016/4/19-2022/8/4 六氟磷酸锂均价为 22.75 万元,预计 2025 年全球六氟磷酸锂市场将达 492 亿元, 2030 年将达 1248 亿元;2025 年国内六氟磷酸锂市场将达 419 亿元,2030 年将达 1060 亿元。


HF 溶剂法为制备六氟磷酸锂传统工艺,天赐材料引进有机溶剂法具备优势。HF 溶剂法是制备 LiPF6的传统工艺,采用无水 HF 为溶剂,将 LiX (主要是 LiF)溶解于其 中,然后直接通入含磷的物质(磷源),经过反应后蒸发结晶提纯得到产品。该工艺的总 体优势是反应速度快、原材料转化率高。缺点在于以 HF 为溶剂,对设备的防腐措施和材质要求以及生产的安全措施要求均高,以及工艺为深冷工艺,能耗较大。天赐材 料从美国引进独家许可的有机溶剂法技术,在自行吸收创新的基础上独立完成工程放 大。有机溶剂法省去了反复干燥、结晶等过程,有效降低了制造成本,且反应不在强 腐蚀性的 HF 中进行,对设备抗腐蚀性要求明显降低。

天赐材料凭借技术优势成为六氟磷酸锂行业龙头。天赐材料采用有机溶剂法生产 液态六氟磷酸锂,在成本、工艺流程等方面具备优势,2017 年以来持续扩产,目前已 成为行业龙头,产能达到 32000 吨/年。多氟多、江苏新泰、永太科技等企业近年来也 在持续扩张产能,行业向头部集中趋势明显。

LiFSI 性能优于 LiPF6,未来有望成为主流。LiPF6的热稳定性差,容易被水分 解,难以满足对高性能锂离子电池的需求。因此,双氟磺酰亚胺锂(LiFSI)等新型锂 盐的开发受到越来越多关注。与 LiPF6 相比,LiFSI 有高导电率、高化学稳定性、高热 稳定性的优点,更契合未来高性能、宽温度和高安全的锂电池发展方向,以 LiFSI 为 锂盐的电解液更能满足未来电池高能量密度以及宽工作温度的发展需求,是替代LiPF6 的最佳选择。


LiFSI 壁垒在于提纯、资质和验证。LiFSI 合成方法分为三步:(1)采用氯磺酸、 磺酰胺和二氯亚砜生产双氯磺酰亚胺或外购双氯磺酰亚胺;(2)将双氯磺酰亚胺利用 氟化剂氟化得到双氟磺酰亚胺,(3)利用氟化锂等碱金属盐对双氟磺酰亚胺进行锂化 反应,得到双氟磺酰亚胺锂。 壁垒主要在以下三个方面:(1)提纯。LIFSI 产品合成 技术难度并不高,但提纯非常困难;(2)资质。双氟磺酰亚胺锂 生产过程中生成氟化 氢、氯化氢等气体,同时生产工艺含氟,是无色无味有剧毒的气体,生产资质申请困 难;(3)验证。下游客户双氟磺酰亚胺锂对技术标准要求较高,需要较长时间的检测 与试用验证。

各企业积极布局 LiFSI。根据康鹏科技招股说明书,截至 2021 年末,布局 LiFSI 数量已达到 15 家,计划扩产产能超过 10 万吨。其中既包括天赐材料、新宙邦等电解 液全产业链布局企业,也包括多氟多、石大胜华等专注电解液产业链中某一环节的企 业。我们认为未来 LiFSI 渗透率将持续提升,产业链相关企业会受益。

3.隔膜:行业技术壁垒较高,中国有望实现进口替代

隔膜是锂电池不可或缺的核心组件。对于电池的安全性、热稳定性、循环性能、 能量密度皆具有重大影响,在锂电池中主要起两个作用:第一是作为绝缘层,防止因 正负电极相接触而导致的锂电池内部的短路;第二是作为半透层,阻止体积较大分子 通过,允许小体积的带电离子通过,提高正负电极附近的浓度差,有利于离子的扩 散,从而提高锂电池的存储效率。


隔膜生产分为干法和湿法两种工艺。干法工艺主要以聚丙烯(PP)为原料,通过 将聚烯烃薄膜进行单向或双向拉伸形的方式形成允许带电离子通过的微孔,因此称为 干法;湿法工艺主要以聚乙烯(PE)为原料,通过加入成孔剂的方式形成微孔,工艺 中需要用到石蜡油等液体,在拉伸工艺后还需使用溶剂将残留的石蜡油和成孔剂萃取 移除,因此被称为湿法。

湿法隔膜综合性能优于干法,但在热学稳定性上有所不足。根据星源材质可转换 公司债券募集说明书,通常从一致性、稳定性和安全性三个角度评价隔膜性能。由于 湿法隔膜原料 PE 本身强度比 PP 更高,且在工艺过程中可对隔膜从 MD、TD 方向进 行更大倍数的拉伸,从而获得更高 MD/TD 拉伸强度和更薄的产品,因此湿法隔膜在一 致性、力学稳定性和安全性三方面均强于干法隔膜。在热学稳定性方面,由于 PE 原 料熔点低于 PP 原料,在 110℃/1H 的温度环境下就会产生较大皱褶,因此湿法隔膜的 热学稳定性和热失控性不如干法隔膜。

湿法隔膜通过涂覆改善热学稳定性。根据矩大锂电,由于湿法隔膜在热学稳定性 上有所不足,目前主要通过涂覆工艺进行改进。在隔膜表面增加一层涂覆层后,既可 提高隔膜的热稳定性,又能增加隔膜对电解液的润浸性,还可以阻止和降低隔膜氧 化,从而提高电池的循环寿命。湿法+涂覆技术在保留了湿法隔膜高机械强度优异性能 的同时,改善了湿法隔膜本身存在的隔膜熔点低、安全性差等缺陷,使其更适用于制 备高能量密度动力锂电池。 无机涂覆材料为市场主流的涂覆材料。根据壹石通招股说明书,可根据涂覆材料 种类将涂覆隔膜分为无机涂覆、有机+无机涂覆和有机涂覆三个种类,目前以勃姆石、 氧化铝为主要涂覆材料的无机涂覆较以聚偏氟乙烯(PVDF)、芳纶为代表的有机涂覆和有机无机混合涂覆技术更加成熟。根据《中国锂离子电池隔膜行业白皮书(2020 年)》,2019 年中国锂电池涂覆材料出货量为 1.55 万吨,其中无机涂覆材料出货 1.4 万 吨,占比达 90.32%,有机涂覆材料、有机和无机结合的涂覆材料占比不到 10%。

湿法隔膜与干法隔膜未来将长期共存。干法隔膜优势体现在生产成本较低、未来 适用于储能领域、消费电池领域以及磷酸铁锂类动力电池领域;湿法隔膜的优势主要 体现在轻薄性上,“湿法基膜+涂覆层”隔膜被认为更合适于制造高能量密度的动力电 池。根据星源材质落实函回复公告,2022-2025 年,全球湿法隔膜需求量将从 59 亿平 方米增长至 205 亿平方米,干法隔膜需求量将从 23 亿平方米增至 56 亿平方米。


2025 年全球隔膜市场规模接近 300 亿元。根据 Wind 统计,2016 年以来,由于 技术进步以及产能增长,隔膜市场竞争日趋激烈,隔膜价格呈现下降趋势。2020 年以 来,湿法隔膜市场均价稳定在 1.2 元/平米左右,干法隔膜市场均价稳定在 0.9 元/平米 左右,以此为依据估算 2025 年隔膜市场规模,预计 2025 年全球湿法隔膜市场将达到 246 亿元,干法隔膜市场规模将达到 50.4 亿元。

中国隔膜市场向头部集中,未来将实现进口替代。全球隔膜竞争格局主要由中 国、韩国、日本和美国四个国家主导,市场份额分别为 43%、28%、21%和 6%。近年来中国企业扩产速度较快,份额提升明显,预计隔膜未来有望成为继负极、电解液 之后第三个实现全面出口的锂电中游材料。在行业内部,向头部集中趋势明显, 2021 年中国湿法隔膜 CR3 已达到 76%,干法隔膜 CR3 已达到 70%。

隔膜市场向龙头集中原因有以下两点:

(1)隔膜核心设备生产周期较长,龙头通过协议锁定设备供应,通过改装积 累 know-how,获得先发优势

隔膜设备生产周期较长,龙头通过协议锁定供应。主流锂电池隔膜厂商普遍选 用核心进口设备(设备厂商主要在日本和德国),而设备厂产能有限,难以短期扩 产。根据恩捷股份非公开发行股票反馈意见回复报告,一般情况下一条生产线的生 产周期为 9-12 个月,考虑设备厂商产能不足,实际交付周期可能会延长,生产完 成后的测试周期至少还需要 3-6 个月的时间。恩捷股份通过与全球规模最大、品质 最好的设备供应商日本制钢所签订了协议,锁定其绝大部分产能来保证了恩捷未来 几年持续大规模扩张的设备供应。 设备改装积累 know-how。根据恩捷股份反馈意见回复报告,恩捷股份在收 到日本制刚所设备后又进行了许多调试改良并配备了许多检测设备,以保证生产的 效率和质量。上海恩捷对于其第一条生产线调试时间长达 3 年,此后上海恩捷所投 产的新生产线均在之前的生产线调试经验上持续改良、迭代升级。在设备改良中, 企业可以通过多种方法降低成本,积累 know-how,如:(1)改进配方。恩捷股份 经过改良配方后采用的聚乙烯价格较原型号的聚乙烯价格下降 4-5%;(2)降低单耗。恩捷股份在辅料循环利用等技术上持续提升,大幅降低对天然气、水、白油等 原材料单耗。(3)改进工艺,增加良品率;(4)提高设备幅宽和转速,增加有效 产能。随着 know-how 持续积累,公司逐渐建立自身成本和质量优势,获得客户订 单持续增加,这又可以帮助公司减少产线的切换次数,降低切换成本,提升产线的 实际产量和产能利用率,从而形成正反馈。

(2)验证壁垒,具备先发优势

隔膜壁垒:验证。隔膜厂商与供应商的认证过程较长,企业若未经下游电池厂 商认证无法向其供货。国内电池厂商需要 9-12 月认证时间,海外电池厂商需要 18-24 月的认证时间。

4.负极材料:人造石墨占据主流,硅基负极未来可期

负极材料目前以人造石墨为主,硅基负极是未来趋势。负极是由负极活性物质碳 材料或非碳材料、粘合剂和添加剂混合制成糊状胶合剂均匀涂抹在铜箔两侧,经干 燥、滚压而成。锂离子电池能否成功地制成,关键在于能否制备出可逆地脱/嵌锂离子 的负极材料。就当前的市场而言,在大规模商业化应用方面,负极材料以人造石墨为 主,但由于其材料克容量已接近理论克容量,提升空间较小。在此背景下,克容量高 达 4200mAh/g 左右的硅基负极材料成为各大负极厂商重点研究对象。尽管目前硅基负 极材料还存在体积变化大等缺陷,但未来随着动力电池能量密度要求的提高,硅基负 极搭配高镍三元材料体系将成为发展趋势。除人造石墨和硅基材料外,其他类型负极 材料还包括钛酸锂、硬碳、碳纳米管等,由于存在克容量低、合成难度大等问题应用 受限,难以大规模产业化。


2025 年中国负极材料出货量将达 271 万吨,2030 年将达 705 万吨。根据 EVTANK 和伊维经济研究院《中国负极材料行业发展白皮书(2022 年)》,随着新能源车 渗透率提升,2025 年中国负极材料出货量将达到 271 万吨,2021-2025 年 CAGR 为 37%;2030 年,出货量将达 705 万吨,2021-2030 年 CAGR 为 28%。

2021-2025 年人造石墨将保持主流地位,硅基材料产业化后出货量将大幅增长。 从细分种类来看,2021 年,人造石墨出货量 61 万吨,天然石墨出货量 10 万吨,硅基 材料产业化程度较低,出货量仅 1.1 万吨。假设 2025 年人造石墨占负极材料出货量的 80%,硅基材料占总出货量的 5%,预计 2025 年人造石墨出货量将达 216 万吨,硅基 材料出货量将达 13.53 万吨,2021-2025 CAGR 为 87%。

预计 2025 年中国负极材料市场规模将破千亿。根据百川盈孚,2018-2022 年, 负极材料市场均价约为 5 万元/吨,以此乘以中国负极材料出货量预测,可推算得到 2021 年国内负极材料市场约为 390 亿元,预计 2025 年将增长至 1353 亿元,2030 年 将增长至 3527 亿元。

中国是全球负极主产国,行业内呈现“四大三小”格局。根据贝特瑞募集说明书 援引高工锂电、鑫椤资讯数据,全球电池负极材料生产企业主要分布于中国,2021 年 全球负极材料出货量为 88.27 万吨,中国锂电池负极材料企业共出货 81.59 万吨,占 全球市场份额比重达 92.43%。

4.1人造石墨:改进石墨化工序是降本重点

人造石墨原材料为石油焦和针状焦,通过改性造粒、石墨化等流程加工而成。根 据尚太科技招股说明书,人造石墨原材料为针状焦、低硫锻后石油焦和普通石油焦, 通过破碎、改性造粒、焙烧等六个步骤加工而成。根据翔丰华募集说明书,负极生产 工艺中的改性造粒、石墨化和包覆炭化三个环节技术含量较高,能够体现行业的技术 门槛和企业生产水平,行业领导者的技术领先性主要体现在二次造粒,炭化包覆、二 次包覆和掺杂改性等工序程序上。


人造石墨成本中制造费用和加工费占比较高,主要来源于石墨化工序。由于负极 材料加工工艺流程较多,且在加工过程中能耗较大,成本结构中制造费用占比较大。 根据贝特瑞问询函回复,2019 年贝特瑞负极材料成本中原材料仅占 51%,剩余 49% 为加工费、直接人工和制造费用。根据凯金能源招股说明书,石墨化是负极生产中成 本最高的工序,单位成本达 12000 元/吨,远超破碎、炭化等。

石墨负极降本手段之一:石墨化一体化。根据璞泰来非公开发行 A 股准备工作告 知函的回复,石墨化占人造石墨成本的 30%以上,上市工厂通常采用委外加工方式生 产。随着负极材料厂商的市场集中度不断提升,石墨化加工成为负极材料厂商的产能 提升瓶颈,故包含石墨化加工的一体化负极材料生产成为主要趋势。 石墨负极降本手段之二:工艺和设备改进。根据SMM 钴锂新能源和高风杨等《负 极材料石墨化主流工艺及技术要点》,目前石墨化主要包括间歇式和连续式两种加工工 艺,间歇式工艺主要采用艾奇逊炉和厢式炉,连续式工艺主要采用连续式石墨化炉。 目前艾奇逊石墨化炉使用最普遍,箱式炉和连续石墨化炉是近几年新开发的新型炉 型,在电单耗方面低于艾奇逊石墨化炉,具有较大降本空间。

4.2硅基材料:生产流程与人造石墨相似,改性是生产难点

硅基负极生产流程与人造石墨类似。以翔丰华生产硅碳负极为例,根据翔丰华招 股说明书,硅碳负极生产包括粗磨、细磨、配料、石墨化等环节,与人造石墨生产流 程类似。主要区别在于硅碳负极生产中需要加入硅粉等硅源,与碳粉按比例混合后形 成复合浆料进行加工。


改性是硅基负极材料生产难点。根据高工锂电,由于硅负极在嵌脱锂循环过程中 会发生严重的体积膨胀和收缩,造成材料结构的破坏和机械粉碎,导致电极循环性能较 差,因此研究人员在对硅基负极材料进行了大量的改性研究,具体手段包括硅的纳米 化、硅的复合化、硅的多孔化等等,以解决硅在充放电过程中体积变化过大的问题。实 验证明,单一的改性手段难以使硅基负极达到商业化要求,必须通过多种手段复合改 性,并开发新型的工程技术,才能实现硅基负极材料的可控制备。

硅碳复合负极材料和 SiO 负极材料是目前主流硅基复合材料。根据凯金能源招股 说明书,未来最有希望实现较大规模应用的硅基负极主要有 SiO、硅碳复合负极材料 及硅基合金负极材料三大类。硅碳复合负极材料以及 SiO 负极材料的工艺相对成熟, 综合电化学性能较优,是目前最为主流的硅基负极材料。硅基合金负极材料相对碳负 极材料克容量提升效果明显,但因为其工艺难度高、生产成本高,且首次充放电效率 较低,目前尚未大规模使用。

5.正极材料:三元材料和磷酸铁锂是目前主流

正极材料是锂离子电池中主要的锂离子来源,在锂电池充电过程中,锂离子从正 极脱嵌通过电解液进入负极,放电时则相反。正极材料是电池材料中产值最高的环 节,占比材料成本约 40%,其价格与性能对锂电池影响较大。 商业化正极材料主要包括三元材料、磷酸铁锂、钴酸锂和锰酸锂四类。钴酸锂钴 含量过高,价格昂贵,主要应用于 3C 领域;锰酸锂能量密度低,循环寿命短,主要应 用于小动力及新能源专用车领域。磷酸铁锂和三元材料是目前动力电池使用的主流正 极材料,其中三元电池比容量比磷酸铁锂电池更高,但安全性和稳定性不如磷酸铁锂 电池。

三元材料和磷酸铁锂是锂电池正极材料主流。锂电池正极材料行业在 2014 年前 以钴酸锂为主导。随后,磷酸铁锂以其成本低、高循环次数、安全性好、环境友好的 优势异军突起,抢占主要市场份额。2015 年之后三元正极材料开始发展起步,以其高 能量密度的优势借助政府补贴政策的东风迅速席卷汽车动力电池市场。2021 年以来, 随着补贴政策的逐步退坡,消费者价格敏感性使得磷酸铁锂正极材料在中低端乘用车 市场的份额逐步提升,与三元正极材料形成互补。根据 evtank 搜狐号数据,2021 年 中国三元材料出货量达 42 万吨,占比约 39%,磷酸铁锂出货量大 45 万吨,占比约 41%。鉴于三元材料和磷酸铁锂细分市场定位的差异以及各自优劣势的互补性,我们 预计未来两者将共同主导锂电池正极材料产业发展。


5.1三元材料:向高镍低钴发展,对生产工艺要求持续提升

三元材料根据镍含量分为低镍、中镍、中高镍和高镍四类,能量密度依次提升。 三元材料主要指以镍、钴、锰或镍、钴、铝为原料制成的三元复合正极材料,根据镍 含量的差异,当前行业主流的三元正极材料可以分为低镍(以 NCM333 等 3 系为 主)、中镍(以 NCM523 等 5 系为主)、中高镍(以 NCM613、NCM622 等 6 系为 主)和高镍(以 NCM811 等 8 系为主),能量密度随着镍含量的提高而提升。

三元材料由前驱体和碳酸锂/氢氧化锂制成。三元正极材料产业链涉及环节较多, 产业链结构较为复杂,自上而下可分为三个环节:上游镍、钴、锰、锂与其他辅料供 应商、中游前驱体与三元正极材料制造商、下游锂电池生产厂。在实际生产中,三元 材料由三元前驱体(氢氧化镍钴锰)和碳酸锂/氢氧化锂混合后,经烧结、包覆、筛分 等工艺后制成。

三元材料市场竞争格局较分散。根据长远锂科募集说明书,中国三元材料市场集 中度相对较低。2021、2020 年生产三元材料企业前五名占比均为 52%左右。容百科 技占比 14%,位居第一,巴莫科技、长远锂科、当升科技等紧随其后,市场份额均为 10%左右,各厂商之间的差距相对较小。


高镍、低钴是未来三元材料发展趋势,对生产工艺要求持续提升。在三元材料成本构成中,钴材料成本占比较大。为降低锂电池成本,正极材料将向着高镍、低钴或 无钴化的方向发展。以目前市场产品型号为例,从 3 系到 8 系三元材料,镍含量持续 提升,钴含量一直在降低,在提升锂电池能量密度的同时,有效降低三元材料对钴金 属的依赖,满足降低锂电池成本和新能源汽车长续航里程的需求。与低镍和中低镍三 元相比,高镍三元材料以 8 系前驱体和氢氧化锂为原材料,需要经过三次烧结,每吨 生产需要 128 个工时,在原材料要求和工艺复杂程度方面均高于低镍和中低镍三元材 料。

预计 2025 年高镍三元将成为主流,出货量达 173 万吨。根据容百科技问询函回 复公告援引 GGII 及高工锂电网数据,2020 年全球高镍三元出货量约 14 万吨,约占三 元整体出货量的 33%,预计 2025 年高镍三元出货量将达 173 万吨,占三元整体出货 量的比例将达到 58%。

容百科技和长远锂科在高镍三元领域处于领先地位。根据天力锂能招股意向书, 目前国内天力锂能、容百科技、当升科技等企业均在高镍三元领域进行布局。其中容 百科技和长远锂科出货量达到万吨级/年,在行业内处于领先地位。天力锂能、当升科 技等出货量为千吨级/年,厦钨新能出货量低于 100 吨/年。

5.2磷酸铁锂材料:磷酸锰铁锂是未来升级方向

磷酸铁锂在安全性、生产成本及循环性能方面优于三元材料。磷酸铁锂是一种橄 榄石结构的磷酸盐,主要用于锂离子动力电池和储能锂离子电池的正极材料。根据 《德方纳米:2021 年度向特定对象发行股票并在创业板上市募集说明书》,与三元材 料相比,磷酸铁锂的主要优势体现在安全性、生产成本及循环性能上。在安全性方 面,磷酸铁锂分解温度高于三元材料,且分解时不产生氧气,燃烧不如三元材料剧 烈;在生产成本方面,三元材料的原材料钴盐、镍盐在中国可开采储量小,供应较为 紧张,而磷酸铁锂主要原材料铁源和磷源在中国较为丰富,使得磷酸铁锂显示出明显 成本优势;在循环性能方面,磷酸铁锂的晶格结构比三元材料更稳定,锂离子嵌入和 脱出对晶格的影响不大,因此具有良好的可逆性。磷酸铁锂电池单体电芯的循环寿命 在 3000 次以上,三元材料电池单体电芯的循环寿命仅为 1500 次以上。 磷酸铁锂由磷酸铁前驱体和锂源制成。磷酸铁锂正极材料产业链主要分为上游 磷、铁、锂供应商、中游磷酸铁前驱体及磷酸铁锂正极材料制造商和下游电池生产厂 商三个环节。在生产过程中,首先将铁源、磷源和其他材料混合并加工,制成磷酸铁 前驱体,再将磷酸铁前驱体和锂源经过烧结等工艺制成磷酸铁锂。


2025 年全球磷酸铁锂出货量将达 287 万吨,市场规模约 2066 亿元。根据《湖南 裕能会计师事务所第二轮回复意见》,湖南裕能预计 2025 年全球动力电池出货量为 1550GWh。储能电池出货量为 416Gwh,对应磷酸铁锂材料需求 287 万吨。根据百川 盈孚,2017-2022 年磷酸铁锂材料市场均价约为 7.2 万元/吨,相乘可计算算得 2025 年全球磷酸铁锂市场规模有望达到 2066 亿元。

磷酸铁锂竞争格局优于三元材料。根据长远锂科募集说明书援引中国电池工业协 会数据,2021 年中国磷酸铁锂市场 CR5 约为 70%,湖南裕能占比 25%,位居第一; 德方纳米占比 20%紧随其后,融通高科、龙蟠科技、湖北万润等占比均在 10%以下。

6.铜箔:复合铜箔相比传统铜箔优势突出

锂电池铜箔是锂电池负极材料集流体的主要材料。集流体的作用是将电池活性物 质产生的电流汇集起来,以便输出较大电流。锂电池的生产工艺、成本和性能与作为 集流体的锂电池铜箔密切相关。根据锂电池的工作原理和结构设计,负极材料需涂覆 于集流体上,经干燥、辊压、分切等工序,制备得到锂电池负极片。为得到更高性能 的锂电池,集流体应与活性物质充分接触,且内阻应尽可能小。锂电池铜箔由于具有 良好的导电性、质地较软、制造技术较成熟、成本优势突出等特点,是锂电池负极集 流体的首选。 铜箔生产分为溶铜造液、生箔制造与防氧化处理、分切包装三个环节。集流锂电 池铜箔以纯铜与硫酸为原材料,在生产中分为溶铜造液、生箔制造与防氧化处理、分 切包装三个环节。首先,将铜与硫酸反应生成硫酸铜溶液,再经过滤、净化、调温等 工艺,制备出高纯度电解液,然后再对电解液进行电解生成原箔,对原箔进行酸洗和 表面防氧化处理后卷绕为铜箔卷,最后进行分切包装制成铜箔。

在确保安全性前提下,锂电池铜箔约薄越好。对于锂电池铜箔而言,厚度为其主 要性能指标之一,厚度越薄,单位面积铜箔质量越轻,电池能量密度越高;但随着锂 电池铜箔产品厚度变薄,产品单位宽度抗张能力与箔面抗压变形能力降低,铜箔断裂 或出现裂缝的可能性相对较大,可能影响锂电池的安全性。为此,在确保电池安全性 的前提下,锂电池铜箔厚度越薄,质量越轻,单位质量电池所含有的活性物质越多, 电池容量越大。此外,铜箔厚度的均匀性、抗拉强度、表面润湿性等特性,都决定着 锂电池铜箔能否商用,对其容量大小、良品率的高低、电阻的大小、使用寿命具有直 接影响。


锂电铜箔厚度越薄,技术含量越高。根据中一科技招股说明书,公司双面光 4.5μm 和双面光 6μm 锂电铜箔产品具有较良好的综合物理特性,适用于较高质量锂离 子电池制造,但生产难度和工艺成本与双面光 7-12μm 和单面光锂电铜箔产品相比较 高,因而主要用于要求较高的新能源汽车用动力电池领域。双面光 7-12μm 主要应用 于未对锂电铜箔性能有较高要求的场景。

2021-2025 年全球锂电铜箔需求 CAGR 达 44%,薄铜箔渗透率持续提升。根 据嘉元科技第二轮审核问询函之回复报告援引 GGII、Marklines、SNEResearch 等数据,2021 年全球锂电池铜箔需求量约为 29.68 万吨,2025 年将增长至 126.08 万吨,CAGR 达 44%。其中 8µm 及以上厚度锂电铜箔占比将从 44%下降 至 19%,4.5µm 及以下厚度锂电铜箔占比将从 5%上升至 33%,6µm 厚度锂电铜 箔占比保持在 50%左右。

国内锂电铜箔集中度较高。根据铜冠铜箔招股说明书,诺德股份和嘉元科技在 国内锂电铜箔市场占有率较高,2018-2020 年保持在 20%以上。中一科技和铜冠 铜箔市场占有率保持在 10%左右。其他厂商市场占有率合计约在 20%-30%之间。

复合铜箔是新一代铜箔技术。根据艾邦锂电产业网,复合铜箔主要由 3 部分组 成,中间一层为 PET、PP、PI 等材质的基层薄膜,薄膜两侧为厚度 1μm 左右的 铜。复合铜箔与传统铜箔制造工艺不同。传统铜箔主要是由辊压或电解工艺生产得 到;复合铜箔是在厚度 3.5-6μm 的塑料薄膜表面采用磁控溅射或真空蒸镀的方 式,制作一层 20-80nm 的铜金属层,然后通过水电镀的方式,将金属层加厚到 1 μm,制作总厚度在 5.5-8μm 之间的复合金属箔,用以代替 6-9μm 的电解金属 箔。


与采用传统铜箔的锂电池相比,采用复合铜箔的锂电池具备以下三点优势: (1)能量密度更高;(2)安全性更强;(3)降本空间更大。 复合铜箔提供了一种不需薄化就可增加电池能量密度的方法。减轻材料重量可 提高电池能量密度。目前 1GWh 电池大概需要正负集流体各 1000 万平方米,面积 比例固定;锂电体系最好的集流体是铝和铜,密度不会改变,传统方法只能通过薄 化降低铜箔重量,增加能量密度。但越薄的铜箔抗压强度越差,不可无限制薄化。 复合铜箔中间是 4μm 薄膜,正反两面各 1μm 的铜箔,总厚度 6μm, 但重量仅 相当于 2.4μm 的传统铜箔,能在保持合理厚度的同时提升了电池的能量密度。 复合铜箔安全性强于传统铜箔。电池反复使用后,其中的金属材料会疲劳断 裂,断裂后会在边缘形成小刺,小刺方向随机,有可能刺穿隔膜,发生短路,造成 电池起火。PET 铜箔不容易断裂,即使断裂,1μm 镀铜的量也无法刺穿隔膜,可 降低短路起火的风险。

复合铜箔降本空间大。PET、PP、PI 等基层薄膜的价格比铜更低。根据艾邦 锂电产业网,复合铜箔中原材料成本占比约 40%~50%,低于传统电解铜箔的 78%。按照 2022 年 8 月铜价估算,量产后复合铜箔单位生产成本约为 3.1 元/平米 左右,低于电解铜箔成本,且随着设备环节的技术进步,成本仍有较大下降空间。

(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

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上一个交易日,美国7月8日当周初请数据录得下滑,美联储主席耶伦参议院听证会重申众议院讲话内容,并进一步肯定了当前经济回暖的趋势,提振了美元指数市场,工行纸白银价格连涨走势遭终结,日跌幅逾1.29%。今日工行纸白银市场迎来周线收官,在美联储主

水泥行业承压Q4或弱反弹碳交易体系加速行业集中度提升|行业动态

财联社10月31日讯(记者 汪斌)在煤炭价格大涨、疫情影响、资金紧张等多重因素叠加影响下,今年前三季度水泥企业出现产品销量下滑、售价下跌现象,业绩表现普遍不佳。多位行业人士对财联社记者表示,今年“金九银十”行情落空,预计四季度水泥行情较三季

万科主席郁亮:房地产行业正回归普通行业,钱比过往更金贵

澎湃新闻记者 计思敏6月30日,万科企业股份有限公司(000002.SZ,02202.HK)2020年股东大会在深圳召开,董事会主席郁亮、总裁及首席执行官祝九胜、执行副总裁及财务负责人韩慧华、董秘朱旭等出席会议。会上,针对投资者关心的股价下

户用光伏整县推进部分地区走偏?行业建议多给民营企业参与机会,确立行业安全标准

华夏时报(www.chinatimes.net.cn)记者 陆肖肖 北京报道去年以来,在整县推进的拉动下,户用光伏走上了发展的快车道。5月10日,2022年中国户用光伏发展峰会成功举办,在本次以“屋顶上的革命,户用光伏大爆发”为主题的论坛上

共创行业聚变!海康机器人助力医药行业快速落地仓储自动化

随着医药行业的不断发展、医疗电商、医药新零售等模式的逐渐兴起,医药流通正迎来重大变革。订单碎片化逐渐凸显、对订单履约的时效性、准确性提出更高的要求。同时由于药品的特殊性,对仓储环境、出入库环节都要求极高,新冠疫情的出现,更加快了这一进程。诉

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