锂电池材料行业分析报告.docx
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锂电池材料行业分析报告
锂电池材料行业
分析报告
一、新能源汽车发展顺利，特斯拉异军突起
1、新能源汽车多元发展，我国电动汽车示范推进顺利
新能源汽车是指采用非石化能源形式如电力、天然气或者通过对现有系统改进起到节约能源效果的汽车，根据能量来源可分为油电混合电动车（HEV）、插电式混合动力汽车（PHEV）和纯电动汽车（BEV）。
根据发展路径，全球各国家新能源汽车路径有所不同，但纯电动汽车大方向是一致的。
目前新能源汽车呈现多元发展态势，混合动力以及电动汽车齐头并进，由于较低的基数，加上政策补贴鼓励，总体发展较快。
根据BNEF（彭博下属新能源财经咨询）统计，2012年全球插电式混合动力汽车和纯电动汽车销量约为12万辆，同比增长超过100％，预计2013年将同比增长85％至22.5万辆。
全球混合动力汽车领导者丰田公司2010～2012年混合动力汽车销量分别为69万辆、88万辆和122万辆，亦呈现较快发展态势。
在我国，政府推动的“十城千辆”（后来由2009年的10个城市扩展为25个城市）进展顺利，2012年我国新能源汽车产销量达到1.27万辆，并以纯电动汽车为主，占比达到89％。
受制于充电设施、充电时间以及电池寿命影响，尽管有购车补贴，个人购买新能源汽车较少，近三年在25个试点城市中，私人领域销量为0.44万辆，公共领域则达到2.3万辆。
2、特斯拉异军突起，纯电动汽车商业化现曙光
美国特斯拉汽车有限公司成立于2003年，总部位于美国加州硅谷，以纯电动汽车为主业，2010年6月在纳斯达克挂牌上市，股票代码TSLA。
公司融合电子、软件、汽车等技术，搭建电动汽车研发和生产平台，其中动力系统为公司核心技术，除了自身使用外，同时向戴姆勒Smartfortwo车型以及丰田RAV4EV提供动力部件。
目前公司成功开发并推向市场的车型包括2009年导入的Roadster和2012年导入ModelS两大系列，2014年下半年将导入ModeX,未来公司计划导入价格更低，更易被消费者接受的第三代电动车。
动力系统为核心，电池组性能优异。
作为汽车行业新的进入者，特斯拉和传统汽车生产商相比存在两个优势：
第一、轻装上阵，没有员工退休等历史包袱。
第二、传统汽车厂商进行混合动力、燃油、电动车多系统开发，而公司专注电动汽车，研发效率更高。
自成立以来，公司对电动汽车动力系统进行了全面整合设计，主要包括电机、电力电子系统、电池组及其管理系统，其中电池系统居核心地位，涉及的技术包括冷却系统、安全系统、充电平衡系统、电池防震及耐环境变化能力，电池管理软件以及电子管理系统。
公司有一个专门单体电池试验室，测试了全球大量电池性能，并建立庞大的数据库。
公司目前在Roadster和ModelS采用单体电池为市场供应较充足的18650（直径18毫米，高度65毫米）型锂离子电池，合格供应商包含两个，其中一家为日本松下。
通过先进管理系统，公司电池组对各种电池化学品具有较强的适应性，电池组性能达到了目前国际较高水平，为公司产品商业化运作奠定了坚实的基础。
除此之外，公司针对电动汽车特点，创新销售模式。
鉴于电动车属于较新车型，体验在购买过程中起重要作用，公司采取了直销模式，设立直属体验和展示店。
潜在客户通过试驾，了解电动车性能，也使公司能及时收集客户需求，采取相应改进措施。
另一方面，针对电动车售价较高现状，公司定位豪华车市场，客户以对价格敏感度较低的中高收入阶层为主。
由于客户通常拥有多辆车，长距离行驶可采用传统燃油车，即使没有补贴情况下，选择行驶距离较短但时尚的电动车意愿仍较强。
ModelS大获成功，2013年一季度首次盈利
尽管公司第一个系列产品Roadster没有实现盈利，但为ModelS在产品研发以及市场推广积累经验。
ModelS车型上市后，大受欢迎，到2012年预订数已经超过15000辆，公司预计今年销量将达到2.1万辆。
2013年一季度公司处于满产状态，销售量4900辆，首次实现约1100万美元盈利。
3、性能提升和成本降低是关键
电动汽车对电池性能要求主要包括比能量、比功率、快速充电和深度放电性能、使用寿命、成本五个方面。
从现有蓄能电池比较看，铅酸电池和镍氢电池技术较成熟，但由于比能量、功率、环境以及寿命局限，未来发展空间有限，是过渡型方案。
而锂离子电池虽然现有性能尚不尽人意，但未来提升潜力较大，是电动汽车中期蓄能解决方案，未来方向仍为性能提高和成本降低。
目前我国也大力推进动力锂离子电池研发，争取2015年实现较大突破。
根据工信部目标，到2015年我国锂离子电池成本将降低到1.5元/Wh。
4、长远看，锂离子电池在大功率和长距离行驶存在天花板
由于锂离子电池材料特别是正极材料物理、化学性能限制，能量密度理论值在200Wh/kg，相对传统汽油汽车700Wh/kg低得多，因此，大功率、长距离行驶方面存在一定缺陷。
目前研究方向为锂硫电池和空气动力电池，如锂空气电池、锂铜电池、镁空气电池等，这些空气电池能量密度是现有锂离子动力电池的8-10倍，功率可达6000Wh/kg，具备完全替代燃油汽车条件。
二、动力锂电池起步，未来市场潜力巨大
目前全球锂离子电池45亿只，主要应用于手机、笔记本电脑等领域，其中韩、日在笔记本电脑领域
平分秋色，而中国集中在手机领域。
近年来，日本在全球锂电市场份额有所下降，而韩国、中国上升。
具体而言，凭借三星、LG快速发展，韩国份额上升；日本三洋、索尼、松下保持稳定，但其他企业则有所下滑；中国企业力神则增长较快，其他企业波动较小。
全球锂电行业市场集中度也较高，在我国包括力神、比亚迪、比克、东莞新能源在内的前四大企业市场占有率超过40%。
我们预计未来在消费电子增长以及锂离子电池对镍氢和铅酸电池替代作用下，全球常规锂离子电池仍将保持10％以上增长。
动力锂离子电池方面，根据中国化学与物理电源行业协会预计，全球范围内，2015年包括混合动力汽车、插电混合动力汽车和纯电动汽车在内的新能源汽车产销量将达到434万辆，年复合增速为34％，相应的动力锂离子电池需求将从2011年2.24GWh提升至2015年的27.2GWh,年复合增速高达87％，
占全球锂离子电池比重从2011年的不到1％上升至7％。
我们认为短期内，电动汽车并不能改变锂离子电池由消费电子主导的格局，但发展后劲不容小觑，预计到2020年电动汽车锂电池需求将提升至86.8GWh,相当于约30％现有锂电池市场容量。
同时电动汽车对锂离子电池性能要求更高，势必加速电池及材料的技术进步，对现有研发、生产等环节提出新的挑战，从而深刻影响锂电及材料行业格局。
鉴于下游汽车在产业链中地位突出，主导了电动汽车的研发进度和方向，动力锂离子电池厂商应与上游材料企业和下游汽车厂商保持密切协作关系，方能成为“长跑冠军”。
三、我国锂电材料进步明显，规模快速扩张
近年来，随着我国锂电产业规模扩大以及国家、企业层面研发投入增加，我国锂电材料与日、韩技术和规模差距不断缩小，其中隔膜、电解质实现了量产化，正极材料规模快速增加，负极和电解液打入国际主流市场。
尽管目前我国锂电材料还存在产品较为低端，产能扩张过快，但对锂电材料成本降低起到积极作用，同时初步形成了具有全球竞争力的锂电池产业链。
1、正极材料：
我国规模快速上升，产品结构仍需优化
（1）锰酸锂、磷酸铁锂以及多元材料是发展主流
传统小电池主要正极材料为钴酸锂，虽然电压较高，但由于抗过充性能差，安全性不足，并且钴资源较为稀缺，污染较大，并不适合作为动力锂离子电池正极材料。
目前电动汽车主流的正极材料为锰酸锂、磷酸铁锂和多元材料，三种材料各有千秋，均有需要提高之处，其中锰酸锂成本较低，安全性好，但电池寿命较低；磷酸铁锂资源易得，循环及安全性较好，但导电性不足；多元材料各方面性能较好，但制造工艺条件较苛刻，成本较高。
我国以及台湾地区主推磷酸铁锂，而电动汽车较发达的日本则以锰酸锂和多元材料为主，三种材料目前并不存在优劣，未来性能提高较快的材料将有望胜出。
（2）生产格局：
钴酸锂份额持续下降，我国产品结构仍需优化
根据日本IIT数据，2011年全球锂离子电池正极材料的产量为6.42万吨，我国产量1.8万吨，约占30%份额，由于IIT未全部覆盖中国正极厂商，我国正极实际市场份额应高于30％。
从产品格局看，钴酸锂增长乏力，近年来比重持续下降，2011年全球市场份额已不足一半，我国比重也降低至60%以下。
目前日本钴酸锂逐步减少，中国承接部分转移订单，钴酸锂全球占有率约为50％；多元材料由日本主导，优美科和日亚产量分别超过1万吨和6000吨，已远高于其钴酸锂产量；锰酸锂目前规模较小，日本JGC产量接近2000吨，和中国厂家规模基本相当；磷酸铁锂日本企业介入较少，主要由台湾和中国大陆生产。
目前钴酸锂技术日臻成熟，低端产品市场竞争较为激烈，受金属钴价格走势影响较大，盈利水平保持低位。
另一方面，近年来，我国正极行业投资较多，根据高工锂电产业研究院预计，如果全部按期投产，2012～2015年我国正极材料的产能将分别达到8万吨、13.5万吨、19万吨和26.8万吨，无疑将进一步增加竞争激烈程度，未来我国正极材料应加快产品结构升级调整，改变重规模，轻产品开发的现状。
2、负极材料：
产品替代风险小，市场集中度较高
（1）石墨负极材料地位稳固
锂电负极材料要求是：
○1近可能低的电极电位；○2离子在负极固态结构中有较高的扩散率；○3高的脱嵌可逆性；○4良好的电导率和热力学稳定性；○5安全性好；○6与电解质溶剂相容性好，○7资源丰富、价格低廉；○8安全、无污染。
碳材料具有资源易得、高比容量（300-400mAH/g）、和锂电位接近、循环效率高、寿命长等特点，十分适合作为负极材料。
虽然石墨也存在对电解液敏感，安全性有缺陷，比容量天花板问题，但新开发的非碳素负极材料如锡基材料、硅基材料，过渡金属氧化物等还有很多问题没有解决，仍无法大量应用，无法动摇石墨负极材料的主导地位（目前天然石墨和人造石墨的市场占有率高达89％）。
（2）我国具资源优势，预计未来格局较为稳定
2011年全球锂电池负极产量约为3.2万吨，其中日立化学市占率为29％，位居第一，而中国宝安旗下的贝特瑞继续保持较快发展，2011年份额已提高到23％。
从客户和产品看，日立化学以人造石墨为主，也有部分天然石墨，客户包括了日本三洋、索尼、松下以及韩国三星和LG。
贝特瑞以天然石墨为主，是三星最大的负极材料供应商，并为国内大部分电池企业供货。
杉杉股份则以人造石墨和中间相碳微球为主，目前客户主要包括了比亚迪、力神、东莞新能源、比克等国内企业。
我国负极拥有资源优势，目前全球74％天然石墨资源在中国，同时负极生产工艺有一定技术要求，行业集中度较高。
在我国负极厂家主要包括贝特瑞、杉杉股份和长沙海容三家，盈利水平较为稳定，从杉杉股份披露信息，近年来公司负极净利率保持在12％左右。
尽管根据高工锂电研究所数据，2011年我国负极投资总额高达76亿元，但以行业内扩产以及日本企业在中国新产能为主，预计对未来竞争格局影响较小。
3、隔膜：
低端产品国产化进程加快，电动汽车待突破
（1）聚烯烃为主流基材，动力锂电领域安全性需增强
隔膜是具有多孔电绝缘性薄膜，主要实现两个功能1）分隔电池正负极，阻止电子传导，避免发生自放电以及短路问题；2）在正负极间传导离子，作为离子传输通道。
因此，隔膜需具合适的厚度、离子透过率、孔径和孔隙率，足够的化学稳定、热稳定性和力学稳定性。
目前主流的隔膜种类为聚烯烃材料，按生产工艺分为干法和湿法，按照基材分为聚乙烯单层（PE）、聚丙烯单层（PP）和聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯3层（PP/PE/PP），通常成品厚度在10~40μm,微孔尺寸50-250nm,孔隙率约35%。
因单层系列产品存在吸液率差，高温易熔断等安全隐患，如作为动力锂离子隔膜需在安全性改进，目前用在动力锂电的隔膜有三层结构隔膜和陶瓷/塑料复合膜等。
（2）中低端隔膜扩张较快，进口依赖大幅降低
全球隔膜市场规模为4.66亿平米，日美韩企业品质仍领先，在车用等高端隔膜领域占据主导，是三洋、索尼、松下、三星等国际大厂主力供应商，其中龙头企业日本旭化成、东燃和美国Celgard产量均接近1亿平米。
我国现有隔膜生产企业35家，其中18家实现量产，并以技术较成熟的干法为主（我国干法隔膜产能已达到3.5亿平米，约占总产能的80％）。
随着技术提高以及产能增加，我国隔膜自给程度大为提高，以2011年为例，国内隔膜需求约为1.9亿平米，产量1.2亿平米，国产化率达到63％，龙头企业新乡格瑞恩、深圳星源和佛山金辉的市场份额超过60％。
我国隔膜仍以低端市场为主，基本上未进入国际大型锂电厂商体系。
另一方面隔膜盈利水平高于传统化工品，吸引了大量投资，未来低端产品竞争将进一步加剧。
到2012年8月，我国隔膜投资规高达38亿元，预计到2013年底产能将从目前的4.3亿平米提高到7.6亿平米。
目前隔膜市场价格出现了较为明显的下降，2003年我国进口隔膜价格为15~20元/平米，而目前通信电池隔膜价格已低于10元/平米，动力电池隔膜低的可以达到12元/平米，根据高工锂电预计，到2013年底，干法和湿法隔膜价格将分别下降为5.3元/平米和8.0元/平米。
4、电解液：
进入国际锂电大厂体系，电解质步入进口替代
（1）电解液已自给，部分实现出口
电解液是锂离子电池重要组成部分，在正、负极之间起到输送锂离子、传导电流的作用，主要由电解质、溶剂和添加剂三部分组成。
在溶剂方面需具备较好的导电性和较低的粘度，常用溶剂包括碳酸二甲酯（DMC）、碳酸二乙酯（DEC）、碳酸丙烯酯（PC）、碳酸乙烯酯（EC）、碳酸甲乙酯（EMC）组成的二元或多元混合溶剂系统。
目前我国电解液产量在2.5万吨左右，生产企业接30家，其中2009年以来新注册或首次涉及电解液厂家近20家，但这些新进入者没有一家销量超过400吨，市场仍主要由国泰华荣、新宙邦、东莞杉杉、天津金牛、广州天赐五家公司主导（占有率超过60％）。
我国领先电解液企业具备国际竞争力，国泰华荣、新宙邦已进入大型锂电池供应体系，客户包括了索尼、三星等日韩企业。
产能方面，2009年以来，新进入者规划产能8.16万吨，加上国泰华荣、新宙邦等现有产能，如果全部投产，预计总产能在10万吨以上。
由于电解夜对电池整体性能影响大，且属于非标产品，电池厂选择供应商十分谨慎，行业有效产能远低于总产能。
龙头企业如国泰华荣、新宙邦经营情况也反应这一点，尽管由于主要原材料六氟磷酸锂成本降低，电解液价格下降，但毛利率基本保持稳定。
（2）电解质六氟磷酸锂进入进口替代
锂离子电池锂盐电解质包括六氟磷酸锂（LiPF6）、六氟砷酸锂（LiAsF6）、四氟硼酸锂（LiBF4）、高氯酸锂（LiCLO4）等，其中六氟磷酸锂在水和酸环境下较易分解，但相比其他电解质具有良好的离子导电性和电化学稳定性，是现有主导电解质。
目前全球电解液体的市场规模约为3～4万吨，通常电解液与六氟磷酸锂重量比率为8:
1，可推算出全球六氟磷酸锂的需求在4000多吨。
长期以来，六氟磷酸锂主要为日本企业主导，价格维持在高位。
近年来，我国六氟磷酸锂技术取得了长足的进展（先进企业如多氟多品质与日本十分接近），目前多氟多、九九久、广州天赐、天津金牛公司均实现了量产。
客户接受度方面，多氟多、九九久国内客户认可度不断提升，出口比重较大的电解液龙头新宙邦、国泰华荣因担心国内电解质得不到国际锂电客户认可，未大规模使用，但未来增加使用量的可能性较大。
我国六氟磷酸锂突破，也促使价格下降，已由2009年的33万元/吨下降为现在的15万元/吨。
鉴于氟资源优势（我国约占全球萤石储量的23％，位居第一），未来我国有望成为国际六氟磷酸锂的主要生产国，预计2015年国产化率将超过90％，并且将实现产品出口。
四、投资策略以及重点公司
1、投资策略
我们从技术水平、可替代性、竞争格局、资源禀赋四个维度筛选投资标的。
技术水平：
目前我国负极、电解液、电解质与国际先进水平接近，正极材料、隔膜一致性、稳定性与国际水平存在差距；
可替代性：
未来正极材料可替代较强，隔膜有改进空间，电解液和负极、六氟磷酸锂替代产品较少；
竞争格局：
正极竞争较激烈、低端隔膜、六氟磷酸锂激烈程度增加，负极和电解液较稳定。
资源禀赋：
我国负极和电解质资源禀赋突出，正极、电解液、隔膜较为一般。
我们认为替代风险较小，竞争格局稳定，且我国具有资源优势材料未来面临风险较小，受益行业成长较确定，具有较好投资价值，据此我们认为锂电材料投资价值顺序为：
负极>电解液>六氟磷酸锂>隔膜>正极。
个股建议关注杉杉股份、新宙邦、多氟多、沧州明珠。
2、重点公司简况
（1）杉杉股份：
锂电材料综合供应商，负极材料优势突出
公司是我国锂电材料综合供应商，涉及锂电材料中的正极、负极、电解液。
下属锂电业务相关公司包括湖南杉杉户田新材料有限公司、上海杉杉科技有限公司、宁波杉杉新材料科技有限公司、东莞市杉杉电池材料有限公司、湖南海纳新材料有限公司等10余家公司。
2012年公司销售锂电材料1.7万吨，实现收入16.78亿元，同比增长45％，利润9692万元，同比增长42％。
目前公司正极材料主要由子公司湖南杉杉户田经营（公司持股75％），是由公司与日本户田和伊藤忠合资成立，充分利用户田在正极材料的技术优势以及伊藤忠商社营销网络，产品系列较齐全，包括钴酸锂、锰酸锂、三元材料和磷酸铁锂。
公司正极产业链布局亦较为完整，控股公司湖南海纳主要从事正极前驱体生产。
2012年公司正极收入和利润分别为7.2亿元和1791万元。
公司负极产能约为1.2万吨，主要产品为人造石墨，国内规模上仅次于贝特瑞，人造石墨领域则位居国内第一。
目前公司人造石墨已经获得了国内客户如东莞新能源、力神、比亚迪等广泛认可，行业地位十分突出，2012年负极实现5.94亿元收入和7087万元净利润。
经过多年发展公司电解液产能达到5000吨，目前国内市场占有率约为12%，紧随国泰华荣和新宙邦，位居行业第三。
2012年的公司电解液收入和净利润分别为2.1亿元和3245万元。
（2）新宙邦：
电解液进入国际锂电体系，规模位居行业第二
公司2003年开始锂离子电池电解液的研发，2008年销售额突破5000万元，到2012年大幅增长至2.53亿元，产品种类达百余种。
电解液收入占比也由2008年的24％提高至2012年的38％，成为公司收入和利润的重要来源。
近年来，公司电解液客户开拓顺利，分别通过了松下、索尼、三星等国际锂电厂家的认证，2012年国内市场占有率约为12.4％，位居行业第二，也是我国为数不多进入国际大型锂电供应体系的电解液生产商。
目前公司电解液产能为5000吨，位于广东省惠州市，未来随着南通基地投产，公司电解液产能将增加至1万吨，形成对华南、华东以及日韩主要市场的辐射，公司市场影响力将进一步增强。
（3）多氟多：
六氟磷酸锂进入放量期
公司锂电业务主要是六氟磷酸锂，是我国第一家实现该产品产业化生产企业，2012年六氟磷酸锂的收入1.21亿元，营收占比8.4％，利润占比30％。
公司六氟磷酸锂品质已和日本先进厂家接近，2011年和2012年的销量分别约为150吨和700吨。
公司产品已经打入了以国内客户为主的电解液厂商，如杉杉股份等。
未来随着公司产品品质的进一步提升以及客户认可度提高，客户范围有望进一步扩大并实现出口。
目前公司六氟磷酸锂产能为1200吨，预计今年公司销量将突破1000吨，二期1000吨六氟磷酸锂预计将在今年下半年投产，届时公司总产能将增加至2200吨，从而跻身我国以及全球主要的六氟磷酸锂生产企业之一。
（4）沧州明珠：
隔膜试产成功，2000万平米生产线二季度投产
公司传统产品为PE燃气管道以及BOPA膜，2012年约700万平米锂离子电池隔膜试验线生产出合格产品，当年实现收入2588万元，毛利率47％。
公司采用干法工艺，产品为多层锂离子电池隔膜，目前公司产品已经得到部分国内客户比亚迪以及苏州星恒的认可，并开始小规模供货。
公司募投的2000万平米生产线今年二季度预计投产，将成为继佛塑科技之后第二家实现隔膜量产的上市公司（佛塑科技持有隔膜生产企业佛山金辉32％股权，为该公司第二大股东），未来公司有望享受新能源汽车发展以及隔膜进口替代的盛宴。
五、风险提示
1、新能源汽车发展未达预期。
2、新能源汽车补贴政策减弱或取消。
3、产能扩张过快，盈利能力下降。
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