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电池与电气系统(74):电解液添加剂供应缺口扩大,成为制约锂电池放量的瓶颈

电池与电气系统(74):电解液添加剂供应缺口扩大,成为制约锂电池放量的瓶颈 电新产业研究
2021-06-07
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随着2020年下半年以来终端需求的快速增长,锂电池上游供应链不少环节快速进入供应吃紧状态,特别是一些技术工艺、扩产壁垒比较高的上游细分环节,例如电解液的六氟磷酸锂与VC添加剂,2010年3季度进入紧平衡并快速出现硬缺口。今年下半年,部分六氟公司有一部分产能投运,六氟供应可能稍微有所缓解,而电解液的VC等添加剂与FSI可能成为首要瓶颈,预计较早储备VC、FSI等产品与产能的企业,有望获得超额回报。

摘要

电解液及其供应链的紧张将延续较长时间。由于终端需求的快速增长,电解液供应从去年下半年开始吃紧,但这个紧缺是一个系统工程,其目前的核心的因素倒不是电解液产能,而是其上游的六氟磷酸锂、VC添加剂供应紧张。我们预计,电解液的供应紧张可能会延续明年;而规模较大的电池公司,保障电解液未来几年的稳定供应是比较急迫的课题。


电解液的VC添加剂缺口正在放大。由于六氟生产的危险性与特殊性,其扩产环评与安评要求较高,加之制造工艺技术壁垒也比较高,尽管六氟磷酸锂价格快速上涨,产能扩张仍然比较有序,预计下半年随着部分公司的扩产产能投运可能稍微缓解紧绷的六氟供应,明年六氟供应可能总体还是紧平衡状态。但与此同时,电解液添加剂缺口却正在进一步放大,其中,VC等添加剂早已供不应求,并且年内能有效扩产的产能也比较有限,VC等添加剂甚至可能成为制约锂电行业生产放量的重要瓶颈。


具备添加剂产品与产能储备的企业有望获得高回报。VC添加剂缺口变大,除了行业终端需求高速增长外,也与近几年铁锂电池配方中其使用比例大幅提高有关。VC的技术/专利壁垒、工艺要求比较高,扩产难度较大,除华盛、华一、瀚康三家原来的添加剂公司扩产外,永太科技也披露其扩产计划,但我们预计VC的缺口可能持续到明年下半年。此外,DTD、FEC使用量也在快速提升,FSI、ODFB、DFP等锂盐添加剂使用比例也出现大幅提升,特别是FSI可能成为接近六氟规模的细分产业,并且其制造与技术壁垒都更高。综上,我们分析FSI、VC等添加剂正在成为电极液公司新的抢夺的制高点,相应有技术、产品、产能储备的公司,在未来数年有望获得阶段性超额盈利回报。


投资建议。天赐材料静默期无建议,推荐与关注新宙邦(联合化工)、天际股份(联合家电)、多氟多(联合化工)、永太科技(化工)、奥克股份(联合化工)、江苏国泰(化工)。


风险提示:终端需求不及预期,无序扩产导致过剩或新技术与产品替代风险。


1、VC添加剂供应缺口扩大

VC自去年Q4开始供应紧张,目前供应缺口正在放大。从2020年Q4开始,VC等常规电解液添加剂供应开始吃紧,到今年Q1后期,已出现明显的供应缺口,天赐材料主要电解液公司也开始以高于当时市场价格收集库存。尽管终端需求受供应链限制增长并不明显,但中游公司考虑到产品库存各环节排产环比仍在增长,由于上半年还没有新的供给投放,我们分析该缺口正在进一步放大。

随着供应不断吃紧,VC价格自2020年Q4开始明显、持续上涨,目前市场价格已经达到27万元/吨,较去年均价15-16万元上涨68-80%。


与磷酸铁锂电池快速发展有关。VC添加剂缺口变大,除了行业终端需求增长外,也与目前主流磷酸铁锂电池配方中其使用比例提高有关。去年以来,铁锂电池需求快速提升,而铁锂电池配方VC一般超过3%,导致VC需求激增。


VC扩产难度较大,紧张可能持续到明年。VC生产过程中使用氯气等剧毒气体、三乙胺等易燃易爆且有毒气体、尾气中会有氯化氢等有毒且有腐蚀性的气体,因此环保要求、生产难度较大。

此外,前几年由于VC供需宽松,主要企业产能扩张动力不足。去年部分停产减产的VC企业复产多数都不顺利,而受于生产过程中对安全性的高要求,新扩张产能投产进展缓慢。我们预计VC供应吃紧的状态可能延续到明年,甚至有可能继六氟磷酸锂之后,成为阶段性制约锂电池放量的重要瓶颈。


2、电解液添加剂产业概况

电解液添加剂种类比较丰富,目前在商业应用的可能有20多个品种,但总体使用量(质量比)都比较低。根据其作用可以分为成膜添加剂、导电添加剂、阻燃添加剂、高低温性能添加剂等。其中最常见的添加剂有VC、FEC两种,特别是VC添加剂是最常用的产品,广泛应用于数码、动力电池产品。


VC和FEC是最常用的电解液添加剂。目前常用的电解液添加剂包括碳酸亚乙烯酯(VC)、氟代碳酸乙烯酯(FEC)、亚硫酸丙烯酯(PS)。一般电解液中添加剂不止一种,多种组合的形式可以更好地满足电池所需要的性能。

VC作为有机成膜添加剂与过充电保护添加剂,在碳负极表面发生自由基聚合反应,从而有效抑制溶剂分子的共插入反应,同时对正极无副作用,具有良好的高低温性能及防气胀功能,可以提高电池的容量和循环寿命。

FEC添加后可以提升电池的容量、循环寿命和低温性能。FEC过去主要在一些较高端的小型电池中用,大型动力电池用的很少;但是动力电池中使用的趋势已经很明显。

新型添加剂快速发展,广泛应用是趋势。随着动力电池各种性能要求的提升,如高低温性能、循环性能、导电性能、安全性等,相应的一些有助于改善这些性能的添加剂产品开始更多的在电解液产品中应用,部分添加剂的使用量也有比较大的变化,有的使用比例近几年就得到了大幅提升。

目前一般配方中,VC使用比例2-3%左右(铁锂配方可能更高),FEC在高端小电池应用较多,一般使用比可能达到5%以上,但动力电池应用比例比较低,不过随着负极材料的升级,未来在动力领域大量应用可能是一个趋势。

从市场结构上看,韩国电池公司使用的添加剂最丰富,可能与韩国企业较早导入中国供应链有关,日本电池可能还是VC、FEC为主,中国电池公司近几年发展在加速,创新能力快速迭代加强,添加剂的使用与韩系电池公司接近,近几年LiFSI、DTD、LiDFP使用比例也出现快速提高。从特斯拉公开信息也可看到,DTD、二氟磷酸锂(LiDFP)等添加剂已经开始商业化应用。


LiFSI是用量最大的新型添加剂。随着动力电池高镍化、高电压化的趋势,LiFSI正在成为众多电池和电解液企业的新选项,理论上看LiFSI具有相当部分替代六氟磷酸锂的潜力,但因LiFSI对铝箔产生腐蚀另外成本太高,目前一般将其作为添加剂加入电解液中。根据产业反馈,此前全球头部电池企业的LiFSI添加比例在0.5-2%之间,目前添加LiFSI的主流配方已经提升至3-8%。部分HEV电池产品由于需要高倍率放电,使用比例更高。

但LiFSI的制备难度高,工艺流程控制难度大,过去3-4年主要的电解液公司、电解质与添加剂公司纷纷投入较大资源研发和探索,但目前仅有天赐材料、上海康鹏两家企业有千吨以上的在运行产能(康鹏2020年安全生产出现问题),其余大部分公司如新宙邦、永太科技、天际股份等可能还在数百吨级别,关于LiFSI的技术路线与工艺也还没有形成产业共识。

除了LiFSI以外,DTD、二氟磷酸锂等新型添加剂也在研发和应用,相比传统VC等添加剂,其优势主要在容量保持、延长循环寿命的过程中控制阻抗增长、减少气体逸出、减少寄生热流等方面,可以提升电池的热稳定性、循环性能、低温性能等。

3、具有VC、FSI产品与产能储备的企业,有望获得高回报

VC紧缺但增量产能有限,紧张可能延续到明年下半年。VC的技术/专利壁垒、工艺要求比较高,扩产难度比较大,尽管华盛、华一、瀚康、永太科技、天赐材料都披露扩产计划,但今年内可能只有永太科技、山东青木、山东瀛寰有新产能可以落地,我们预计VC的缺口可能持续到明年下半年。

产业反馈目前进展比较快的是永太科技的5000吨产能,其中2000多吨可能在今年8-9月份一部分达产,而荣成青木的1000吨可能也在今年8-9月产能投运。同时,山东瀛寰的1500-2000吨产能也还在调试,投放时间尚未确定。


可能可以提升LiFSI来降低VC使用。在VC紧张无解的情况下,业内部分企业也表示出另外一直倾向,就是提高使用LiFSI从而降低VC使用比例,之前LiFSI与VC价格差太多,这一方案很不经济,但随着VC价格持续大幅上涨,部分能自产LiFSI或者具有LiFS供应的电解液公司可能以此作为对冲方案。


2022下半年到2023年常规添加剂供应有望有所缓解,新型添加剂的应用可能是拉开差距的关键。目前主要参与者纷纷启动扩产计划,但真正要投运爬坡可能在2022年下半年到年底才会比较明显,2023年常规添加剂供应将得到缓解,未来的差异与竞争可能主要会体现在新型添加剂的研发、推广上。


天赐材料、新宙邦、永太科技积极扩产添加剂。江苏华盛是目前全球最大的电解液添加剂公司,目前有3000多吨添加剂产能,扩产项目正在推进,预计将在2022年底投运。

天赐材料(静默期无建议)计划通过子公司浙江天硕扩产1000吨VC,通过子公司九江天赐扩产4000吨LiFSI,以及LiODFB、LiBOB、LiDFP、TMSP等1800吨添加剂。

新宙邦拟通过持股76%的子公司江苏瀚康扩建5.9万吨锂电材料,其中一期项目为2.93万吨包括CEC、FEC、VC、DTD等(可能很大部分是制备FEC与VC的原材料CEC)。

永太科技在内蒙古乌海规划扩产5000VC3000FEC产能,其中一部分是通过技改现有产线设施完成,有希望在今年8-9月份部分达产,其余部分综合考虑环评和调试周期,预计明年有望投放

此外,奥克股份持股35%的苏州华一通过全资子公司在大连计划扩产11.65万吨添加剂与电解质项目,其中包括:6万吨CEC(制备添加剂的原材料)、1万吨VC、1万吨FEC、6000吨PS、5000吨LiDFP等。

前瞻布局VC、LiFSI的企业可能可以阶段性获得超额回报。综上,我们分析FSI、VC等添加剂正在成为电极液公司新的抢夺的制高点,相应有技术、产品、产能储备的公司,在未来数年有望获得超额盈利回报。

4、投资建议

添加剂属于高壁垒的精细化工产品,再加上生产安全性与环保约束,未来该领域的扩产可能总体上都还比较有序,我们预计,VC添加剂的紧张可能延续到明年下半年,明年底到后年VC供需可能会缓解,未来主要参与者的竞争可能会转移到别的新型添加剂研发、推广上。LiFSI的大比例使用已经成为趋势,由于制备难度比较大,不排除业内企业扩产与投运进度继续低于预期。

我们判断,在VC、LiFSI添加剂领域有前瞻的产品与产能准备的企业,可能在未来几年获得阶段性的超额利润回报。

相关上市公司推荐与关注新宙邦(联合化工)、天际股份、多氟多(联合化工)、永太科技(化工)、奥克股份(联合化工)、江苏国泰(化工);

天赐材料静默期无建议

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风险提示

1)新能源汽车销量低于预期

产业政策变化、配套设施建设和推广、客户认可度等因素波动,都可能导致新能源汽车市场需求出现较大波动。


2)产能释放快于预期或者新的替代产品出现

VC目前环保监管比较严格,导致停产减产的企业复产、新扩张产能受到一定限制,但如果后续企业如果未来对于扩产仍然有比较严苛的限制,可能继续影响下游应用,同时推动扩张的企业市场份额提升受到影响。

此外,由于VC等产品价格快速上涨,一些有替代潜力的产品可能开始有应用价值。

分析师承诺

负责本研究报告的每一位证券分析师,在此申明,本报告清晰、准确地反映了分析师本人的研究观点。本人薪酬的任何部分过去不曾与、现在不与,未来也将不会与本报告中的具体推荐或观点直接或间接相关。

   

◾游家训:浙江大学硕士,曾就职于国家电网公司上海市电力公司、中银国际证券,2015 年加入招商证券,现为招商证券电气设备新能源行业首席分析师。

◾刘珺涵:美国克拉克大学硕士,曾就职于台湾元大证券,2017年加入招商证券,覆盖新能源汽车中游产业。

◾刘巍:德国斯图加特大学车辆工程硕士,曾就职于保时捷汽车,沙利文咨询公司,2020年加入招商证券,覆盖新能源车产业链、工控自动化。

◾赵  旭:中国农业大学硕士,曾就职于川财证券,2019年加入招商证券,覆盖风电、光伏产业。


投资评级定义

◾公司短期评级

以报告日起6个月内,公司股价相对同期市场基准(沪深300指数)的表现为标准:

强烈推荐:公司股价涨幅超基准指数20%以上  

审慎推荐:公司股价涨幅超基准指数5-20%之间 

中性:    公司股价变动幅度相对基准指数介于±5%之间  

回避:    公司股价表现弱于基准指数5%以上


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B:公司长期竞争力与行业平均水平一致

C:公司长期竞争力低于行业平均水平


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以报告日起6个月内,行业指数相对于同期市场基准(沪深300指数)的表现为标准:

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