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天勤:电解液行业及添加剂分析报告 锂电池的主要成本是: 正极材料 20

 凝霜飞羽 2021-11-30

锂电池的主要成本是:

正极材料 20-25%,毛利率 10%-15%

负极材料 5-12%,毛利率10%-15%

隔膜 25-30%,毛利率高达50%以上

电解液 15-20%,毛利率超 35%

材料环节,利润对比:隔膜>电解液>正负极。

电解液主要组成是由溶质,溶剂,添加剂组成。溶质又分为常规锂盐和新型锂盐。溶剂有环状:EC,PC;链状:EDC,DMC,DEC等,其中三元电池中EMC占比较高,磷酸铁锂电池中DMC占比较高。

添加剂分为以下几种

成膜添加剂:

优良的SEI膜具有有机溶剂不容性,允许锂离子自由的进出电极而溶剂分子无法穿越,从而阻止溶剂分子共插对电极的破坏,提高电池的循环效率和可逆容量等性能。其重要分为无机成膜添加剂和有机成膜添加剂等,借助卤素原子的吸电子效应提高中心原子的得电力能力,使添加剂在较高的电位条件下还原并有效钝化电极表面,形成稳定的SEI膜 。

导电添加剂: 

对提高锂离子电池电解液导电能力的添加剂的研究重要着眼于提高导电锂盐的溶解和电离以及防止溶剂共插对电极的破坏。其按用途类型可分为与阳离子用途型、与阴离子用途型及与电解质离子用途型 。

阻燃添加剂:

采用可燃的有机溶剂电池在滥用的情况下有爆炸燃烧的风险,添加阻燃剂可以使有机电解液变成难燃或者不燃,降低电池放热和电池自热率,增加电解液自身的热稳定性,从而避免电池过热爆炸燃烧。电解液阻燃添加剂多为有机磷化物,有机卤化物和磷-氨,磷-卤复合有机化合物

过充保护添加剂:

通过在电解液中添加合的氧化还原对,当电池充满电或略高于该值时,添加剂在正极上氧化,扩散到负极上被还原,从而防止电池过充 

高低温添加剂:

高低温性能是拓宽锂电池使用范围的重要因素之一,通过添加剂使电池在高低温下也具有优良的循环功能 

控制水和HF含量的添加剂:

六氟磷酸锂易反应生成HF,会对电机和SEI膜形成较大破坏影响综合性能,利用中和剂容易与水喝氢氟酸发生反应的特性,来降低水和HF的含量,提高电解液的稳定性,从而改善电池性能 

其中单价最高的是添加剂,其次是溶质锂盐,最便宜的就是基础材料溶剂,由此,可以证明添加剂相对更有价值。

电解液添加剂种类比较丰富,目前在商业应用的有20多个品种,但总体使用量较低,目前常用的电解液添加剂主要有碳酸亚乙烯酯(VC)、氟代碳酸乙烯酯(FEC)、亚硫酸丙烯酯(PS)以及双草酸硼酸锂(LiBOB)等。

电解液成本的占比分别是:

溶质(40-50%)

溶剂(30%)

添加剂(10-30%)

问:2025年,全球电池规模预期是多少?

LFP 需求测算:2025 年全球锂电池需求 1790GWh,磷酸铁锂需求约 710GWh,乐观预期磷酸铁需求约 122 万吨。

(1)锂电池需求总量测算:2025 年全球锂电池需求量预计达到 1790GWh。 全球动力电池需求有望从2020年的160GWh增至2025年的1269GWh,CAGR 达到 51%;2025 年全球储能电池需求有望达到 222GWh,CAGR 达到 57%。 消费电池需求将达到 152GWh,CAGR 为 10%。

(2)磷酸铁锂需求总量测算:2025 年全球磷酸铁锂电池需求量预计达到 710GWh。全球动力电池对磷酸铁锂的需求有望从 2020 年的 46GWh 增至 2025年的 469GWh,渗透率达到 37%;2025 年全球储能电池对磷酸铁锂的需求有 望达到 133GWh,渗透率为 60%。按照 0.25 万吨/GWh 磷酸铁锂单耗测算, 2025 年磷酸铁锂正极材料需求量有望达到 180 万吨。

问:1GWh的电池需要多少的电解液?

根据天赐材料回复:“1GWh三元电池对应电解液使用量约700-900吨”

根据搜索“1GWH磷酸铁锂电池需要1410吨电解液,三元电池需要822吨电解液”

锂电池:1790GWh*800吨=143.2万吨

磷酸铁锂电池:710GWh*1400吨=99.4万吨

全球电解液2025年总用量:143.2+99.4=242.6万吨

研究机构EVTank预计,2021年中国电解液出货量将达到45.8万吨,到2025年中国电解液总体出货量将达到135.7万吨。

问:一万吨的电解液用量需要多少的添加剂?

伊维经济研究院发布的白皮书显示,2019年中国电解液出货量达到19.8万吨,带动整个电解液添加剂出货量达到1.15万吨,占整个电解液重量的比重为5.8%左右。

2020年中国电解液出货25万吨,添加剂总体出货量16140吨,同比增长40.8%,重量占比6.4%。2020年全球电解液出货量达到33.4万吨,同比增长24.6%

研究机构EVTank预计,2021年中国电解液出货量将达到45.8万吨,到2025年中国电解液总体出货量将达到135.7万吨。

预计2021年中国市场电解液添加剂总体出货量将达到26690吨,到2025年,预计中国市场电解液添加剂总体出货量将达到77950吨。

根据上面几个数据综合分析,1万吨的电解液用量大概在0.06万吨左右。

问:电解液未来的增量及添加剂需求量是多少?

研究机构EVTank预计,2021年中国电解液出货量将达到45.8万吨,到2025年中国电解液总体出货量将达到135.7万吨。

全球电解液2025年总用量:143.2+99.4=242.6万吨

添加剂需求量:

中国:135.7*0.06=8.142万吨

全球:242.6*0.06=14.556万吨

问:现有电解液产能及扩产产能有多少?及行业格局

现有产能:

天赐材料:15万吨

新宙邦:9.3万吨

江苏国泰:7万吨

杉杉股份:4万吨

总:35.3

扩建产能:(待继续更新)

天赐材料:115万吨(投产时间:21年底15万吨,22年底30万吨)

新宙邦:18万吨(投产时间:22年二季度4万吨)

江苏国泰:4万吨(投产时间:2022第四季度后)

问:现有添加剂产能及扩产产能有多少?及行业格局

根据EVtank数据,2020年全球锂电池电解液添加剂出货量约18750吨,其中中国16140吨占比超80%。从全球范围来看,日本三菱、宇部、三井、和光纯药、中央硝子、韩国天宝等有自己合成和生产添加剂,但是海外企业基本只生产除VC、FEC和PS等常规添加剂之外的新型添加剂。

VC供应紧张的局面将持续至2022年。市场机构预计21-22年VC需求量预计分别为1.6、3.3万吨,供给缺口持续扩大。2023年之后随着产能释放,市场供给将得以缓解。预计2025 年电解液VC 需求量将超7.5 万吨,2021 至2025 年CAGR 达50.7%。2021 年/2022 年VC 需求量分别为1.46 万吨/2.71 万吨,而产业内VC 实际的产出能力分别为1.28 万吨/2.72 万吨。

新产能在Q3/Q4 陆续释放后2022 年供给侧会有明显改善,但仍较为紧张,待新扩产能在2023 年全部放量后预计VC 供需关系将不再紧张。

现有产能:(待继续更新)

天赐材料:0.1万吨

新宙邦:0.15万吨

永太科技:0.8万吨

华盛锂电:0.3万吨

青木高新:0.15万吨

苏州华一:0.1万吨

福建博鸿:0.1万吨

山东永浩:0.1万吨

扩建产能:(待继续更新)

天赐材料:4万吨(投产时间:

新宙邦:5.9万吨(投产时间:

永太科技:3万吨(投产时间:22年1季度0.5万吨)

奥克材料:3.2万吨(投产时间:2022第四季度后)

华盛锂电:0.6万吨VC+0.3万吨FEC

苏州华一:1万吨VC+1万吨FEC

福建博鸿:0.1万吨VC

山东永浩:0.1万吨VC+0.2万吨FEC

福建中州:2.05万吨+7.5万吨(一期:2023年12月)

问:最近几年的价格变化

以VC为例,价格从前期15万/吨,上涨到35万元/吨。经过二手到货,最高报价85万元/吨。究其原因,一是前几年VC价格不断走低,最低时11万/吨,利润空间大幅压缩,部分企业出现亏损。下游需求低迷,且受环保管控严格,导致多数企业不愿意去大规模生产VC,使得短期内供给出现短缺没有企业进入和扩产,有些甚至关停。二是2021年以来,中国磷酸铁锂电池需求大幅增加,铁锂电池电解液用VC添加比例一般在2.5%以上,三元材料添加比例一般在1%~1.5%。2021年1-10月,中国磷酸铁锂电池产量累计87.5Wh,占总产量54.8%,同比累计增长378.2%。其对VC需求也大幅提升,导致VC市场供应紧缺。

以市场某大型添加剂上市公司为例,2018年~2020年, VC产品产能利用率分别为53.06%、66.86%和72.01%。由此可见,在磷酸铁锂电池低迷之际,一度产能利用率刚刚过半。2021年供需错配下,其公司VC产品产能利用率据悉达到160%。

问:VC和FEC的原材料是什么?

VC和FEC是使用较为广泛的电解液添加剂。碳酸亚乙烯酯(VC)是锂电池电解液中的核心添加剂,能够在锂电池初次充放电中在负极表面发生电化学反应形成固体电解质界面膜(SEI膜)。FEC添加剂是为高倍率动力电池电解液定向开发的核心添加剂。能增强电极材料的稳定性。

VC与FEC皆为环状碳酸酯,在工业生产中都以碳酸乙烯酯(EC)为主原料进行加工生产。

VC原料是:EC+氯气+三乙胺

FEC原料是:EC+氯气+氟化钾 感觉后面华盛用氢氧化钾代替了氟化钾(2020年)

1吨VC需要1吨EC,FEC也需要EC。

问:EC的供求关系(待继续更新)

EC上市公司:

科隆股份:1万吨EC电解液原料产能

石大胜华:公司是目前国内较少能够多基地供应碳酸二甲酯的生产商(东营、济宁、泉州),在 2019 年公告中化泉州石化有限公司合资建设 44 万吨/年新能源材料项目等,未来将形成多基地协同生产进一步增强公司的稳定供应能力,巩固 DMC 以及整个碳酸酯溶剂的行业领先地位。

一期:12万吨/年碳酸乙烯酯装置、10万吨/年碳酸二甲酯装置(5万吨/年碳酸二甲酯两套)。建设期自2019年9月至2021年4月。

二期:12万吨/年碳酸乙烯酯装置、10万吨/年碳酸二甲酯装置(单套)。建设期:根据市场情况择机建设,建设期 12 个月。

奥克股份:3万吨(项目改造后新增产能)。5万吨(一期)+10万吨(二期)

9月22日,奥克股份(300082)发布公告,公司近日与成都新材料产业功能区管委会签订《项目投资协议书》,协议约定公司拟在成都新材料产业功能区建设奥克西部总部、二氧化碳综合利用项目,其中一期项目预计投资10.5亿元,二期项目预计投资21亿元(二期项目投资将根据后续情况双方另行签署投资协议)。

具体来看,一期项目中,奥克西部总部将形成覆盖西部地区业务的结算中心,预计年结算规模约20亿元;二氧化碳综合利用项目,利用四川石化的工业尾气(二氧化碳约2.57万吨/年)和环氧乙烷(约2.5万吨/年),建设一套碳酸酯装置,包含碳酸乙烯酯(EC)单元、碳酸二甲酯(DMC)单元、乙二醇(EG)单元、碳酸甲乙酯(EMC)/碳酸二乙酯(DEC)单元,年产5万吨碳酸乙烯酯(EC)、3.24万吨碳酸二甲酯(DMC)、1.5万吨碳酸甲乙酯(EMC)、2,075吨碳酸二乙酯(DEC),副产2.03万吨聚酯级乙二醇。

二期项目将根据四川石化环氧乙烷扩产计划,新增10万吨/年碳酸乙烯酯(EC)。同时,根据市场情况扩产碳酸二甲酯(DMC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二乙酯(DEC)等产品。二期项目具体实施时间及内容双方另行商定。

电解液相关上市公司:

新宙邦:市值:542.3亿,预估营业额:65亿以上。市盈率(动):46.86。公司生产的锂离子电池材料主要为锂离子电池电解液和正极材料磷酸铁锂,均为锂电池关键原材料。

天赐材料:市值:1382.2亿,预估营业额:100亿以上。市盈率(动):66.72。公司通过对巴斯夫中国区电解液业务和苏州工厂的收购提升公司电解液产品产能,完善公司在电解液领域的专利布局,强化公司在电解液领域的技术优势,扩大公司电解液业务的国际影响力,巩固公司在全球电解液领域的市场领先优势。

石大胜华:市值:410.6亿,预估营业额:70亿以上。市盈率(动):41.54。国内仅有的能够同时提供锂电池电解液五大溶剂及锂盐添加剂的公司,电解液溶剂绝对龙头;公司碳酸酯系列产品主要包括碳酸二甲酯、碳酸丙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、碳酸乙烯酯,主要用作生产锂离子电池电解液。

多氟多:市值:415.8亿,预估营业额:80亿以上。市盈率(动):42.29。在锂离子电池及材料行业,公司六氟磷酸锂产品是市场普遍认可的高性价比进口替代产品,产品被国内主流电解液生产厂商广泛使用,并稳定出口韩国、日本等国外市场,为三菱、三井、宇部、LG、Soulbrain、Panax、比亚迪新宙邦、杉杉等一批高端优质客户的供应商,也是特斯拉等国内外新能源汽车产业链体系的一环。

永太科技:市值:614.6亿,预估营业额:50亿左右。市盈率(动):229.1。电解液添加剂龙头。 $万盛股份(SH603010)$   $石大胜华(SH603026)$   $永太科技(SZ002326)$  

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