2022年德方纳米研究报告 磷酸铁锂龙头,深耕正极材料

一、技术领先的磷酸铁锂龙头

1.1 磷酸铁锂龙头,深耕正极材料

公司是磷酸铁锂龙头,剥离碳纳米管业务聚焦主业。公司 2007 年成立,2019 年于深交 所上市,主营业务为锂离子电池材料的研发、生产和销售,主要产品为磷酸盐系正极材 料,主要应用于动力电池、储能电池等锂离子电池的制造,最终应用于新能源汽车以及 储能市场等。公司独家采用“自热蒸发液相合成法”生产纳米磷酸铁锂,拥有自主知识 产权,产品具有生产成本低、循环寿命长等特点,广泛应用于动力电池和储能电池,是 磷酸铁锂行业的龙头企业。2021 年公司为进一步聚焦主业,提高公司的竞争优势,优化 公司的盈利结构,公司将收入及净利润规模占比均较小的碳纳米管导电液业务进行了剥 离出售。

公司无控股股东和实际控制人,股权结构分散。2022 年 4 月,公司公告原控股股东、实 际控制人吉学文、孔令涌、赵旭、WANG JOSEPH YUANZHENG、WANG CHEN 的 《一致行动协议》到期解除且不再续签,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。公司目前第一大股东为吉学文,直接持有公司 14.23%的股份, 其对纳米材料的应用研究有深厚造诣,具有开拓创新精神和丰富的企业经营经验;孔令 涌直接持有公司 12.97%的股份,同时通过宁波明慧合正间接持有公司 0.28%的股份,合 计持有 13.25%的股份,为公司第二大股东,现任全国纳米技术标准化技术委员会纳米储 能技术标准化工作组组长;赵旭直接持有公司 2.63%股份,为公司第三大自然人股东。

1.2 聚焦磷酸铁锂,行业红利带来高成长性

磷酸铁锂需求旺盛 , 推动业绩大幅增长 。 2018-2021 公 司 分 别 实 现 营 业 收 入 10.54/10.54/9.42/48.42 亿元,同比+23.26%/0.04%/-10.62%/413.9%;归母净利润分别 为 0.98/1.00/-0.28/8.01 亿元,同比 5.81%/2.07%/-128.36%/2918.8%。其中 2020 年受 疫情影响,公司既有产能开工不足且新项目投产计划延后,致使全年产销不及预期,全年 收入同比下降,业绩出现亏损。2021 年国内新能源汽车补贴退坡,且“CTP”、“刀片 电池”等技术的发展有效地提高了磷酸铁锂电池的能量密度,磷酸铁锂电池凭借成本优 势市场占比逐渐提高,下游需求旺盛推动公司业绩大幅增长,扭亏为盈。2022 年上半年 公司实现营业收入 75.57 亿元,同比增长 492.89%;归母净利润 12.80 亿元,同比增长 847.44%。 聚焦主业剥离碳纳米管业务,纳米磷酸铁锂业务占比快速上升。2018-2021 年公司纳米 磷酸铁锂销售收入分别为 10.13/10.02/9.07/48.10 亿元,纳米磷酸铁锂占公司营业收入比 重快速上升,从 2014 年的 67%上升至 2021 年的 99%,碳纳米管导电液收入占比逐渐 下降,2021 年碳纳米管导电液收入仅为 0.19 亿元,占公司营业收入比重下降至 0.40%。 2021 年,为进一步聚焦主业,优化公司的盈利结构,公司将收入及净利润占比较小的碳 纳米管导电液业务剥离出售。2022 年上半年,公司纳米磷酸铁锂销售收入为 75.23 亿元, 占公司营业收入比重接近 100%。

磷酸铁锂需求持续高景气,公司盈利能力大幅改善。2013-2019 年公司毛利率基本维持 在 20%以上,盈利能力保持良好,其中 2014 年和 2015 年毛利率较高,分别达 38.07%和 40.29%,主要受到国家对新能源汽车开启补贴的刺激,需求大幅增长。2020 年受疫情影 响,下游需求大幅下降,磷酸铁锂销售价格降幅超过 30%,导致公司毛利率、净利率显 著下降,仅分别为 10.36%和-3.70%。2021 年上游原材料价格尤其是碳酸锂价格的上涨 以及磷酸铁锂市场供需偏紧等因素推动公司产品价格大幅上涨,同时得益于成本控制和 新增产能的有效释放,公司的盈利能力较去年同期有较大提升,毛利率和净利率有较大 幅度提升,分别为 28.85%和 16.61%。2022 年上半年公司盈利能力维持稳定,公司的毛 利率为 27.81%,净利率为 16.94%。

1.3 费用管控良好,高研发投入带来技术优势

公司费用控制良好,成本管控能力优异。2018 年-2021 年,公司期间费用率(不含研发) 呈现冲高回落趋势,改善较为明显,分别为 7.46%/7.90%/11.72%/5.15%。2022 年上半年, 公司期间费用率(不含研发)为 4.61%,同比下降 0.53pct,其中销售费用率为 0.25%, 同比下降 0.41pct,主要由于公司绑定大客户,市场开拓费用较低,管理费用率为 3.40%, 同比下降 0.24pct,主要由于公司管理效率提升,财务费用率为 0.97%,同比增加 0.14pct。

公司短期偿债能力增强,营运能力有明显提升。2016-2018 年,公司处于业务扩张阶段, 资产负债率较高,通过高负债进行技术研发与产能扩张。2019 年公司上市,资金压力得 到大幅缓解,资产负债率显著降低。2020 年-2022 年上半年,市场下游需求旺盛,且行 业资金壁垒较高,产能扩张与产业化建设需要较高资金投入,公司资产负债率再度提升, 但整体现金流良好,2022 年上半年公司流动比率和速动比率分别为 1.57/1.21,短期偿 债能力有明显提升。2022 年上半年,公司应收账款周转天数/应付账款周转天数/存货周 转天数分别为 45.25/52.23/86.24,营运能力得到明显改善。

公司研发投入持续增长,技术优势突出。公司设立锂动力研究院和工程技术中心,根据 市场和客户需求,不断开发新产品、提高产品性能、优化生产工艺,近两年研发费用大 幅增长。2021 公司研发费用为 1.64 亿元,占营业收入比例为 3.4%,同比增长 217.75%, 新增申请专利 48 项,新增授权专利 24 项。目前,公司研发的补锂添加剂材料和磷酸锰 铁锂系正极材料均已通过下游客户的批量验证,其中 11 万吨磷酸锰铁锂系正极材料已经 投产,产业化进程行业领先。2022 年上半年,公司研发费用为 1.94 亿元,占营业收入比 例为 2.6%,同比增长 293.26%,研发投入在行业领先。

二、“动力+储能”双管齐下,磷酸铁锂市场空间广阔

2.1 磷酸铁锂材料性能优势突出,成为行业主流

2.1.1 正极材料决定锂电池核心性能

正极材料是决定锂电池性能的最关键部分,磷酸铁锂占据行业主流。锂离子电池主要由 正极材料、负极材料、电解液、隔膜等四大部分构成。其中正极材料能决定了电池的能 量密度、寿命、安全性、使用领域等,是锂离子电池的最关键部分,且正极材料在锂离 子电池组成中价值占比最高,市场空间最大。锂离子电池目前主要的正极材料有钴酸锂、 镍酸锂、锰酸锂、镍钴锰/镍钴铝三元、磷酸铁锂等。磷酸铁锂凭借综合性能优势已经成 为行业主流应用。

2.1.2 磷酸铁锂循环次数高、成本低、安全性强

磷酸铁锂具有循环次数高、成本低、安全性强的优点,整体性能稳定。磷酸铁锂正极材 料具有稳定的工作电压(3.2V)、较高的比容量(170mAh/g)、较长的循环使用寿命(≥ 2000 次)、污染小、化学稳定性好、原材料丰富(电池成本低于三元)等优势,综合性 价比优势突出。同时磷酸铁锂结构稳定,不会因为锂的重复脱嵌而分解释放氧气,同时 与有机电解液的反应活性,充放电时体积变化较小(约 6%),整体性能较为稳定。

磷酸铁锂存在能量密度较低、振实密度小、低温性能较差等缺点。磷酸铁锂的理论容量 约 170 mAh/g,理论密度为 36g/cm³,同时为提高导电性一般需加入导电碳材料,又降 低了磷酸铁锂的体积容量比,且磷酸铁锂在低温下活性较低。

2.1.3 磷酸铁锂制备工艺成熟

磷酸铁锂制备工艺成熟,固相法和液相法均可进行大规模生产。磷酸铁锂目前主流制备 磷酸铁锂的方法主要分为固相法和液相法,固相法包括高温固相法、碳热还原法,液相 法包括水热法、溶胶-凝胶法。高温固相法是目前研究最成熟的,同时也是大规模商业化 应用的合成磷酸铁锂的方法,工艺简单、设备成本较低,较为适合大规模工业化生产。 液相法物相均一,过程简单,是生产磷酸铁普遍采用的制备方法,但液相法由于对生产 条件控制的要求较高,工艺复杂,设备造价高,其产业化难度大于固相法。

2.2 全球电动化进程加速,锂电高景气带动正极材料需求提升

2.2.1 “碳中和”政策加速全球交通绿色化

“碳中和”已成全球共识,燃油车将逐步禁售。据 Energy&Climate Unit 统计,目前已 有欧盟及 27 个国家和地区实现或者明确提出“碳中和”,包括 2 个已实现、6 个已立法、 6 个处于立法状态、14 个发布政策目标。2020 年,中国正式提出二氧化碳排放力争于 2030 年前达到峰值,争取在 2060 年前实现“碳中和”,另外,还有 100 多个国家和地 区在讨论“碳中和”目标。在“碳中和”目标下,欧洲部分国家已经明确燃油车禁售时 间,国际能源署呼吁在 2030 年禁售燃油车。国内海南省也于 2021 年印发《海南省碳达 峰实施方案》,明确提出到 2030 年,全岛全面禁止销售燃油汽车,除特殊用途外,全省 公共服务领域、社会运营领域车辆全面实现清洁能源化,私人用车领域新增和更换新能 源汽车占比达 100%。

2.2.2 全球新能源汽车趋势明确,需求维持高速增长

全球电动汽车趋势明确,渗透率持续提升。根据 GGII 统计,全球新能源汽车由 2015 年 的 61.4 万辆到 2021 年的 645.1 万辆,年均复合增长率 CAGR 高达 48%。受益于欧洲电 动化进程加速、传统车企加速布局新车型不断推出催生行业需求、以及国内新能源汽车 利好政策频出,全球新能源汽车市场有望步入发展的快车道,我们预测 2025 年全球新能 源车销量将超过 2320 万辆,2021-2025 年 CAGR 为 37.8%,电动车渗透率超过 25%。 政策支持叠加产品力提升,国内电动车销量维持高速增长。据中国汽车工业协会统计, 新能源汽车销量从 2015 年的 24.6 万辆到 2021 年的 332.4 万辆,年均复合增长率 CAGR 高达 54%, 2019 年增速较缓,主要是新能源补贴退坡。考虑到终端用户对电动 车的认可度上升,以及政府为发展绿色经济势必会政策支持电动汽车,预计未来几年国内新能源车销量会快速上升,2025 年预计接近 1479 万辆,2021-2025 年 CAGR 为 45.2%。

国内动力电池需求旺盛,铁锂占比进一步提高。据鑫椤咨询,2021 年国内动力电池装车 量为 154.5GWh,同比增长 143%;其中三元电池装机量为 74.3GW,磷酸铁锂电池装机 量为 79.8GWh,占总装机量比重为 51.7%,较 2020 年提升 13.3pct。2022 年 1-7 月国 内正极材料累计产量达 75.29 万吨,同比+81.2%,维持高增趋势,其中铁锂累计产量达 46.1 万吨,同比+119.4%,市场份额进一步提升至 55.3%,三元累计产量达 29.2 万吨, 同比增长 49%,市场份额下滑至 44.7%。

2.2.3 电池集成技术进步打开磷酸铁锂动力电池市场空间

电池系统集成技术的迭代优化放大磷酸铁锂电池优势。磷酸铁锂电池体系的能量密度和 主要技术指标已经接近理论值,电化学性能提升空间有限,市场应用受限。但 CTP 电池、 刀片电池、JTM 电池等锂离子动力电池新集成技术的出现,使得磷酸铁锂电池系统能量 密度与三元电池的差异缩小,打开了磷酸铁锂在中高端车型市场应用空间。在采用 CTP 技术后,磷酸铁锂的能量密度可以接近 5 系三元锂电池的水平,进而使得磷酸铁锂方案 能够覆盖续航里程 400km 左右的车型;而 CTC 技术进一步高度集成,通过智能化动力 域控制器优化动力分配和降低能耗,续航里程可达 1000 公里,百公里电耗降低 12 度以下, 大幅提高了磷酸铁锂电池的渗透率。

2.2.4 国内新能源补贴退坡加速磷酸铁锂渗透率提升

国内新能源补贴逐步退坡,磷酸铁锂优势突出。国内新能源汽车补贴政策从 2009 年开始, 极大的推动了新能源市场发展,2013 年开始补贴逐步退坡,2022 年新能源汽车补贴标 准在 2021 年基础上退坡 30%,2023 年购置补贴政策正式终止。同时由于金属原材料价 格的持续上涨,尤其是锂资源价格长期处于高位,动力电池企业和下游整车企业对于成 本压力大幅提升,具有显著成本优势的磷酸铁锂材料优势被放大,需求景气度持续提升。

2.3 储能市场前景广阔,电化学储能发展迅速

2.2.1 储能需求场景多样,方式多元

储能应用场景多样,技术类型较多。储能是指通过介质或设备,利用化学或物理的方法 把能量存储起来,根据应用需求以特定能量形式释放的过程。储能下游市场需求多样, 决定了储能方式的多元化,根据技术特点的不同,储能可划分为机械储能、电化学储能、 电磁储能。机械储能以抽水蓄能为主,抽水蓄能是目前最为成熟、成本最低、使用规模 最大的储能技术;电化学储能以锂离子电池为主,是应用范围最为广泛、发展潜力最大 的储能技术;电磁储能成本较高,目前占比较低。

2.2.2 抽水蓄能发展受限,电化学储能前景广阔

抽水蓄能应用广泛,但发展空间受限。抽水储能指在电力负荷低谷期将水从下池水库抽 到上池水库时将电能转化成重力势能储存,在电网负荷高峰期释放能源。2021 年全球抽 水蓄能累计装机规模为 182.9GW,同比增长 6.0%,占全球储电装机总规模的 89.2%, 其中我国抽水蓄能累计装机规模达到 43.0GW,同比增长 35.2%,占全国储能装机总规 模的 89.3%。抽水蓄能应用成熟,但存在机械损耗较大、电站效率相对较低、响应时间 较长、建设周期较长等问题,同时项目需建设在水资源丰富的地区,发展空间受限。

电化学储能容量大、响应快,市场发展迅速。电化学储能具有不受地理环境制约、响应 速度快的优点,市场发展迅速。2015-2021 年,全球电化学储能累计装机规模 CAGR 高 达 57.2%,中国电化学储能发展也十分迅速,累计装机规模 CAGR 高达 53.5%。2021 年,全球已投运电化学储能项目的累计装机规模为 24.4GW ,占全球储能装机比例 11.4%,同比增长 71%,中国电化学储能项目累计装机规模为 5.1GW,同比增长 57.2%, 占中国储能市场的 11.2%。电化学储能电池种类繁多,目前应用较广的主要有铅酸电池、 锂离子电池、液流电池、钠硫电池等。早期以最古老成熟的铅蓄电池、全钒液流电池技 术为主,随后锂电池技术初步成熟后凭借更为优良的性能快速实现产业化发展。

2.2.3 锂离子电池综合优势突出,占电化学储能主导

锂离子电池综合性能良好,竞争优势显著。锂离子电池具有响应时间快、功率密度高、 能量密度高的优势,能量转换效率约为 90%,能够满足电力调峰调频、削峰填谷、平滑 功率曲线等不同场景的应用需求,在储能领域竞争力最强。全钒液流电池则存在能量密 度较低、占地面积大、启动速度慢的问题,铅酸电池则存在环境污染严重、功率密度不 足、循环寿命不足等问题。综合对比来看,锂离子电池综合优势突出,市场应用前景最 佳,尤其是磷酸铁锂电池具有循环寿命长、充放电快速、安全性能好、温度适应性强等 优点,在储能领域具有显著的竞争优势。

锂离子电池在电化学储能中占绝对主导地位。2015-2021 年,全球锂离子电池在电化学 储能累计装机比例中始终位于 80%以上,占绝对主导地位。同时受益于锂电池的迅速发 展,国内锂离子电池在电化学储能占比也迅速提升,从 2015 年的 66.0%提升至 2021 年 90.9%,未来占比有望接近全球水平。新增电化学储能装机中锂离子电池也绝对领先, 2021 年中国电化学新增装机 1844.6MW,同比+56.4%,锂电占比 99.3%,其次为液流 电池,占比 0.5%。

2.2.4 磷酸铁锂电池将成为储能市场锂电池主流方向

磷酸铁锂电池特性更适用于储能场景,是目前锂电池储能的发展趋势。磷酸铁锂电池能 量密度较低,但在循环寿命、安全性,成本方面有优势,更适用于储能市场。与三元锂 电池相比,磷酸铁锂电池能量密度为 110-160Wh/kg 左右,低于三元电池 210-250Wh/kg 左右的能量密度;但三元锂电池循环到 2000 次左右容量衰减较多,磷酸铁锂电池可做到 循环次数更多但衰减较少;磷酸铁锂电池安全性要好于三元电池,可通过针刺实验,在 高温环境仍可保持稳定结构,电池变形坏损时也不会发生冒烟、起火等事故;铁、磷元 素对环境友好,磷酸铁锂电池对环境无污染。同时国家能源局在 2022 年 6 月发布《防止 电力生产事故的二十五项重点要求(2022 年版)(征求意见稿)》意见函,明确中大型 电化学储能电站不得选用三元锂电池、钠硫电池,不宜选用梯次利用动力电池,进一步 确立磷酸铁锂电池在储能市场的主流应用。

2.2.5 锂电池龙头企业加速推进储能业务发展

宁德时代、亿纬锂能等龙头企业积极开发储能市场,市场商业化进展加速。根据 CNESA 数据,2021 年宁德时代储能市场出货量为 1800MWh,位居国内第一。宁德时 代的储能产品主要采用方形磷酸铁锂电池,已广泛应用于大型太阳能或风能发电储能配 套、工业企业储能、商业楼宇及数据中心储能、储能充电站、通信基站后备电池等市场。 亿纬锂能则在国内和国际两大市场全面开花,国内方面,公司 2019 年 11 月以第一候选 人中标南方电网动力电池梯次利用储能系统框架采购项目,2020 年 5 月中标中国移动 2020 年通信用磷酸铁锂电池产品集中采购项目,中标总金额达 1.79 亿元。国际方面, 2019 年公司集装箱电池储能系统产品正式进入北美市场,打开国际市场,同时公司规划 到 2023 年实现 60Gwh 的磷酸铁锂电池产能以满足储能市场的需求。

2.3 动力与储能双管齐下,磷酸铁锂需求维持高增长

动力与储能市场双驱动,锂电池赛道坡长雪厚。未来随着全球“碳中和”政策目标临近, 同时海外新能源汽车补贴政策加码,中国新能源汽车市场由政策驱动走向产品驱动,预 计全球新能源汽车需求量年均复合增速有望超过40%,电动车渗透率持续提高。同时欧 洲能源危机刺激全球储能市场,国内发布加快推动新型储能发展的指导意见,全球储能 市场迎来高速发展阶段。预计2021~2025年全球锂电池需求为469.6/720.2/1018.1/1388. 5/1782.7GWh,同比增速为+52.7%/53.4%/41.4%/36.4%/28.4%,2030年锂电池需求有 望超过3600GWh,较2021年实现超七倍的增长,市场空间广阔。预计2021~2025年其中 全球动力电池需求为279.9/459.8/672.3/945.4/1239.7GWh,储能电池需求为66.3/132.6/ 198.9/278.5/362.0GWh,消费及其他电池需求量为123.5/127.8/147.0/164.6/181.1GWh。

磷酸铁锂乘锂电池东风,需求将持续高增长。动力电池领域随着国内新能源汽车补贴的 退坡以及 CTP、刀片电池等电池集成技术的进步将带动磷酸铁锂电池在动力市场的需求。 储能领域磷酸铁锂凭借综合性能优势将持续维持高增长。磷酸铁锂需求在动力和储能双 轮驱动下乘锂电池东风将实现快速增长,预计 2021-2025 年磷酸铁锂正极材料总需求为 47/73.8/114.3/168.2/230 万吨,年均复合增速为 48.7%,以 10 万元/吨磷酸铁锂价格估 算,2025 年市场空间将达到 2300 亿元。

2.4 供给紧张逐步缓解,头部企业格局集中

2.4.1 磷酸铁锂正极格局较集中,龙头企业产能持续扩张

头部企业格局稳定,市场集中度高。2020 年磷酸铁锂正极产量排名前五的企业分别为湖 南裕能、德方纳米、湖北万润、贝特瑞、重庆特瑞,CR5 高达 86.2%,2021 年磷酸铁锂 正极产量排名前五的企业分别为湖南裕能、德方纳米、龙盘科技、湖北万润、融通高科, CR5 下降至 70.1%,市场集中度仍然较高。其中德方纳米由于产能瓶颈出货量有所下降, 市占率下降至 20.2%,仍位居行业第二,湖南裕能市占率较为稳定,保持在 25.0%,维 持行业第一,头部企业格局较为稳定,随着产能持续释放仍将保持较大优势。同时头部 磷酸铁锂企业也开始寻找差异化路线,湖南裕能主打高压实产品,德方纳米依靠工艺特 点产品循环寿命较长,进一步稳定龙头地位。

2.4.2 短期供给紧张逐渐缓解,头部企业绑定下游具有客户优势

行业规划产能较多,头部企业绑定下游客户优势明显。由于下游需求旺盛,头部企业产 能高速扩张,新玩家也积极涌入,除了湖南裕能、湖北万润等传统企业外,磷化工企业、 钛白粉企业如龙佰集团、中核钛白等均有较大规划产能。预计 2022 年底磷酸铁锂供应紧 张状况可以得到大幅缓解,2025 年行业产能将超过 330 万吨,远超 230 万吨的市场需求, 产能过剩已经迫近,而头部企业如湖南裕能(比亚迪参股)、德方纳米(与宁德时代、 亿纬锂能成立合资企业)等与下游大客户深度绑定,订单确定性强,有望享受行业高景 气阶段的市场红利。

2.5 主要竞争对手

2.5.1 湖南裕能:固相法磷酸铁锂龙头

湖南裕能是国内主要的锂离子电池正极材料供应商,专注于锂离子电池正极材料研发、 生产和销售。公司的主要产品包括磷酸铁锂、三元材料等锂离子电池正极材料,目前以 磷酸铁锂为主,主要应用于动力电池、储能电池等锂离子电池的制造,最终应用于新能 源汽车、储能等领域。公司采用固相法工艺生产磷酸铁锂,产品具有高能量密度、高稳 定性、长循环寿命、低温性能优异等优点,是宁德时代和比亚迪等两大龙头电池企业的 主要供应商,也向亿纬锂能、蜂巢能源、远景动力、赣锋锂电、瑞浦能源、中兴派能等 知名锂电池企业出货。公司成功通过深交所创业板 IPO,拟于年内上市。据高工锂电数 据,公司 2021 年在国内磷酸铁锂正极材料领域的市场占有率为 25%,磷酸铁锂出货量 排名第一,磷酸铁锂收入占比高达 98.2%。

2.5.2 湖北万润:采用固相法工艺,产品用于“刀片”电池

湖北万润成立于 2010 年 12 月,公司主要生产锂离子动力电池和储能电池的正极材料及 其前驱体,产品为磷酸铁锂、磷酸铁等,是宁德时代、比亚迪、中航锂电和亿纬锂能等 国内主流锂电池生产企业的重要正极材料供应商,是我国磷酸铁锂、磷酸铁行业的龙头 企业之一。公司生产的 A8-4 系列产品因其出色、稳定的性能表现受到下游主流动力电池 生产厂商广泛认可,已用于比亚迪“刀片”电池和宁德时代高性能电池的生产。公司已 成功通过上交所科创板 IPO,拟于年内上市。据中国化学与物理电源行业协会数据,公 司 2021 年磷酸铁锂出货量为 4.1 万吨,市占率 8.54%,磷酸铁锂收入占比高达 97.3%。

2.5.3 富临精工:采用固相法草酸亚铁路线,高压实产品性能出众

富临精工成立于 1997 年,总部位于四川省绵阳市,主要从事汽车发动机精密零部件的研 发、生产和销售,是国内具有较高影响力的汽车发动机精密零部件供应商之一。公司 2015 年 3 月登陆深交所创业板,2016 年 12 月成功并购湖南升华科技进入新能源材料行 业,升华科技是国内老牌磷酸铁锂生产商,采用固相法草酸亚铁路线,高压实产品性能 出众,截至 2021 年底,公司拥有 6.2 万吨磷酸铁锂产能,目前已成为 CATL、蜂巢能源、 鹏辉能源、多氟多、星恒电源等知名客户的锂电正极材料供应商,并计划投资 40 亿元投 建年产 25 万吨磷酸铁锂正极材料项目。公司积极推进技术迭代和产品升级,快速在新能 源动力市场抢滩卡位,不断增强公司的综合竞争优势。

三、液相法铸就技术护城河,绑定下游建立客户优势

3.1 液相法工艺壁垒高,产品成本和性能优势突出

公司液相法工艺业内独有,技术壁垒高。磷酸铁锂制作工艺通常可以分为固相法和液相 法,固相法设备和工艺简单,制备条件容易控制,较为适合工业化生产,但原材料固相 不均匀,化学反应产物颗粒较大,粒度分布范围宽,产品批次一致性较差。公司是行业 内唯一使用液相法生产磷酸铁锂的厂家,拥有的“自热蒸发液相合成法”属全球首创, 通过将原料锂源、铁源、磷源和辅料混合后即可自发反应,反应放热后快速蒸发水分而 自动停止反应,得到纳米磷酸铁锂的前驱体,而后在烧结过程中加入碳源,进行两次的 高温分解,得到非连续的石墨烯包覆磷酸铁锂颗粒。该工艺具有能耗低、产品性能优、 批次稳定性好、生产成本低的特点,技术壁垒较高。

3.1.1 产品性能领先,循环和一致性好

产品低温和倍率性能突出,循环寿命高。公司拥有“自热蒸发液相合成纳米磷酸铁锂技 术”、“非连续石墨烯包覆技术”、“离子掺杂技术”、“纳米化技术”、“涅甲界面 改性技术”、“离子超导技术”等技术,能够将磷酸铁锂的一次颗粒的一维平均粒径控 制在纳米量级,比容量平均达到 155mAh/g,通过高导电、非连续多层石墨烯结构包覆 层新技术有效提高了材料的导电性能,体积电阻率小于 3Ωcm,可以显著提高锂离子电 池的充放电倍率性能和低温充放电性能,提高锂电池安全性并增加循环使用寿命。公司 DY-1 型号产品从晶格和 SEM 图像可以清晰看出粒径均一,形貌良好,循环次数超过 8000 次,远超同行 3000-5000 次水平。DY-3 和 DY-5 则是公司高压实高容量产品,适用 于动力领域,倍率性能优异。

3.1.2 成本优势明显,竞争力强

液相法对原材料要求较低,具备锂源成本优势。液相法仅对原材料纯度有一定要求,同时由 于液相法反应更为充分且相对均匀,对原材料杂质容忍度较高,能够使用品位较低的工业级 碳酸锂,而固相法对原材料种类、纯度、粒度等有多维要求,且主要使用电池级碳酸锂,同 时期下液相法锂源成本优势明显。我们测算 2020 年以来电池级碳酸锂和工业级碳酸锂折算后 平均有 0.9 万元/吨 LCE 的价差,能够为公司的磷酸铁锂带来约 0.22 万元/吨的成本优势,同 时该价差在锂盐价格大幅上涨时更大,公司成本优势更为凸显。

液相法能耗较低,自制硝酸铁进一步降低成本。公司独有的“自热蒸发液相合成法”, 在前驱体制备环节依靠自身化学反应放热化学,烧结时温度仅需 650℃-680℃,而固相 法烧结时温度一般为 700℃-730℃,能耗较低,同时因为液相法工艺产品形成纳米化颗 粒,无需物理研磨,进一步降低能耗。同时公司在生产过程回收氮氧化物自制硝酸铁, 铁源来自外购铁块,进一步降低原材料成本。

单吨综合成本较低,产品竞争力强。公司 2019-2021 年磷酸铁锂单吨成本分别为 3.38 万 元/2.66 万元/3.75 万元,始终处于行业较低水平,具有较强的竞争力。公司一线竞争对 手主要为湖北万润和湖南裕能,其中湖北万润 2019-2021 年磷酸铁锂单吨成本分别为 3.65 万元/2.69 万元/3.73 万元,2021 年湖北万润在碳酸锂价格低位时采购 3000 多吨碳 酸锂,大幅降低原材料成本,使得单吨成本低于公司;湖南裕能 2019-2021 年磷酸铁锂 单吨成本分别为 3.31 万元/2.48 万元/3.73 万元,2019-2020 年湖南裕能主要由于电力采 购单价较低,单吨成本低于公司。与富临精工和龙蟠科技等二线竞争对手对比,公司始 终具有明显的成本优势。

3.2 公司产能持续扩张,尽享赛道红利

公司积极扩产,应对动力和储能市场高增长需求。2021 年,公司曲靖磷铁、曲靖德方一 期项目及二期项目产能释放,产能持续提升,截至目前公司已建成纳米磷酸铁锂产能 26.5 万吨/年,同时积极推进与合资公司德方亿纬“年产 10 万吨纳米磷酸铁锂项目”和 宜宾德方时代“年产 8 万吨磷酸铁锂项目”,规划到 2025 年底纳米磷酸铁锂产能达 34.5 万吨/年;公司已建成磷酸锰铁锂产能 11 万吨/年,规划到 2025 年底磷酸锰铁锂产 能达 44 万吨/年,合计磷酸盐系正极产能 78.5 万吨;同时公司积极挖掘液相法工艺潜力, 推出补锂剂产品,在建补锂剂产能 5,000 吨/年,规划到 2025 年底补锂剂产能达 2.5 万 吨/年。

3.3 公司与大客户深度绑定,市场竞争优势明显

公司与下游大客户深度绑定,客户集中度较高。公司已经与宁德时代、亿纬锂能、比亚 迪等锂电池龙头企业形成长期合作关系,2009 年就与比亚迪展开合作,2014 年通过宁 德时代产品认证进入供应链, 2016 年与亿纬锂能展开合作。2016-2021 年公司第一大客 户一直是宁德时代,销售额占比长期维持在 60%以上,2021 年公司对宁德时代销售额占 比近 70%,前五大客户占比达 97%,客户集中度较高。

公司是宁德时代磷酸铁锂一供,产品多用于储能领域。2021 年公司对宁德时代销售额占 比近 70%,销售量按照 70%估算,2021 年公司磷酸铁锂对宁德时代约出货 6.39 万吨。 预计宁德时代 2021 年磷酸铁锂电池(动力+储能)产量约为 70GWh,约需磷酸铁锂正 极材料 15.4 万吨,公司 2021 年磷酸铁锂出货量约占宁德时代采购量的 41%,是宁德时 代磷酸铁锂一供。公司纳米磷酸铁锂材料由于循环性能优异,多用于宁德时代储能产品, 是宁德时代储能电芯磷酸铁锂正极的绝对主供。

与锂电池龙头企业合资扩产,伴随客户订单增长持续成长。公司与下游锂电池龙头企业 宁德时代、亿纬锂能开展合资经营,产能加速扩张,绑定龙头企业后产品有稳定的大额 订单消化,有利于公司进一步提升市场份额,带动公司持续成长。

四、推出新产品提高盈利能力,打开新的成长空间

4.1 延续液相法优势率先实现磷酸锰铁锂产业化

磷酸锰铁锂是磷酸铁锂的升级版,能量密度更高。磷酸锰铁锂是在磷酸铁锂的基础上添 加一定比例的锰而获得的新型正极材料,相比磷酸铁锂具备高电压、高能量密度以及更 好的低温性能。根据工信部最新公布的 2022 年第五批新能源汽车推广应用推荐车型目录, 磷酸铁锂电池能量密度最高为 161.27Wh/kg,近几年提升缓慢,故磷酸锰铁锂电池渐受关 注。磷酸锰铁锂的电压平台为 3.8~4.1V,高于磷酸铁锂的平均电压平台 3.2V。在同样放 电比容量和压实密度下,磷酸锰铁锂电池的能量密度比磷酸铁锂电池的能量密度高出约 15%-20%。此外,磷酸锰铁锂相较于磷酸铁锂具有低温性能优势,磷酸锰铁锂在-20℃下 容量保持率能够达到约 75%,而磷酸铁锂的容量保持率仅为 60%-70%。

磷酸锰铁锂较三元安全性更强、成本更低,有望替代中镍三元。磷酸锰铁锂具有和磷酸 铁锂相同的橄榄石型结构,相比于三元材料的层状结构,在充放电过程中结构更加稳定, 即便充电过程中锂离子全部嵌出,也不会发生结构崩塌,故其安全性更强。在成本方面, 磷酸锰铁锂的主要元素为锰和铁,铁的价格低于钴、镍、锰。此外,当下钴和镍的市场 价格远高于锰,故磷酸锰铁锂电池成本相对较低。从单瓦时能量密度的角度看,整个电 池系统的装机成本上,磷酸锰铁锂电池略低于磷酸铁锂电池,并且大幅低于三元电池, 有望实现对中镍三元材料的替代。

磷酸锰铁锂导电性差、锂离子扩散速率低,改性技术进步有望加速产业化进程。磷酸锰 铁锂的电子电导和离子电导性均显著低于三元材料和磷酸铁锂,导电性和倍率性能较差, 同时存在锰溶出问题。目前材料改性技术不断进步,主要有纳米化、包覆、掺杂和复合 三元四种,这些技术单一或协同作用已能大幅改善磷酸锰铁锂性能问题。

正极和电池企业加大磷酸锰铁锂布局,市场前景广阔。磷酸铁锂能量密度遭遇瓶颈、三 元材料成本居高不下,促使正极材料厂商及电池厂商加速布局磷酸锰铁锂材料。2021 年, 锂电龙头宁德时代以 4.13 亿元投资磷酸锰铁锂材料公司力泰锂能,占股 60%。2022 年 7 月,高镍正极龙头容百科技收购斯科兰德,正式进军磷酸锰铁锂行业。德方纳米年产 11 万吨磷酸锰铁锂正极材料项目,已经于 2022 年 9 月投产,率先实现产业化。此外,磷酸 锰铁锂的相关技术研究亦发展迅猛,截至 2022 年 6 月,国家知识产权局已公告磷酸锰铁 锂相关专利共计 240 项。

公司拥有多项磷酸锰铁锂技术沉淀深厚,延续液相法优势率先在行业内实现产业化。公 司拥有 7 项磷酸锰铁锂相关专利,在行业中处于领先地位,公司延续独家首创的“液相 法”优势,运用“涅甲界面改性技术”和“离子超导技术”等核心技术,有效解决了磷 酸锰铁锂导电性能与倍率性能差的难题,率先打开了磷酸锰铁锂产业化应用的空间。 2022 年 9 月,公司曲靖德方年产 11 万吨磷酸锰铁锂系正极材料生产基地项目正式建成 投产,是目前全国已建成投产最大单体产能的磷酸锰铁锂正极材料项目,领跑整个行业 发展,将强力驱动新能源产业链的革新和发展。

4.2 推出补锂剂完善产品矩阵

补锂剂能够显著提高锂电池能量密度和循环寿命,可称为锂电池“维生素”。锂电池在 首圈充电阶段会形成固态电解质界面(SEI)成膜,SEI 膜一方面具有有机不溶性,能够 保护正负极,提高电池的循环性能和使用寿命,另一方面导致正极有 7~20%的活性锂被 不可逆地囚禁在石墨负极的表面,电池容量下降。应用补锂剂能够直接补偿或抵消 SEI 膜形成过程中的锂损失,有效提高锂电池的总容量和能量密度。 补锂剂可分为负极补锂和正极补锂,正极补锂应用前景最佳。负极补锂多采用锂箔、锂 粉等,容量高,但操作复杂、对环境要求高;正极补锂则直接添加补锂剂,安全稳定性 高,与现有电池生产工艺兼容性好,工业应用前景最佳。正极常见的补锂剂有铁酸锂和 镍酸锂,属于富锂化合物,可以显著提高锂离子电池首次效率和能量密度,具有合成工 艺简单、材料价格低廉、补锂安全性高等优点。

公司推出正极补锂剂,完善产品矩阵打造新增长驱动。公司已取得铁酸锂的制备工艺专 利(CN112117433A),有望率先实现补锂剂产业化,于 2021 年投建 2.5 万吨补锂剂项 目,预计 2023 年投产;2022 年公司又新建 2 万吨项目,补锂剂产能总规划达 4.5 万吨。 公司的补锂剂产品路线步骤简单,适合工业化生产,同时补锂效率高、补锂难度小、材 料成本低、补锂安全度高,可大幅提升锂电池的能量密度和循环寿命,公司有望长期享 受技术红利。另外公司的磷酸锰铁锂材料与补锂剂搭配使用能够有效提高产品性能,增 加材料应用范围,形成产品组合优势。

五、盈利预测

我们对公司主营业务给出关键假设: 纳米磷酸铁锂业务:公司主要客户为宁德时代、比亚迪、亿纬锂能等国内主流动力电池 厂商,并与宁德时代、亿纬锂能合资经营扩产,凭借下游客户需求拉动,公司纳米磷酸 铁锂正极材料出货量有望持续走高。我们预计公司 2022-2024 年纳米磷酸铁锂正极销量 分别为 18.6/29.3/32.8 万吨,纳米磷酸铁锂业务营收分别为 216.3/267.0/247.7 亿元,毛 利率分别为 18.1%/16.5%/15.5%。

磷酸锰铁锂业务:公司 11 万吨磷酸锰铁锂项目已于在 2022 年 9 月建成投产,33 万吨项 目预计于 2024 年逐步建成,由于磷酸锰铁锂下游导入进度较快,销量有望大幅增长。我 们预计公司 2022-2024 年磷酸锰铁锂正极销量分别为 0.75/5.5/16.5 万吨,磷酸锰铁锂正 极业务营收分别为 10.0/57.6/143.4 亿元,毛利率分别为 17.8%/20.5%/22%。

补锂剂业务:公司 2.5 万吨补锂剂项目预计于 2023 年投产,2 万吨补锂剂项目预计于 2024 年投产,基于补锂剂主要搭配高镍及硅基负极使用,市场处于初步发展阶段,公司 产能或较低。我们预计公司 2023-2024 年补锂剂销量分别为 0.5/1.35 万吨,补锂剂业务 营收分别为 22.5/50.6 亿元,毛利率分别为 20.6%/20.8%。 我 们 预 计 公 司 2022-2024 年 营 业 收 入 为 226.4/347.3/442.0 亿元, YoY 分 别 是 368%/53%/27%,毛利率分别是 17.6%/15.9%/15.8%。


(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。)

相关报告