2025年三祥新材研究报告:核级锆项目投产,固态电池未来可期

1 打造锆系新材料平台

1.1 打造锆系新材料平台,持续延链拓展

公司始创于 1988 年,系国家高新技术企业、工信部专精特新“小巨人”企业、全国文明单 位和全国模范劳动关系和谐企业。 公司于 2016 年 8 月在上交所主板 A 股发行上市,2018 年收购了下游专业生产工业级海 绵锆企业辽宁华锆,进入海绵锆领域。 2020 年 2 月发行可转债募集资金,以辽宁华祥为主体建设年产 2 万吨氧氯化锆项目;与 宁德时代合资成立宁德文达镁铝,切入镁铝合金领域;通过参与三祥锆镁产业基金投资了锆基 液态金属项目。 2021 年设立宁德三祥纳米新材料开展纳米氧化锆项目,向氧氯化锆下游延伸。 2023 年 12 月,公司与南京佑天金属科技有限公司签署战略合作协议,加快步入核级海绵 锆领域。 2024 年公司锆系固态电解质产品通过测试,并向下游小批量供货。

目前,公司已形成“锆系、镁系和先进陶瓷系”三大业务板块,并持续延链拓展,产品主要 涵盖电熔锆、纳米氧化锆、金属锆、氧氯化锆、铸改新材料、单晶电熔铝、锆基非晶合金(液 态金属)、镁铝合金、先进陶瓷等 160 多个品种。产品被广泛应用于核能、冶金、化工、电子 通讯、新能源、光伏、建筑、医疗及汽车等领域,业务遍及全球 30 多个国家和地区。

1.2 股权比例集中

股权比例集中。公司控股股东为汇阜投资、汇和投资、永翔贸易,三家合计持有公司52.48% 的股份,其中汇阜投资持有公司16.50%股权,夏鹏持有汇阜投资100%股权,直接持有公司1.79% 的股份;汇和投资持有公司 15.89%的股份,吴世平持有汇和投资 100%股权;永翔贸易持有公 司 20.09%的股份,卢庄司持有永翔贸易 50.8%股权。

夏鹏、吴世平、卢庄司三人为多年合作伙伴,并于 2012 年 10 月 26 日签订了《一致行 动协议》,为本公司的实际控制人。

1.3 2023-2024 年业绩相对承压,发力中高端应用及产品

需求整体向好,业绩稳步增长。公司 2020-2022 年实现营收与净利润稳步增长,营收规模 由 7.33 亿元增至 9.72 亿元,年复合增长率为 15.15%,归母净利润由 0.65 增至 1.51 亿元, 年复合增长率 52.42%,主要受益于下游产业核电、液晶玻璃窑炉、高温耐火耐磨材料行业对 高品质原材料需求进一步加强,公司抓住机遇拓展新兴领域,核电、光伏、汽车摩擦材料应用 领域的销售增长明显。 行业竞争加剧,需求整体承压。2023 年公司实现营业收入/归母净利润 10.80/0.79亿元, 同比+11.07%/-47.48%,利润下滑主要由于下游需求不及预期,行业竞争加剧以及原材料成本 高位运行等因素影响。 2024 年公司实现营业收入/归母净利润 10.54/0.76 亿元,同比-2.41%/-4.38%,2025 年 Q1 营业收入/归母净利润为 2.31/0.14 亿元,同比-9.75%/-29.44%,行业竞争压力较大,传统领 域需求受到冲击,公司在海绵锆、高端摩擦材料、新能源行业等中高端应用领域的销售量有所 增长,抵消了部分影响。

盈利能力方面,公司毛利率/净利率在 2022 年达到 34.14%/17.15%,主要由于电熔氧化锆 业务盈利能力增强,整体毛利率由 2020 年的 26.19%提升 7.95pct 至 34.14%,2023 年-2024 年 由于行业竞争压力加剧,辽宁华祥转债项目投产后持续亏损,影响公司整体盈利情况。

1.4 实施新一轮股权激励

公司于 2025 年 3 月 5 日通过了《关于向 2025 年股票期权与限制性股票激励计划激励对 象首次授予股票期权与限制性股票的议案》,向符合条件的 75 名激励对象授予 231.50 万份股 票期权,占总股份的 0.55%,行权价格为 20.03 元/份;向符合条件的 15 名激励对象授予 48.00 万股限制性股票,占总股本的 0.11%,授予价格为 10.02 元/股。 激励计划授予的股票期权在 2025-2027 年分年度对公司净利润进行考核,2025-2027 年净 利润目标分别为 1.5/2.2/3.0 亿元。

2 发力高端锆制品,产能稳步扩张

2.1 锆产品矩阵不断完善

锆产品种类丰富。公司锆产品种类丰富,形式多样,目前已初步实现了锆系领域的沿链发 展策略,先后布局海绵锆、氧氯化锆、锆基非晶合金、纳米复合氧化锆等领域,各项业务产业 化进展整体顺利,带动了公司销售规模的稳步增长。 具体看,公司通过外购锆英砂等资源品,经过烧碱、水洗、电解等处理,生成氧氯化锆、 电熔氧化锆等初级产品;继续煅烧、氯化、还原还可制成二氧化锆、工业级海绵锆等产品;如 果提纯、分离技术水平达到一定水准,可以制成核能级海绵锆。 产能方面,公司目前拥有电熔氧化锆实际产能 26000 吨;工业级海绵锆产能 5000 吨,包 括核级海绵锆 1300 吨;氧氯化锆项目 2 万吨。

2.2 公司是我国电熔氧化锆领先企业之一,拥有电熔氧化锆实际产能 26000 吨

公司是我国电熔氧化锆领先企业之一,2016 年上市募集资金建设年产 10000 吨电熔氧化 锆系列产品项目,目前拥有电熔氧化锆实际产能 26000 吨。

氧化锆的制备方法主要包括化学法和电熔法。由于氧化锆用途不同,对其成分、纯度、晶 形、结构、粒度要求不同,相应发展出不同的制备工艺方法。在工业生产中,以锆英砂(ZrSiO4) 为原材料生产氧化锆主要有两类方法:化学法和电熔法,相应的氧化锆产品分别称为化学氧化 锆、电熔氧化锆。 化学法工艺路线产生大量有害废弃物,环保营运成本较高。化学法主要工艺包括碱熔法和 氯化法,碱熔法生产中产生的大量含废碱液和含锆硅废渣需要进一步环保处理;氯化法生产中 产生的大量四氯化硅(SiCl4)液体具有强腐蚀性,有毒,回收再利用的成本昂贵,环保营运 成本很高。

电熔法工艺路线符合“环保、循环安全的可持续发展道路。电熔法利用布袋除尘装置,基 本能够将锆英砂中的 Si 元素以微硅粉(SiO₂ )粉体形态回收,资源利用充分,属于节能环保 型生产工艺。 高品质电熔氧化锆的生产,不仅需要高品质的锆英砂原料以及针对不同应用领域对锆英 砂进行化学元素检验,而且需要成熟的电弧炉熔炼脱硅技术和后续粉体加工处理技术。

电容氧化锆主要应用于耐火材料、陶瓷等领域。电熔氧化锆属于新型无机非金属材料,具 有高熔点、高硬度、高强度、高韧性、高耐磨性及耐腐蚀性等特点,主要应用于耐火耐磨材料、 陶瓷色釉料等领域。因其生产工艺节能环保且生产成本比化学氧化锆具有明显优势,近年来在 各领域的应用越来越广泛,在部分领域开始逐步替代化学氧化锆, 公司自主研发了高纯电熔氧化锆、稳定电熔氧化锆、特种电熔氧化锆等一系列新产品和新 工艺,主要下游领域有玻璃工程、陶瓷色料、汽车零部件、金属锆材等行业,公司已成为旭硝 子(日本,玻璃窑炉耐火材料)、FRAMATOME(法国,核级锆材)、Federal Mogul(美国,汽车 零部件)、IMERYS(法国,工业矿物生产和加工)等诸多大型下游企业的供应商。 公司电熔氧化锆产品性能达到化学氧化锆水平,可用于生产工业级和核级海绵锆。目前 公司生产的高纯电熔氧化锆产品的纯度指标已接近或达到化学氧化锆产品水平;经过表面活 性处理的特种电熔氧化锆产品在陶瓷色釉料中的发色效果与使用化学氧化锆产品的效果已无 明显差异;电熔氧化锆作为工业级和核级海绵锆的生产材料,可避免产生四氯化硅废液等,降 低末端环保治理成本。

2.3 氧氯化锆一期 2 万吨项目达产

公司 2020 年通过可转债募集资金 2.05 亿元建设年产 2 万吨氧氯化锆项目,项目于 2022 年建成投产,此外公司另规划 8 万吨氧氯化锆产能,二期年产 4 万吨氧氯化锆项目于 2023 年 3 月开始建设,现由于市场环境影响暂时搁置。

氧氯化锆是锆基基础性原材料,在高端领域可用于电子、电池电解质、海绵锆(核级)等。 氧氯化锆为锆的无机盐,是众多锆基终端产品生产所需的主要基础性原材料,除传统陶瓷、玻 璃、涂料等领域,氧氯化锆也可以用于制造各类型的稳定型、复合型氧化锆,这些氧化锆产品 是高端电子陶瓷、传感器、燃料电池电解质等重要原材料之一,拥有广阔的市场前景;氧氯化 锆还可用于制备海绵锆,经后续加工可用做核电及核军工应用的堆芯材料及化工装备材料等。 氧氯化锆制备方法包括碱熔法和氯化法。和市场成熟的氧氯化锆生产工艺主要有:碱烧结 法(俗称碱熔法)和四氯化锆水解法(俗称氯化法)。目前我国大多数生产企业采用传统的生 产工艺碱熔法,而非采用较为先进的氯化法,碱熔法工艺生产的氧氯化锆产品回收率较低、能 耗较大、成本较高,且污染治理成本也较高。 公司采用锆英砂直接沸腾氯化法生产。公司采用的是的锆英砂直接沸腾氯化法生产工艺, 该生产工艺为公司自主研发,该工艺生产产品在品质、成本、环保、 节能等方面都明显优于 现有碱熔法,产品不仅能满足锆、硅等高端制造产业的市 场需求,也可推动行业技术进步和 传统产业的转型升级。 沸腾氯化法分为前段和后段工艺,前段为核心工艺,后段为常规工艺。沸腾氯化法生产工 艺主要分为前段沸腾氯化工艺生产四氯化锆和后段水解工艺得到氧氯化锆,其中前段工艺为 核心工艺,后段为常规工艺。前段的沸腾氯化工艺与子公司辽宁华锆目前海绵锆核心生产工艺 基本相同,核心技术来源于股东石政君和教喜章,两人于 2009 年创办敖汉华钛,在国内较早 从事海绵锆生产业务,采用其自主发明的沸腾氯化法生产四氯化锆方法,独立开发出沸腾氯化 法生产工艺和生产设施,实现了工业级海绵锆的大批量生产,技术实力处于国内领先水平,敖 汉华钛因此成为行业标准编制单位之一。 前段工艺:将锆英砂与碳粉按一定配比混合,在一定的温度下,通入氯气进行氯化反应, 生成 ZrCl4 气体,同时其它杂质如 Si、Fe、Al、Ti 等也都生成相应的氯化物,通过冷凝过 程,得到四氯化锆。其化学反应方程式:ZrSiO4+4Cl2+3C=ZrCl4+SiCl4+2CO+CO2。

后段工艺:四氯化锆溶于水生成氧氯化锆溶液和盐酸,利用氧氯化锆在盐酸中的溶 解度 和特性,使氧氯化锆结晶制得合格氧氯化锆产品。ZrCl4+9H2O=ZrOCl2• 8H2O+2HCl。

2.4 公司拥有 5000 吨工业级海绵锆产能

公司 2018 年收购了下游专业生产工业级海绵锆企业辽宁华锆,进入海绵锆领域,目前辽 宁华锆已成为国内乃至亚洲最大的工业级海绵锆生产企业之一,拥有 5000 吨工业级海绵锆产 能。 金属锆又称为海绵锆,具有惊人的抗腐蚀性能、高熔点、超高硬度和强度、突出的核性能 以及易吸收氢、氮、氧等特点,被广泛运用核能、军工、航空、航天、化工、精密设备等领域。 海绵锆分为工业级海绵锆和核级海绵锆。海绵锆按用途划分,可分为核级海绵锆(核用等 级海绵锆)和工业级海绵锆(工业等级海绵锆)两大类别,工业级海绵锆又可以区分为工业级、 火器级和等外级三大类别。

传统技术工艺以锆英砂为原料,环境影响大。传统技术工艺是以锆英砂为原料、经沸腾氯 化生产四氯化锆,再经分离还原得到海绵锆,生产过程中锆英砂中的 Si 成分会生成大量无法 有效利用且具有腐蚀性的 SiCl4,锆英砂的有效利用率较低、环境影响较大。 公司新技术工艺以电熔氧化锆为原料,环保效用高。公司新技术工艺以电熔氧化锆为原料 直接经沸腾氯化生产四氯化锆,再经分离还原得到海绵锆,由于电熔氧化锆生产环节锆英砂中 的 Si 成分生产副产品微硅粉,后续沸腾氯化环节不再产生 SiCl4,因此,新技术工艺不仅锆 英砂利用率高,而且有效解决了原技术工艺生产中沸腾氯化环节产生大量具有腐蚀性 SiCl4 的环保治理难题,是一种节能环保的新型技术工艺。

2.5 铸改材料用于球墨铸铁领域

铸造改性材料可用于提升铸铁性能。公司铸造改性材料产品主要分为球化剂、孕育剂、包 芯线,广泛应用于球墨铸铁领域,例如在球墨铸铁铸造过程中,添加铸造改性材料后,能够实 现铁水脱氧脱硫、净化铁水夹杂物、球化片状石墨等目标,从而改善铸铁性能、提高铸铁品质, 特别是增强铸铁的塑性、韧性等性能。 铸造改性材料应用领域广泛,竞争者众多。铸造改性材料主要应用于冶金、航天、军工、 汽车、内燃机、机床、风电、核电等众多领域的球墨铸铁件制造,主要包括球化剂、孕育剂以 及逐渐普及的包芯线等。铸造改性材料行业属于充分竞争市场,行业内企业众多、竞争较为激 烈, 其中产量规模较大的有埃肯公司(Elkem)、无锡永新特种金属有限公司、南京宁阪特殊 合金有限公司、镇江东丰特殊合金有限公司、哈尔滨科德威冶金股份有限 公司及广东宏德铸 造材料有限公司等。

铸造改性材料的主要原材料包括主要为钢带、硅钡、镁粒和硅铁等,均主要在国内生产, 供应量充足,能够满足生产需要。 目前铸造改性材料的生产方法按照制造工艺主要分为火法冶炼、包芯线法、压块法、机械 混合法等,火法冶炼是后面几种方法的基础,也是生产铸造改性材料的主要方法。

3 核级海绵锆开始供货,成为公司新增长点

3.1 锆铪分离技术壁垒较高,高纯锆、铪制备亟需攻关

核级锆应用于核电领域,售价高昂。核级海绵锆以氯氧化锆为原料,经过萃取、氯化、提 纯、还原、蒸馏得到海绵状核级锆金属,核级海绵锆与工业级海绵锆的主要区别为核级海绵锆 采用锆铪分离技术将工业级海绵锆中含有的铪金属分离出来,核级海绵锆主要应用于核电领 域,生产成本高,售价高昂,目前约为 50 万元/吨,工业级海绵锆无需对铪进行分离,生产成 本和售价相对核级锆低很多,可以广泛应用于除核以外的其他领域。 核级海绵锆的核心是锆铪分离技术。在自然界中,锆和铪总是伴生产生,没有单独存在的 锆或铪。因此,锆铪分离成为制备核级锆、铪的关键。通常,原子反应堆用的锆铪合金中,两 者互为“有害成分”。为了维持锆和铪合金各自的核性能,对锆和铪合金中含量提出了一定的 要求,即锆中铪的含量不得高于 100 ppm,而铪中锆的含量也不应高于 2%。根据国家自然基金 委员会《关于发布关键金属冶金的科学基础重大研究计划 2025 年度项目指南的通告》,核级 金属锆铪目标纯度达 5N5,氧含量低于 30 ppm。 锆铪分离分为火法、湿法路线,商业化提取高纯度锆、铪难度极高。获得高纯度的锆、铪 需要经过大量的实验室研究和技术创新,以降低分离过程中的能耗和材料消耗,最终实现商业 化应用,目前锆铪分离主要分为火法和湿法两大路线,相对火法分离的设备要求和操作等方面 湿法分离在环境、生产效率和操作上更具可行性。

目前世界上高纯度锆、铪市场份额被法、美、俄等国家所占,目前海外核级海绵锆生产商 主要是美国华昌与西屋公司、法国 FRAMATOME、俄罗斯切别兹基机械厂等少数掌握完整的制取 核级和工业级海绵锆技术。 国内锆、铪行业的市场集中度相对较高,少数几家大型企业占据了较大的市场份额。这些 企业凭借技术优势、资源掌控能力和规模效应,在行业中占据主导地位。例如,国核维科、中 核晶环、金铂宇、佑天金属、辽宁华锆、朝阳东锆等企业在核能、航空航天等高端应用领域具 有较强的技术壁垒,使得新进入者难以在短期内形成有效竞争。

3.2 核级海绵锆可用于核燃料组件等部位

核级海绵锆加工为核级锆材,用于核燃料组件等部位。核级海绵锆通过添加各种元素形成 不同牌号的合金,进而加工成为核燃料组件中的管、棒、带材,成为核级锆材,被广泛用作水 堆的结构材料,如包壳材料、定位格架、端塞等。

在核能工业中锆及其合金具有以下优点: (1) 较低的中子截面,中子经济性好; (2) 良好的可加工性; (3) 适中的机械强度、较高的耐腐蚀性; (4) 良好的材料相容性,最大限度保证中子参与链式反应。 由于核级锆是构成核安全中至关重要的第一道屏障,也是核电站反应堆运行中不可或缺 的关键结构材料,因此锆合金的研发周期长、服役要求高,从研发到批量化生产需要经过大量 的性能测试和工序调整。

3.3 预计 2025 年国内/全球核级海绵锆需求达 1927/12510 吨

核级锆是核燃料组件中高价值耗材。核燃料组件通常需要将数百根燃料棒按一定的形式 排列,而燃料棒由数百个圆柱形燃料芯块首尾相连安放在锆合金包壳中组成。通常百万千瓦核 电机组会选取 157 或 177 方案,即堆芯内安装 157 组或 177 组燃料组件。核电机组运行过程 中每一到两年需要进行一次换料操作,堆芯所有燃料组件中 1/3~1/4 会更换成新组件,约 40~50 组燃料组件。

新建核电机组将密集投产。截止 2024 年 12 月 31 日,我国运行核电机组共 57 台(不含 台湾地区),年内投产 2 台核电机组,装机容量合计为 59431.7MW。由于核电站一般存在 5-8 年的建设周期,2016-2018年连续三年的零核准导致了2021-2023年新增核电装机量的低迷,2019 年重启核电审批,预计核电机组将于十五五期间密集投产,业内预计 2030 年我国在运核电装 机规模将达到 120-130GW,2035 年我国在运核电装机规模将达到 200GW。 预计 2025 年国内核级海绵锆需求达 1927 吨,2030 年将达到 4153 吨。假设每 GW 核电首 次装机约需锆材 45 吨,按每年更换 1/3 组件测算,建成机组每年更换锆材需求为 15 吨,核级 海绵锆的成材率在 50%,我们测算2025年国内核级海绵锆需求达1927 吨,2030年将达到4153 吨。

预计 2025 年全球核级海绵锆需求达 12510 吨,2030 年将达到 16893 吨。根据 IEA 预测, 2050 年全球核电装机容量有望增至 647GW,假设 2025-2030 年期间受中国核电加速建设影响, 年复合增长率为 4%,我们测算 2025 年全球核级海绵锆需求达 12510 吨,2030 年将达到 16893 吨。

3.4 开展高纯铪分离研究,前景可期

公司针对全球对战略级高纯金属铪产品的需求,立项开展新型锆铪分离技术的开发,已 完成新工艺方向设计、设备方案设计,正在订购分离试验设备。目前项目完成立项,处于工艺 小试开发验证阶段。 金属铪是一种具有高温抗腐蚀性、突出的核性能和优良的加工性能的过渡金属,是原子能 工业的重要材料。在自然界中,铪主要存在于锆英石(ZrSiO₄)中,锆与铪的比例一般为 50:1, 铪的提取通常作为生产核级锆的副产品,这种伴生特性使得铪的提取过程复杂且成本高昂。 金属铪对高端制造国产化有着重要意义。由于铪的新材料可以打造 3000 度的高温炉,用 于制造尖端分离装备,纯化硅,石墨,钛,二氧化硅等材料,以及助力石墨烯与碳纤维的产业 化,解决芯片硅,碳,纳米级二氧化硅的国产化,成就其它领域的高端制造国产化。 从下游需求看,铪主要用于核工业、半导体、航空航天等领域。

在核工业中,铪的热中子捕获截面大,是较理想的中子吸附体.所以可作为原子反应堆的 控制棒和保护装置。 在航空航天领域铪被广泛应用于航空发动机涡轮叶片、航天器材料等关键部件,因其高强 度和轻质特性,能够显著提升飞行器的性能。 此外,随着半导体技术的不断进步,特别是在芯片小型化和集成度提高的背景下,铪基材 料在电子领域的应用也在持续增加。 2021 年受半导体 DRAM 工艺需求驱动,铪价上涨 100%,截止目前,国内氧化铪均价已达 到 9000 元/公斤。

产量端,2022 年,全球金属铪供应总量为 70 吨/年-75 吨/年,全球铪产地主要集中在法 国、美国、中国和俄罗斯四国,其中欧洲是最大的产区,占 55%的份额。国内 2022-2024 年氧 化铪产量为 22/19/18 吨。

3.5 与南京佑天、金銮科技战略合作,拓展锆铪产业链

公司在锆铪分离领域长期耕耘,2023 年 12 月,公司与南京佑天金属科技有限公司签署 战略合作协议,加快步入核级海绵锆领域,2025 年核级锆产线正式投产,3 月开始订单交付, 4 月,与金鸾科技达成技术转让协议,进一步拓展锆铪产业链。 1、2023 年与南京佑天签订合作协议,加快步入核级锆材领域。2023 年与南京佑天金属 科技有限公司签署战略合作协议,促进双方锆铪产业链深度融合,协议约定: (1) 合作目标:双方共同促进锆铪产业链深度融合及一体化协同发展,公司助力南京 佑天加速提升企业综合竞争优势,南京佑天助力公司加快步入核级锆材领域。 (2) 南京佑天优先采购公司及其关联方的氧氯化锆及海绵锆等产品,优先保证公司的 供应份额。 (3) 公司同意仅向南京佑天及其关联方采购核级氧化锆系列产品,并且南京佑天及其 关联方生产的核级氧化锆产品除供给公司及关联方用于生产核级海绵锆外,供应 给其他直接或间接用于生产核级海绵锆的国内其它企业不超过 2 家。

2、2025 年与金鸾科技达成技术转让协议,进一步拓展锆铪产业链。2025 年 4 月 24 日, 公司控股子公司辽宁华祥新材料有限公司与山东金鸾科技开发有限公司签订《锆铪分离纯化 技术转让合同》,协议约定金鸾科技同意将其锆铪分离纯化技术的所有权转让给辽宁华祥,辽 宁华祥需向金鸾科技支付相应的专利技术转让费(2000 万元)及技术入股(金鸾科技及其首 席科学家魏琦峰获得辽宁华祥 6%/4%股份)等。 本次技术转让有利于公司快速拓展锆铪产业链,使公司后续可依托辽宁华祥已建成的氧 氯化锆产线,以氧氯化锆产线为载体进行锆铪分离获取核级氧氯化锆和氧氯化铪,用于生产核 级海绵锆和海绵铪,为国家核电建设、半导体前驱体材料、高温合金等领域解决原材料短缺的 “卡脖子”问题。

3.6 预计公司核级锆铪项目 2025/2026/远期净利润规模或达 1.10/2.04/8.68 亿 元

公司子公司辽宁华锆在现有部分生产线基础上,对设备进行技术改造,原有部分工业级海 绵锆产线改造为 1300 吨核级锆生产项目。 考虑到公司工业级海绵锆产能 5000 吨中仅有部分产线改造为核级锆产线,2024 年仍有 2800 吨工业级海绵锆销售,按比例换算潜在核级海绵锆产能或近 3000 吨。

此外公司在研基于锆基卤化物复合材料进行锆铪分离富集铪的研究项目,与金鸾科技开 展深度合作获取核级氧氯化锆和氧氯化铪产品,如进展顺利,氧化铪产能或达 70 吨。 公司目前拥有辽宁华锆80%股权,辽宁华祥60%股权,股东大会批准金鸾科技技术入股后, 公司持股比例降为 50%。 假设核级海绵锆售价 50 万/吨,氧化铪售价 900 万元/吨,毛利率 50%,费用占比 13%,所 得税率 15%测算,预计公司 2025/2026/远期净利润规模或达 1.10/2.04/8.68 亿元。

4 布局卤化物/氧化物路线,固态电池业务打开空间

4.1 全固态电池预计 2027 年装车,2030 年大规模商用

宁德时代在 2024 年 4 月 CIBF 上表示 2027 年可实现全固态电池小批量生产;比亚迪电池 CTO 孙华军在 2025 年 2 月 15 日的 CASIP 年度会议上表示比亚迪的全固态电池将在 2027 年批 量示范应用,2030 年实现“固液同价”并大规模商用。 2025 年 2 月 25 日的电动汽车百人会上,欧阳明高院士表示全固态电池预计在 2027 年实 现批量装车,能量密度 400 瓦时/公斤;2030 年第二代干到 500 瓦时,实现大规模量产装车, 2035 年突破 600 瓦时。 由此可见,2027 年小批量/示范性装车,2030 年大规模商用已成为业界和学界共识和目 标。

2024 年尤其是下半年以来主流电池厂商密集公布其在固态电池领域的最新进展与技术突 破。 具体来看,卫蓝新能源、清陶能源、赣锋锂电、辉能科技等专注于固态电池的国内初创企 业已经率先实现半固态电池的量产。卫蓝新能源、清陶能源、太蓝新能源等电池初创企业普遍 计划将于 2027 年实现全固态电池小批量生产。而宁德时代、比亚迪、国轩高科、中创新航等 国内主流电池厂商则聚焦于全固态电池,这些企业均计划将于 2027 年实现全固态电池小批量 生产。

包括比亚迪在内的多家车企密集公布全固态电池装车时间表,主流车企的固态电池装车 时间集中在 2026-2030 年。多家车企计划于 2027 年左右开始上市搭载全固态电池车。

4.2 卤化物路线潜力巨大

固态电解质是全固态电池核心部件。从电池组成方面来看,相较于液态电池的正负极材料、 隔膜、电解液四大主材,固态电解质是变化最为明显的一个环节。固态电解质兼具内部离子传 输以及隔膜的角色,其性质也直接影响到固态电池的化学性能。 目前主要技术路线包括聚合物体系、氧化物体系、卤化物、硫化物体系。其中氧化物、聚 合物由于离子电导率低,另外过硬、过脆,现在都逐渐转向固液混合,在半固态电池中得到应 用,部分车企如上汽智己已实现装车。 硫化物是目前国内外主流路线,但稳定性不佳。硫化物具有离子导率最高、固固接触好等 优点。但是硫化物也有很多问题,空气稳定性、化学稳定性都很不好,还有很多问题需要解决。 卤化物稳定性较好,可与硫化物形成复合体系,提高电化学稳定性。卤化物能量密度高, 且与硫化物相比,具备更宽的电化学稳定窗口,运行稳定,使其在固态电池设计中占据优势, 目前复合固态电解质策略已成为行业共识,行业内看好硫化物-卤化物复合体系的应用,卤化 物材料被用于富锂锰基、高镍三元等高压正极的包覆或涂覆改性,以拓宽电压窗口,并化硫化 物固态电解质与正极材料的界面匹配。

宁德、清陶能源等布局卤化物体系。据不完全统计,目前宁德时代、比亚迪、清陶能源、 中创新航、一汽、湖南恩捷等锂电产业链企业均已积极布局卤化物固态电解质复合应用,推动 该技术路线加速产业化落地。 专利信息显示,宁德时代、比亚迪、清陶能源等头部企业已在该领域进行前瞻性布局。例 如,宁德时代的一项“掺杂型卤化物固态电解质”专利已于 2025 年 1 月获授权,旨在进一步 提升离子导电率;清陶能源第二代固态电池为氧化物、卤化物加聚合物的路径;恩捷股份计划 于 2026-2027 年实现千吨级硫卤化物固态电解质量产,并推进超薄硫卤化物电解质膜的规模 化生产;亿纬锂能公司则采取了硫化物和卤化物复合固态电解质的策略,预计到 2026 年将实 现生产工艺的重大突破,并推出新一代全固态电池。该公司的目标是在 2028 年推出能量密度 达到 400Wh/kg 的全固态电池。

4.3 锆基材料可用于氧化物、卤化物路线,成本优势显著

锆基材料是氧化物与卤化物电解质的关键原料。 氧化物路线 LLZO 需要用到锆元素。氧化物路线以 LATP(磷酸钛铝锂)、LLZO(锂镧锆氧)、 LLTO(锂镧钛氧)路线为主,其中 LLZO(锂镧锆氧)需要用到锆元素。 锆基卤化物是主流选择。常见的金属卤化物电解质的化学式为 Lia-MXb,其中 M 为金属元 素,X 为卤素元素。锆基卤化物(如 Li₃ZrCl₆)具有高离子电导率(>1mS/cm)、化学稳定性强, 成本最低,是目前卤化物电解质的主流选择。

含锆固态电解质成本优势显著。根据马骋教授在 nature 上的发文,其研发的新型固态电 解质——氧氯化锆锂具有很强的成本优势,当以水合氢氧化锂、氯化锂、氯化锆进行合成,原 材料成本仅为 11.6 美元每公斤,当以水合氧氯化锆、氯化锂、氯化锆进行合成,氧氯化锆锂 的成本可以进一步降低到约 7 美元每公斤,远低于目前最具成本优势的固态电解质氯化锆锂 (10.78 美元每公斤),并且不到硫化物和稀土基、铟基氯化物固态电解质的 4%。

公司积极布局锆基材料在固态电解质领域的发展和利用,主要覆盖氧化物和卤化物两条 路线:

氧化物固态电解质路线:完成中试线设计。公司目前已规划年产 10 万吨氧氯化锆及 2000 吨纳米氧化锆,可为氧化物固态电解质材料提供关键原材料。 根据公司披露,公司以自产氧化锆为原料,进行了固态电解质粉体的合成试验,主要包括 LLZO、LLZTO 等系列含锆氧化物固态电解质粉体材料,氧化物电解质已完成送样供下游客户组 装成固态电池进行相关性能测试,配套下游客户对电解质材料的使用需求,目前公司氧化物系 列电解质中试生产线已在规划建设中,目前已完成中试线设计,正在进行相应设备配套工作。 卤化物固态电解质路线:实现小批量出货。公司 10 万吨氧氯化锆可对应形成约 8 万吨前 驱体材料锆基氯化物,目前在卤化物固态电解质中已得到验证,具备一定的产能规模优势。 公司已建设环境温度及湿度可调控的锆基氯化物材料制备工艺小试开发线,制备出适用 于氯化物电解质合成所需的锆基氯化物材料,并提供给下游客户及相关科研院所进行氯化物 电解质合成及组装固态电池验证,整体性能表现优良。后续会根据氯化物电解质市场需求,对 公司锆基氯化物材料制备工艺生产线进行规模建设。 锆基氯化物材料通过送样至下游客户制作电解质试验对接,初步通过客户验证,目前锆基 氯化物已向下游固态电池工厂实现小批量供货。 下半年,基于客户在氯化锆方面的试用反馈,公司已开始规划和设计固态电解质用氯化锆 粉量产线,该产品专为下游固态电池客户提供优质氯化锆原料。


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