百利科技专题报告:全力进军三元高镍,推动下游正极技术升级

1.寻求时代增长点,华丽转型锂电新贵

1.1.成功转型新能源,锂电业务发展迅猛

公司前身可追溯至 1969 年成立的中国人民解放军总后勤部 2348 工程指挥部设 计大队,后历经岳阳化工总厂计所、巴陵石化设计院等发展阶段,之后从中石油体系 里剥离出来。

公司主营业务为新能源和传统能源行业的智慧工厂,提供包括工程咨询设计、 专有设备制造、智能产线集成与 EPC 总承包服务等整体解决方案。公司主要服务于 新能源锂电池核心材料、氢燃料电池材料和有机合成材料,包括锂电池正极、负极材 料、电解液,合成纤维、合成橡胶、合成树脂以及氢燃料电池高温质子膜及其膜电极 产品。

2020 年锂电业务营收快速上升并占公司营收比重为 85.11%,成为公司第一大 业务。公司自 2017 年正式收购南大紫金锂电后逐步实现产业转型,传统石油化工行 业从 2017 年的 99.50%快速降低至 2020 年 14.67%。随着公司业务转移步伐逐渐加 快,锂电材料业务营收占比有望进一步得到提升。

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1.2.锂电业务营收连创新高,盈利能力大幅改善

2018-2020 年公司营业收入稳中有升。受到合同金额及完工进度影响,公司 2021H1 营收同比降低 56.10%,主要原因为 2020 年当升科技及新锂想项目确认收入 额较大。

受长期股权投资减值和应收账款计提坏准的影响,2019 年公司归母净利润亏损 6.26 亿元。2019年后,公司积极开发锂电行业客户,订单总量饱满,2021年新签锂 电订单达 15 亿元,锂电在手业务订单总额超 20 亿元。2021H1 公司实现归母公司净 利润 0.37 亿元,未来业绩有望持续改善。

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毛利率近几年有所承压。分产品来看,公司工程总承包业务毛利率成快速下滑 趋势,2020 年毛利率为 3.25%,其他产品毛利率也有所承压;分行业来看,锂电材 料行业毛利率目前略高于传统能源行业,近两年有所下滑,主要是受下游订单结构的 影响,2018-2020 年公司综合毛利率分别为实现了 27.80%、19.60%和 15.09%。锂 电行业未来有望成为公司主要利润来源。

盈利能力逐步回升。公司 2019 年出现大额亏损后,盈利能力在 2020 年得到改 善,2021H1 的 ROE/ROA 分别为 5.75%/2.08%,较 2020 年的 4.42%/0.90%有所进 一步提高。

2016-2020 年间公司销售/管理/财务费用率基本保持稳定,2021H1 有所提升。 其中,销售费用率与管理费用率提高的原因主要为新设常州分公司导致短期内支出的 升高。 积极开发锂电新技术,研发费用率与研发人员数量持续上升。子公司百利锂电 研发投入的增加使公司研发费用率提升,从 2020 年 5.06%提升至 2021H1 的 9.55%; 研发人员数量从 184 人上升到 206 人。

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1.3.股权结构清晰,管理层履历丰富

股权结构清晰,王海荣为实际控制人。公司由王海荣和王立言共同出资设立, 王海荣通过西藏新海新投资间接持有公司 39.5%股权,是公司实际控制人。

2.全力进军三元高镍领域,推动下游正极技术升级

2.1.新能源汽车长期保持景气,长期看好锂电行业

公司主要为锂电产业链中游企业提供包括生产线建设在内的全流程服务,与正 极材料供应商同属于产业链中游,同时业绩与正、负极材料供应商排产情况息息相 关。从锂电产业链的角度分析,锂电产业链中上游为锂电原材料供应商,主要提供 金属化合物;中游主要为动力电池重要构件,分别为正极材料、负极材料、电解液和 隔膜;其次,电芯制造与 PACK封装也同属中游;下游厂商为动力电池厂,主要生产 成品动力电池。

受益于新能源汽车产销高速增长,动力电池的需求量不断提高。2021 年 1-9 月, 我国动力电池产量达到 134701.9MWh,超去年度全年生产的 81332.9MWh。同时, 动力电池 1-9 月共装车 92033.3MWh,亦超过 2020 全年装车量总和 63638.1MWh。

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动力电池 2025 年预计将出现超 800GWh 的产能缺口。按照新能源车远期渗透 率测算,根据《中国新能源汽车行业发展白皮书(2021年)》数据,预期 2025年新 能源车全球年销量 1800 万辆,假设单车带电量由 2020 年的 50GWh 提升至 65GWh, 则到 2023/2024/2025 年动力电池有效产能需求分别达 511/705/1148GWh,目前现有 头部动力电池企业有效产能计算,2023/2024/2025 年分别约 211/405/870GWh 产能 缺口。

2.2.三元高镍确定性发展,渗透率屡攀新高

正极材料是动力电池成本占比最高的原材料,其成本约占总成本比例的 50%。 动力电池的原材料主要由正极、负极、隔膜、电解液等构成。其中,主流的正极材料 包括磷酸铁锂、三元锂、钴酸锂、锰酸锂等。对比钴酸锂和锰酸锂,三元锂和磷酸铁 锂在性能、寿命、安全性等方面都具备综合优势。当前,市场份额基本以三元锂和磷 酸铁锂 为 主 ,2020 年三 元材 料/磷 酸铁 锂/锰酸 钾及 其 他的 市场 份额分别为 62.46%/35.11%/2.43%。

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正极材料中,高镍和磷酸铁锂同时保持高速增长。截至 2021 年 9 月 30 日,磷 酸铁锂装车量同比增长超 160%,三元材料 NCM811 增速达到 250%以上。从正极材 料装车对象来看,磷酸铁锂多用于低端汽车, NCM811 用于续航长的高端汽车。 2014-2018年,由于政策方面的因素三元材料占比由 30.3%上升至 49.3%,逐步成为 国内市场占比最大的锂电池正极材料。自 2020 年 3 月开始,凭借安全性方面的优势, LFP 搭载乘用车装机量同比有所上升。

动力电池产业集中度(CR5)超 80%,龙头效应显著。CR5 自 2020Q1 开始便 长期高于 80%,行业领军企业抢占绝大部分市场份额。

磷酸铁锂与三元材料产业集中度不断提升,三元材料新入场者增多使竞争更为 激烈。2020 年磷酸铁锂市场集中度为 83%,较 2019 增加 8.0pct;三元材料市场集 中度从 2019 年 50%下降 7.0pct 至 43%。

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三元电池中以高镍性能为主。高镍三元材料较常规三元材料具有更好的能量密 度性能,生产工艺、生产设备要求也更复杂、苛刻,其量产难度较高。在三元正极材 料中,行业主流的 NCM 型号包括 333、523、622 和 811 四种型号。三元正极材料 主要是通过提高镍含量、充电电压上限和压实密度使其能量密度不断提升,高镍正极 通常指镍相对含量在 0.6(含)以上的材料型号。2021 年 5 月上海车展中,由于三元 高镍优异的性能优势,超过 50%的新能源新车型采用高镍 811 路线,包括国外的奔 驰、大众、宝马、奥迪,国内的蔚来、小鹏等。 随着镍含量的升高、钴含量的降低,三元材料的能量密度逐渐提高,单位成本下 降,但热稳定性的技术要求有所提高。随着电池行业的技术进步,三元正极材料已从 早期的NCM333材料进步到NCM523 和 NCM622,并逐渐升级到NCM811和NCA。

根据 GGII 数据显示,2018 年我国 NCM 三元正极材料的市场规模达 230亿元, 同比增长 33%;NCM 正极材料销量 13.68 万吨,同比增长 57.1%;其中,NCM811 销量达到 8000 吨,同比增长 237.5%。NCM811 在三元材料中的应用占比从 2017 年 的 2.86%提升至 2018 年的 5.92%,NCA 在三元材料中的应用占比从 2017 年的 0.48% 提升至 2018 年的 1.83%。2021 年上半年全球 NCM811 电池装机同比增长 276%, 带动 NCM811 材料出货量大幅增长;海外高镍正极市场占比提升至 38%,海外高镍 化趋势愈发明显。GGII预计,到 2025 年,国内 NCM811 的应用占三元正极材料比 将大于 45%,对应需求量将超过 27 万吨,而 NCA 需求量将超过 10 万吨,应用占比 将达到 17%。我国 NCM 三元正极材料的市场规模市场呈现快速增长,主要受益于国 内车用动力电池、3C 电池的低钴化、电动工具、电动自行车等应用市场的快速发展, 带动了 NCM 三元正极材料市场需求的持续增长。

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当前,全球新能源主要企业都开始大力发展三元高镍材料相关业务。为保证自 身产业链稳定,全球主流新能源汽车企业过去两年内签订大量高镍订单。宁德时代、 松下、LG能源、三星SDI、SKI等中日韩电池企业都已实现批量生产供货高镍电池, 并在积极研发镍含量更高的下一代电池,进而拉动高镍材料需求的快速释放。

产能快速扩张迎接旺盛需求。据鑫椤锂电统计,自 2020 年以来,在一线电池厂 的推动下,随着车企对高镍接受度增强,高镍的占比持续稳定提升。随着头部企业新 增产能的投入,2020 年 7 月国内高镍材料总产量(NCA 型和 811 型)达到 13820 吨,同比增长 268.5%,市场占有率已经达到 41.6%,超越此前主流 5 系材料的 41.0%,在三元材料中占比第一;其中 811 三元材料市占率为 39.1%。随着一线电池 厂的推动和高镍技术的成熟度将持续提升,三元高镍材料市占率有望提升。当升科技 上马常州一、二期项目,规划产能共 10 万吨,据当升科技 2021 年 10 月 15 日投资 者问答披露 2022 年常州二期 3 万吨扩产项目将正式启动。高镍三元龙头容百科技预 计今年年底产能将会超过 12 万吨,2025 年规划产能达 30 万吨,远期规划产能 100 万吨。

2.3.三元高镍入场难度大,设备投资需要大额资金

高镍三元材料的生产工艺比常规三元材料更复杂,生产设备要求也更苛刻,导致 目前只有少数几家企业掌握了量产高镍三元正极材料的核心技术。

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根据中国化学与物理电源行业协会调研数据,国内能够生产高镍 NCM811 三元 材料的企业主要分为三个梯队:第一梯队企业的高镍三元材料月产量在500吨以上, 目前仅有容百处于该量产规模以上;第二梯队企业的月产量在 100-500 吨之间,包 括了天津巴莫、当升科技、杉杉能源等企业;第三梯队企业的高镍三元材料月产量在 100 吨以下,目前出货量相对较小。此外,在国际高镍三元正极材料 领域内, Ecopro 是韩国最主要的 NCA 生产企业之一,2018 年 NCA 和高镍 NCM 出货量分别 为 1.39 万吨和 0.12 万吨,正极材料应用领域以小型电池为主,动力型客户主要为三 星 SDI 和 SKI。住友金属为全球产量最大的 NCA 生产企业,2018 年底 NCA 产能已 达 4500 吨/月,相关产品主要应用于特斯拉相关车型中。

常见的三元材料制备工艺,先将锂源和前驱体输送到计量设备,按设定好的工艺 配方进行计量后输送至混合机,在混合机将两种物料混合均匀。将混合均匀的物料装 入匣钵,然后整平、切小块,进入窑炉煅烧。煅烧出来的物料一般会板结,需要破碎 和粉碎,常见的工艺是先用颚式破碎机,然后用对辊破碎机,最后使用气流粉碎分级。 分级后粒度合格的产品进入批混设备,批混后再经过除铁设备、振动筛过筛,测试合 格后,便可包装入库。因此,三元材料成品的制备过程包括锂化混合、装钵、窑炉煅 烧、破碎、粉碎分级、批混、除铁、筛分、包装入库九大工序。

高镍三元在生产上比常规三元材料有更高的要求:

第一,高镍三元正极材料由于氧化性较强,需要掺杂包覆做产品改性才能使用, 掺杂包覆元素的选择以及分布的均匀性,依赖生产厂商的技术工艺及生产设备。

第二,在原材料方面,对于常规三元正极材料,由于碳酸锂成本普遍低于氢氧化 锂,大部分厂商均采用碳酸锂作为锂源材料。高镍三元材料需要更高的能量密度、更 好的充放电性能,普遍采用氢氧化锂作为锂源材料。

第三,在生产设备方面,高镍三元材料尤其容易产生金属离子混排问题(不同金 属离子混合占位,对于材料的首次效率、可逆容量、循环性能等电化学性能造成不利 影响),需要尽量消除,因而需要在纯氧环境中生产,所以高镍产品的烧结需要氧气 炉,而常规三元只需使用空气炉。

第四,在生产环境方面,高镍三元材料对于湿度要求更高,一般需要专用除湿、 通风设备。在磁性物控制方面,高镍三元材料也有更高要求,往往需要对厂房设施进 行特定改造。

正极加工生产线由七大系统构成:分别为原材料准备系统、计量配混系统(研磨、 除铁)、窑炉烧结系统、窑炉外轨自动化系统、智能包装系统、 输送集成及后处理 系统以及通风管道除湿。

设备投资额较高。常州当升科技二期工程年产 5 万吨的高镍正极项目中,设备购 置费约 11 亿元,其中辊道窑价值量占比接近 36%。

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3.正极材料全流程服务能力,需求爆发将助推业绩高增

百利锂电深耕正负极锂电设备行业,经验积累丰富。公司全资子公司百利锂电 前身为南大紫金锂电,于 1987 年成立。2017 年 8 月,公司收购南大紫金,正式进军 锂电设备行业,成为当前市场中少有服务于正极、负极的公司,公司在锂电行业形成 独特优势。 百利锂电采取设计与产供销一体化的全流程运营模式,主要产品包括为三元材料 自动生产线、钴酸锂自动生产线、磷酸铁锂全自动粉体生产线、窑炉外轨自动线、三 元材料智能粉体集成系统、自动上钵、装钵装置等。百利锂电先后参与了国内第一条 负极生产线建设,1999年湖南瑞翔 1500 吨负极产线;第一条钴酸锂正极材料全自动 生产线,2012年湖南杉杉 3000吨钴酸锂生产线;第一条高电压钴酸锂正极生产线, 目前已在全国建成 100 余条生产线。 百利锂电与湖南杉杉能源科技股份有限公司共同获得工信部“2016 年智能制造 综合标准化与新模式应用项目”荣誉;与成都巴莫科技有限责任公司共同获得工信部 “2017 年智能制造综合标准化与新模式应用项目”荣誉;与当升科技正在协同申报 江苏省智能制造示范工厂和工信部智能制造试点示范项目。

协同效应凸显,在手订单饱满。百利锂电能够利用公司工程服务优势和技术实 力优势,结合市场需求,积极拓展锂电材料产线的一体化服务,发挥整合协同效应。 自 2019 年以来,公司与当升科技、四川新锂想、湖南杉杉等公司新签订了多个 EPC 订单项目:1)2019 年 3 月,中标当升科技锂电新材料产业基地项目第一阶段年产 2 万吨锂电正极材料智能工厂设计、采购、施工工程总承包( EPC 一体化)项目,合同总金额 9.65 亿元;2)2019 年 5 月,中标四川新锂想 50000 吨/年锂电正极材料项 目一期生产线设备智能粉体集成系统,合同总金额 4.66 亿元;3)2021 年 1 月,中 标杉杉长沙基地年产动力锂电三元材料 24000 吨的智能化工厂建设项目,合同金额 8 亿元。2021 年上半年,公司共签订超 15亿元的锂电行业订单,锂电板块在手订单超 过 20 亿元。

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积极完善关键设备布局,增强自身竞争力。目前,按价值量计算,公司设备自 供率 30-40%,公司计划参控股方式逐步向关键设备进行布局。2021 年 2 月,经第 四届董事会第五次会议审议通过,公司拟以现金方式收购苏州兮然工业设备有限公司 60%的股权,并与苏州兮然股东王京旭签订《股权转让意向书》。苏州兮然是一家 采用先进的陶瓷对辊技术,其生产的双对辊产品在国内锂电正极材料行业占有较高的 市场份额,并与国内主要正负极材料企业建立了良好的合作关系。公司将以收购苏州 兮然为契机,推进产线关键设备整合,增强公司的市场核心竞争力。另外,窑炉是作 为产线关键设备,价值量最高,占设备产线的 35-40%,公司也在积极布局中。

4.择时布局燃料电池,质子交换膜研发正当时

2016 年 3 月,国家发改委和国家能源局制定的《能源技术革命创新行动计划 (2016-2030)》就已经把“氢能与燃料电池技术创新”列为重点任务,明确氢能与 燃料电池技术创新目标与路线。

公司控股子公司上海百坤现已与德国巴斯夫正式签署“膜电极开发与全球授权合 作协议”,致力于氢燃料电池核心材料高温质子膜(HT-PEM)和膜电极(MEA)的 研究、开发利用以及膜电极组件(MEAs)的制造,使氢燃料电池核心材料逐步实现 国产化替代与产业链整合,共同将氢燃料电池的高温质子交换膜电极技术进行推广和 应用。新一代自主研发的磷酸掺杂聚苯并咪唑高温质子交换膜,具有较高的分子量, 其机械强度、质子导通率、运行寿命均有较大提升。 同时,公司成立子公司百坤氢能于陕西铜川进行质子交换膜的开发,小批量膜电 极产品已经在北京大学化学系高温燃料电池项目组进行测试,其性能远超其他公司同 类型商品。

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5.盈利预测

工程总承包:包括锂电和传统化工两大工程总承包业务,2020 年受疫情及下游 低油价影响较为严重,业绩出现下滑,预计 2021 年及之后有所改善。预计 2021- 2023 年营收增速分别 35%/20%/20%,毛利率水平有望逐渐恢复,预 计分别为 25%/26%/27%。

锂电智能产线:随着新能源汽车销量不断提升,锂电扩产规模巨大,对设备需 求加大。公司收购百利锂电后,在渠道、技术等方面协同效应显著,未来有望保持高 速成长。预计 2021-2023 年营收复合增速达到 70%,毛利率水平有望逐渐恢复,预 计分别为 28%/29%/30%。

工程咨询、设计:受疫情拖累,2020 年收入出现下降,随着疫情影响逐渐消退, 预计 2021-2023 年营收复合增速为 70%,毛利率水平有望逐渐恢复,预计分别为 48%/49%/50%。

其他业务:包括商品销售和其他,营收占比较小。预计 2021-2023 年营收增速 分别为 100%/70%/50%,预计毛利率均为 26%。


(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。)

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