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2023年锂电池专题报告 如何提高锂电池产业链的外部安全?

2023-04-26 09:40:03 来源:中信证券

1.锂电自主可控:关注上游资源端外部安全的提升方向

全球各国对复杂产业链的生产要素的争夺和竞争日益激烈。事实上,产业链环节及产 业集群是生产要素的有机耦合。全球产业链的竞争事实上便是生产要素和对象的竞争。我 们将这些要素和对象大概归类为十种,分别为数据、信息及平台;生产设备;资源及原材 料;资金及融资方式;劳动力及人才;品牌、IP 及龙头企业;配套产业及基础设施、制造 业及企业声誉;市场及销售依赖程度;技术及专利。整体来看,我国产业链在资源及原材 料、品牌/IP 及龙头企业、劳动力及人才、技术及专利等方面相对而言产业链韧性的提升 空间较大,提升产业链韧性应重点关注上述生产要素。


(资料图片)

中美双方互有产业链安全诉求。在分析如何提升我国产业链外部安全同时,不能忽视 美国所谓的“产业链安全和保供诉求”。尽管全球化加深了产业链的复杂程度,不过各产 业链仍可以简易地划分为原材料、零部件及半成品、成品制造及终端销售等几个阶段。我 们梳理了白宫及各主要部门出台的产业链安全相关文件及政策材料发现,尽管每个产业链 具有自身的特殊性,但从宏观的角度来看,美国政府在不同的产业链环节方面均存在相似的维护自身产业链安全的聚焦点。在上游原材料方面,美国重点关注资源的分布及可得性、 成本及重要性、替代品及稀缺性;在零部件、半成品及成品制造方面,美国重点关注产业 链分布及脆弱程度、军工等特殊品类的安全程度、技术发展方向及美国的尖端程度、劳动 力就业及岗位充足程度、龙头企业及美国控制程度、流失产能修复及产业链回归程度、政 企合作及信息流通畅程度。而在下游终端销售及需求方面,拜登政府重点关注产业链各环 节(尤其是龙头美企)对中国市场销售的依赖情况、美国本土生态圈完备及良好情况和美 国国内需求动态及刺激效果情况等相关内容。

在提高产业链外部安全方面,锂电池产业链具有较好的代表性。从行业层面来看,我 国产业链在应对外部风险上应重点关注上游资源品和高科技产品的战略安全。锂电池产业 不仅涉及到上游资源品的保供,还涉及到高技术产品的前沿竞争,同时也是新兴产业和美 国政府为维护自身所谓的“产业链安全”重点关注赛道,具有较好的代表性。下面我们将 重点聚焦锂电池产业链的外部安全提升方向。

拜登政府在锂电池领域所谓的“战略保供”手段或主要以“与盟友合作、针对中国产 业链韧性待提升环节设限、布局产业链未来发展方向、发展替代产业”为主。具体而言,

1) 与盟友合作。民主党政府在出台产业链政策手段方面的突出特点是与所谓的“盟 友”进行合作,未来美国或将在能源资源治理倡议联盟(ERGI)框架下加强同相 关国家涉及资源安全的外交合作。建议重点关注相关企业在 ERGI 国家的相关矿 产资源开发和精炼业务的政策动态。

2) 针对我国产业链韧性待提升环节。整体来看,拜登政府对锂电池上游原材料和晶 片加工领域的担忧程度排序为:锂、钴>镍>石墨、锰。此外,根据 2 月 12 日彭 博社消息,美国正寻求与欧盟和七国集团等盟友建立一个“关键矿产买家俱乐部”, 重点涉及新能源车、国防电子等用途的锂、钴等矿产资源,提升其所谓的“关键 矿产的产业链安全”。我国应重点关注锂电池产业链上游资源品的战略保供和自主 可控。

3) 发展替代产业并布局产业链未来发展方向。首先,针对上游原材料短缺及依赖中 国等问题,拜登政府重点关注钴、锰、天然石墨等材料的替代产品,同时兼有与 我产业链就前沿发展方向竞争的意图;其次,针对锂电池应用端,拜登政府强调 大力开发军用、医用锂电池等新兴赛道;最后,从产业链环节上,拜登政府重点 强调发展方兴未艾的锂电池回收业务。在上述领域中,关注美国竞争型政策对我 国相关企业的影响。

政策驱动我国锂电池产业链产业发展“安全与效益并重”。我国政府高度重视锂电池 产业链的发展,近期除了出台进出口优惠政策、保税监管创新改革等多项举措,打造锂电 池全产业制造能力和优势产能外,还更加强调提升产业链韧性和可持续发展动能。无论是 整治江西宜春锂矿开采乱象还是推进碳酸锂期货合约的上市交易,相关政策无疑是提高产 业链资源优化配置能力,促进产业链可持续发展的重要举措。 我国锂电池产业链的韧性提升应聚焦上游资源获取及原材料精炼加工领域。通过梳理 原材料勘探采矿、精炼及加工、材料及组件制造、包装及电池制造、电池回收等锂电池全 产业链数据及政策文献,我们认为我国锂电池产业链的韧性提升应聚焦上游资源获取及原 材料精炼和加工领域。理由:

1) 我国上游资源相对短缺。结合产业链各主要环节产能分布来看,我国在锂电池原 材料制造方面相对占优,而资源品短缺则是主要制约因素。具体来看,我国锂、钴、镍等 主要矿产资源均不够丰富并依赖进口。而在中游制造端及下游应用端,我国则具有较大的 产能优势,美国出台的相关保供型政策短期内无法改变两国的相对优势和资源禀赋差。

2)美国所谓的“产业链安全”的诉求。尽管我国在上游资源端资源方面并不显著占 优,但我国企业在前期的全球布局已经形成了一定的资源和冶炼加工优势。例如,我国锂、 钴和镍矿资源全球占比均不足 10%,但是结合白宫供应链审查报告数据4,美国约 60%、 72%和 16%的精炼锂、钴和镍产品依赖我国,而这一现状明显与美国所谓的“产业链安全” 诉求相悖。

3)美国市场存在现有政策及共和党掣肘。美国在《2022 通胀削减法案》中针对制造 端的大规模补贴以及产业链回迁已经出台过政策,近期通过的《全美电动汽车充电设施网 络最终规定》实质上是《2022 通胀削减法案》的延续5。受两党能源政策主张差异的影响, 中期选举后锂电池制造端美国国内补贴及产业链回迁政策或以补充现有政策及执行为主。 新能源领域进一步出台类似《2022 通胀削减法案》的大规模、全行业、全新的利好扶持 政策的可能性边际回落,共和党可能倾向于通过监督资金落地情况并推进 LNG 基础设施 等传统能源支持政策等方式令美国能源领域的扶持政策方向出现边际变化。

结合我们上文对美国在锂电池领域的政策和我国锂电池产业链安全的分析,我们认为 提高锂电池产业链韧性应重点关注锂电池上游资源和精炼加工领域。此外,对锂电池产业 链的前沿发展方向(新技术、新材料、新应用场景等)亦应及时跟踪。通过自上而下的宏 观政策分析与各行业组观点,我们认为锂电池上游资源开发和精炼加工领域提升产业链韧 性的方向和受益板块主要有以下几个方面: 第一. 锂矿资源提炼环节。在我国锂矿资源储量不足的背景下,锂矿提炼技术的 重要性逐渐凸显,锂矿提炼技术的进步和精炼技术的革新能显著提高锂矿资源的高效率使 用。针对品味较低的盐湖锂矿; 第二. 锂电池回收业务。锂电池具有资源属性,大力发展全产业链的资源循环或 将缓解资源分布不均带来的产业链安全问题。目前,在碳中和背景下,锂电回收蓝海市场 兴起,政策发力推动锂电回收行业规范度不断提升。锂电池回收技术日渐成熟,渠道则是 行业核心竞争环节。

2.锂矿提炼系列:双碳助力,资源先行

能源转型稳步推进,锂资源需求持续提升

政策驱动,新能源替代化石能源持续推进中。目前全球均在大力发展新能源汽车,中 国计划在 2025 及 2030 年新能源汽车渗透率分别达到 20%及 40%;欧盟计划在 2025 及 2030 年渗透率分别达到 20%、30%;美国方面,拜登政府签署总统命令,计划在 2030 年新能源汽车渗透率达到 50%。据中信证券研究部新能源汽车组预测,2023 年及 2025 年国内新能源汽车的产量有望分别达到 830/1560 万辆;至 2025 年国内的动力、储能锂 电装机量将分别达到 931/245GWh,分别是 2020 年的 14.8 及 19.5 倍。

国内动力电池核心原料“锂”依旧依赖进口。据卓创资讯统计,2022 年我国生产碳 酸锂 32.49 万吨,进口 13.61 万吨,表观消费量在 45.05 万吨,碳酸锂进口依赖度达到 30.21%。具体到原料端,受技术、开发条件等因素影响,国内锂原料对外依存度较高, 据藏格矿业年报,国内 65%锂原料依赖进口。 盐湖提锂是锂板块的重要发展方向。据 USGS 统计,全球锂资源主要集中在盐湖卤 水中,占比达 68%,50%以上的锂资源集中在南美地区,且绝大部分集中在盐湖中。据 Roskill 的成本分析,2019 年全球盐湖提锂的成本维持在 2-4 万元/吨,禀赋优异的海外盐 湖成本甚至在 2 万元/吨以下,而各类矿石提锂的成本普遍在 4 万元/吨以上。

国内锂资源集中在低品位盐湖,“盐湖提锂”难度相对较大。据 USGS 统计,2021 年我国锂储量及资源量分别为 150/510 万吨,占全球 6.8%/5.7%。据中国地质调查局,国 内锂资源以盐湖卤水、锂辉石及锂云母形式存在,其中 81.6%储存在盐湖中,且集中分布 在青海及西藏地区。青海地区盐湖品味较低,盐湖卤水镁锂比数值在 40 以上,察尔汗盐 湖的比列更是高达 1577.4,提锂难度较大,西藏地区品位较优,但环保压力较大。

“吸附+膜”是目前较为适合国内盐湖提锂的方法。经过多年发展,盐湖提锂主要发 展出了吸附法、沉淀法、膜法和萃取等四种主流技术。由于国内盐湖镁锂比较高,沉淀法 较难适用;而膜法目前相对不成熟,有诸多问题亟待解决,一般与其他方法联用;萃取法 则对设备要求较高,环境不友好,需要环保处理的萃取液变相推高了成本,很难实现产业 化放大。相比之下,吸附法工艺相对简单,仅需简单的吸附与解吸附就可以完成对锂的提 取,且通过吸附剂的自主设计,可以在不同状态、不同组分卤水中实现高效提取,是目前 兼顾经济效益、环境友好、产业化水平的技术。

蓝晓科技:技术+服务,国内最成熟的盐湖提锂技术供应商

蓝晓科技是国内“吸附+膜”的成熟供应商。2018 年,蓝晓科技在青海冷湖建设的 100 吨/年示范性提锂产线成功运行,在锂含量 0.075g/L、镁锂比高达 1300:1 的贫矿卤水 中实现了高纯碳酸锂的制备,标志着公司盐湖提锂技术的成熟。随后公司分别与多家企业 签订了盐湖提锂合同,目前已实现低、中、高品位卤水的全覆盖。 公司国内盐湖提锂在手订单充足。公司目前在手订单金额超过 15 亿元,其中与亿纬 锂能的金海锂业项目及三达膜的金昆仑锂业项目有望年内完成交付,与国能矿业、西藏珠 峰的合作也有望在资源方环评落地后稳步推进,此外公司也与国内多家企业开展中试合作, 公司在盐湖提锂板块已经成为国内最成熟的“吸附+膜”工艺提供商,此外公司还积极推 进“吸附+膜”提锂工艺在海外的市场拓展,我们预计年内会有项目取得进展。

公司拥有提锂装置技术,提供多种合作模式。与其他的吸附树脂公司相比,蓝晓不仅 可以提供锂吸附剂,还可以根据不同卤水情况,针对性的进行工艺调整,生产与对应卤水 相适配的吸附材料,并销售连续离子交换设备;且可以在客户现场运行,为客户提供技术 总包。公司不仅仅是树脂提供商的角色,而是“高性能吸附材料+先进设备”的综合技术 方案提供商。例如公司与国能矿业签订的合作协议,采用委托加工的合作模式,公司可以 同时获取保底收入+销售分成。

万里石:恰逢其时,原卤提锂新秀

与泰利信成立合资公司万锂资源,进军盐湖提锂。公司于 2022 年 3 月公告参股子公 司万锂新能投资合伙参与泰利信 A 轮融资,取得泰利信 20%股权。泰利信具备国际领先 的原卤提锂技术,能有效解决我国高镁锂比盐湖提锂困难的问题,具备较大的发展潜力。 目前泰利信已经在青海、新疆、四川多个盐湖完成中试,效果良好。2022 年 4 月万里石 与泰利信成立子公司万锂(厦门)新能源资源有限公司。截至目前,万锂资源持股 70%的 格尔木万锂新能源有限公司规划建设年产 5000 吨的碳酸锂产能,新疆低浓度盐湖原卤水 提锂项目已经获得科技厅重点研发项目立项。

万里石锰钛系原卤提锂技术全球领先,适用范围广,锂资源总利用率在 85%以上。 公司 TMS 吸附剂连续吸附解析提锂工艺属于吸附法(已获得泰利信授权),具体工艺可简 化为吸附-解析-沉淀三步,可以从原卤水中直接提取锂,适用范围广,建设投资成本低, 具备较大潜力。1)核心锰钛系吸附剂吸附容量高(达到 6~30mg/g),而铝系吸附剂的吸 附容量大多不高于 1mg/g;2)适用范围广,铝系吸附法主要适用于氯化物和硫酸镁亚型 盐湖,而锰钛系吸附法则不受限制。新疆盐湖主要以硫酸钠亚型为主,西藏盐湖主要以碳 酸型为主,锰钛系吸附剂更加适合;3)技术上省去了采卤浓缩及后续膜分离的除杂工序, 投资成本大幅降低,锂资源总利用率在 85%以上。根据泰利信官网信息,生产成本上每吨 碳酸锂生产成本仅为 1.6-2.0 万元,是目前其他盐湖提锂生产碳酸锂技术成本的 2/3。

原卤提锂项目储备丰富,未来有望开启规模复制。公司与泰利信成立的合资公司万锂 资源,目前已经布局青海、新疆、西藏等多个项目,青海格尔木项目建设年产 5000 吨电 池级碳酸锂产线,预计将于 2023 年二季度投产,届时将向全世界展现国际领先的原卤提 锂技术。新疆阿克萨依项目是科技厅重点研发立项中盐湖提锂领域的唯一项目,产线建设 正有序推进,此外根据我们产业链调研显示,新疆某拥有矿权的业主方高度认可公司提锂 技术路线,未来在新疆端项目有望迎来重大突破。年前新签订的西藏羊易电站项目是全球 首个地热水提锂产业化项目,锂资源含量仅为 17mg/L,有望成为西藏地热泉水应用的突 破口。在青海建设世界级盐湖产业基地等地方政府相关政策支持下,未来公司项目端和利 润端都存在超预期的可能。

3.锂电回收系列:方兴未艾,渠道+技术构筑核心壁垒

碳中和背景下,锂电回收蓝海市场兴起。为践行“双碳”目标,我国大力推动新能源 汽车的发展,新能源汽车渗透率不断突破。动力电池的使用寿命多在 4-6 年,因此早期进 入市场的动力电池逐步进入退休时点,且未来退役电池的数量会随着近年动力电池不断提 升的装机量而进一步增大。

锂电池具有资源属性,锂电回收缓解锂资源焦虑。全球锂资源主要集中在南美洲和澳 洲地区,资源分布不均威胁区域锂资源供需平衡。由于近年电动车销量飞速增长,碳酸锂 新增开采速度有限,导致面临结构性短缺。我国政府也高度重视锂电回收问题,2021 年 11 月,工信部印发的《“十四五”工业绿色发展规划》文件中也明确废旧电池回收利用是 资源高效利用促进工程之一。 政策发力推动锂电回收行业规范度不断提升。回收再利用终端报废产品中的锂金属是 增加供给的有效途径。由于碳酸锂价格高企,导致锂电回收市场中大量“倒爷”的出现, 锂电的回收价格也因此不断升高,不利于动力电池回收行业健康发展。目前已有多部门联 合发文强调,明确要完善动力电池回收利用体系。随着“白名单”企业的数量不断增多,锂电回收行业规范性、标准化和高效化有望得到进一步提升,将加快把不合规企业排出市 场,实现锂回收产业有序发展。

回收技术日渐成熟,渠道是行业核心竞争环节。随着锂提取工艺技术不断进步,锂金 属的提取率不断提升。现阶段的回收率已基本可以满足报废铝锂合金和锂离子电池中的锂 回收,但回收废料的来源比较多元,回收率会存在较大波动,因此技术仍有改善进步空间。 在我国政策的鼓励和作用下,锂电回收的关注度日益增加,竞争程度也随着更多新玩家入 局变得激烈,因此可回收原料的数量将很大程度决定各回收企业的有效产能。

4.钠电池系列:降本+性能迭代,产业链爆发在即

钠电池性能不断提升,产业化进程持续加速

钠电池材料成本较锂电池大幅降低,产业链成熟后产品成本将不断下降。钠是地壳中 储量第六丰富的元素,地理分布均匀,成本低廉,而锂资源在地壳中储量仅为 0.002%, 不到钠的千分之一,且全球分布具有地域性。根据中科海钠分析,结合钠电池在其他材料 方面的成本优势,理论状态下钠电池材料成本较锂电池下降了 30%左右,其中铜基钠离子 电池原材料成本为 0.29 元/Wh,磷酸铁锂电池材料成本为 0.43 元/Wh,铅酸电池成本为 0.40 元/Wh。目前由于产业链不成熟,钠电池整体产品成本相较锂电池仍有一定差距,但 随着未来产业链不断成熟,产品成本有望持续压降,钠电池将会具备更强的性价比优势。

钠离子电池是锂离子电池的同胞兄弟。钠离子电池与锂离子电池具有类似的工作机制, 均是一类“摇椅式电池”。它的基本结构单元同样包含正极材料、负极材料、电解液、电 解质、隔膜、集流板和辅料,但是具体到正极、负极、电解液物质种类的选择较锂离子电 池存在较大的差异。

钠离子电池应用潜力巨大,涉及领域广阔。钠离子电池较锂离子电池具有低成本和高 安全性的特点,因此在储能领域具有较大的发展空间,产业化进程持续加速。此外,钠离 子电池具有较宽的工作温度区间,可在低温工况下,拥有极好的电容量保持率,虽然能量 密度方面不及锂离子电池,但在两轮车和部分电动车如 A00 与 A0 级领域依然具有广阔的 发展空间。

钠电池性能不断提升,产业化进程持续加速。2021 年 7 月,宁德时代发布了第一代 钠电池,能量密度达到 160wh/kg,并宣布其下一代钠电池能量密度将突破 200wh/kg。2022 年 11 月,宁德时代宣布其钠电池已经可以基本满足 400 公里以下的新能源车型,这也意 味着钠电池可以应用于低端新能源车以及储能环节,产业化进程持续加速。2022 年 11 月, 宁德时代推出 AB 电池系统集成技术,将钠电池和锂电池混搭,实现优势互补,在提高电池系统能量密度的同时,有效降低电池的成本,并且极大提升冬季续航能力。钠电池应用 有望扩展至 500km 续航车型,满足绝大多数 A 级车的续航要求。2023 年 2 月,中科海钠 和思皓新能源联合发布行业首台钠离子电池试验车“思皓花仙子”,单车带电量为 25kWh, 续航里程为 252km,快充充电时间为 15-20 分钟。总之,钠电池产业化进程持续加速,使 用场景在不断拓宽,钠电材料行业有望迎来发展机遇。

预计 2023 年将是钠离子电池产业化元年。2021 年宁德时代提出预计将于 2023 年形 成钠离子电池产业基本产业链;2022 年中科海钠完成了全球首条的 GWh 电芯产线搭建并 投入运行;2023 年将有更多企业完成 GWh 钠电电芯的布局,如传艺科技和中科海纳计划 分别完成 4.5GWh、3-5GWh 钠离子电池的建设。除电芯企业,多氟多、圣泉集团、美联 新材等企业也纷纷布局千吨级钠离子相关钠离子电池中游材料产能,钠离子电池产业化进 度正处于快速推进中。

中游材料技术路线百家争鸣,关注各技术发展及落地情况

钠离子电池体系存在较大差异,目前无相对明确清晰的路线。钠离子电池正极材料包 括三种技术路线,分别为层状氧化物、聚阴离子和普鲁士蓝(白),性能和成本各有优劣。 现阶段技术成熟度而言,层状氧化物和聚阴离子电池路线更为领先,普鲁士蓝(白)技术 路线难度更大,但其各企业对其依然保持高度关注。对于钠离子电池负极,钠离子电池负 极硬碳前驱体路线呈现多元化,但如何保证充裕的原料资源且解决高成本问题是重点。此 外,钠离子电池的电解液和锂离子电解液技术有一定差异性,主要集中在电解液配方方面。

钠电新势力与传统锂电中游企业蓄势待发。钠离子电池尚处于产业化初期,技术路径 百家争鸣,但钠电负极技术瓶颈尚待突破,仍然处于快速发展阶段。在传统锂电企业和钠 电初创企业如火如荼的布局下,钠离子电池产业整体发力,产业化进程不断推进。

元力股份:木质活性炭细分龙头,硬碳负极核心标的

公司是国内木质活性炭领域龙头企业,木质粉状炭市占率超过 30%。公司第一是依靠 木质活性炭在食品饮料等传统领域的刚性需求打造营收基本盘;第二是在煤质活性炭主导 的环保领域(如 VOCs 治理、垃圾焚烧和污水治理),逐渐用木质活性炭替代煤质活性炭, 且享受环保用活性炭行业的高增速;第三是进军超级电容炭、硬碳、硅碳等高端材料,有 望持续受益于国产替代。 毛竹路线硬碳具有原材料供应与成本双重优势,积极与下游电池厂商合作。公司积极 布局钠电池负极的生物质基硬碳材料,包括毛竹路线、椰壳路线,其中毛竹路线可以较好 地保障前驱体原材料供应的稳定性和一致性,且在成本方面具备较强优势。公司与下游电 池厂商积极合作,硬碳产品已经完成小试,并且开始建设中试线。预计随着钠电池的产业 化进程,硬碳业务将会进一步拓宽公司的成长空间。

孚能科技:三元软包龙头,“锂电+钠电”全方位布局

公司以三元软包动力电池起家,连续五年排名中国软包动力电池装机量第一名。公司 在动力电池领域始终坚持“软包封装+叠片工艺+三元体系”的技术路线,并向着半固态以 及固态电池逐步演变。公司现有动力电池产能约 28GWh,2025 年累计规划产能超 150GWh。公司动力电池主要客户涵盖戴姆勒、北京奔驰、广汽、长城、吉利、一汽、东 风、江铃、长安等国内外知名整车企,以公司 2022 年预告营收 116.09 亿元计算,孚能科 技的出货量预计超过 10GWh。 钠电层状正极和三元产线高度兼容,公司有望乘钠电东风。结合公司《关于获得定点 函自愿性披露的公告》,同为层状正极的三元电池产线高度兼容钠电池,公司计划根据客 户需求和研发进度将赣州工厂部分三元电池产能转为钠电池产能,无需额外的资金投入和 建设周期即可快速投产钠电池,确保 2023 年如期量产装车。2023 年 3 月 1 日,公司披露 称获得江西江铃集团新能源汽车有限公司(江铃集团)的 EV3 钠电池定点函,根据定点 函,江铃集团将向公司采购钠离子电池包总成,并要求公司在 2023 年 6 月 30 日前启动 量产。预计随着产业化进程,钠电池业务有望为公司带来新的增长极。

(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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