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本文援引于报告《2021中国动力电池电解液行业研究报告》,首发于头豹科技创新网(www.leadleo.com)。
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核心摘要:
从电池产业的应用来看,可以将其分为新能源汽车以及消费电子两个方面。其中新能源汽车所使用的电池称之为动力电池,目前主流的种类包括磷酸铁锂以及三元锂电池两种。而消费电子行业使用的电池常称为非动力电池,主要以单位能量更低、生产成本更低的其他类型锂电池为主。随着电池产业的蓬勃发展以及产业升级的大势所趋,电池成为了诸多行业不可或缺的组成环节之一。尤其是在新能源汽车的使用具有丰富价值。而动力电池电解液因其重要性同步吸引了人们的目光,正式进入上升发展通道。
新能源汽车带动动力电池行业发展,同步利好上游电解液环节发展
自“863”项目提出以来,中国动力电池行业的研究和商业化便进入了高速发展阶段。2009年,中国正式提出“十城千辆”政策,显著加速了新能源汽车的示范应用。而随着比亚迪、宁德时代等锂电池生产商的崛起以及下游新能源整车制造市场的繁荣,中国新能源汽车行业逐步摆脱了早期由政府补贴为主的政策驱动阶段,转而进入了市场化的商业阶段,迎来了黄金发展时期。
鉴于动力电池市场前景可观,本篇报告将聚焦于新能源汽车动力电池所需的电解液进行深度研究,剖析其在动力电池产业链下的潜在价值、核心壁垒、市场竞争格局等。
电解液是动力电池不可或缺的重要组成
动力电池的组成包括了正极材料、负极材料、隔膜、电解液等。其中电解液作为电池的“血液”,具有传输离子的功能。以锂离子电池为例,正负电极发生电化学反应,电子通过外部电路传输产生电流,而离子则直接由电池内的负极向正极传导。而电解液正是传导过程中的载体,为离子传输提供有效通道。因此是动力电池正常工作的重要组成之一。
动力电池电解液行业市场规模持续增长,预期行业未来将延续良好发展势头
中国动力电池电解液行业市场规模测算逻辑以动力电池行业为基准。鉴于电解液是动力电池生产的主要组成之一,按照成本测算,动力电池电解液行业规模大致为动力电池的1/10。
以此计算,截至2020年,中国动力电池电解液行业市场规模约为70.99亿元。2016-2020年间年复合增长率为29.02%。随着未来五年中国新能源汽车进入放量发展阶段,其有望在2020-2025的十四五期间延续良好的发展势头,进而拉动动力电池市场需求,利好电解液行业发展。
电解液锂盐种类繁多,六氟磷酸锂占据主流市场地位
锂盐作为电解液上游的核心组成部分其性能的差异对于电解液的生产具有重要影响。从分类上,可以将电解质锂盐分为传统锂盐和新兴锂盐两种。其中传统锂盐特指六氟磷酸锂,而新型锂盐种类繁多,包括了四氟硼酸锂、双氟磺酰亚胺锂、双草酸硼酸锂、草酸二氟硼酸锂等几款主要产品。性能方面,六氟磷酸锂作为传统锂盐代表拥有能够满足电解液生产使用的基本要求,但是热稳定性差、遇水易分解等问题仍是困扰其未来继续应用的主要瓶颈。但目前鉴于其市场化程度高,产量最为可观,短期内仍是生产电解液使用的唯一选择。
六氟磷酸锂市场集中度高,向下议价能力较强
根据产能情况统计,中国头部六氟磷酸锂生产企业主要有天赐材料、江苏新泰、多氟多、必康股份等,CR4=55%,行业集中度高。在不考虑产业链整合的情况下,锂盐环节对于下游电解液生产的议价能力高,不利于中游企业经营。
在六氟磷酸锂行业上,现有市场格局难以发生较大改变,但鉴于未来新型锂盐有望走向市场,其成功商业化将对现有格局带来冲击。
溶剂使用将有单一种类向多种混合使用转变
电解液所使用的溶剂95%为碳酸脂类,又可被分为链状碳酸酯类(DMC、DEC、EMC)以及环状碳酸脂类(EC、PC),其在化学特性上各具差异,生产流程上存在较强关联性(例如DMC是PC及EC产物)。
目前,碳酸二甲酯(DMC)作为溶剂中最为典型的品种在市场上应用最为广泛。但随着电解液性能要求的提升,单一溶剂已难达到电解液的要求,未来将逐步向混合溶剂体系转型,通过结合高介电常数的溶剂和低粘度的溶剂实现性能的提升。因此除DMC外,DEC、EMC、EC、PC等几种溶剂需求量有望大幅提升。
溶剂行业集中度高,未来需求量有望实现飞跃式增长
以五种溶剂为基准计算,2020年中国电解液溶剂需求量约18.2万吨,而到2025年将达到80.5万吨,主要原因系下游需求端大幅增长导致。从竞争格局来看,行业集中度较高,石大胜华在溶剂行业具有绝对优势。其在DMC、EMC、EC市场的占有率分别为52%、40%和37%。同时,石大胜华还是中国最大的锂电溶剂出口商,出口量超过总量50%。作为行业龙头企业,石大胜华的横向多元化布局战略以及产量优势使其构筑了较高的护城河优势,在供不应求的市场大环境下,企业业绩表现将有望大幅增长。但对于中游电解液生产企业来说则面临着较大的上游议价压力。
添加剂是电解液生产的调味料,用料少但起到重要作用
在电解液的生产过程中,添加剂的使用量不到全部材料质量的5%,但缺乏添加剂将会对电解液的性能带来严重的影响,因此是十分重要的上游组成之一。从功能上来看,添加剂可实现成膜、阻燃、过充保护、稳定性提升、导电性提升等。其中成膜添加剂通过形成SEI膜,提高电极循环性能及使用寿命;阻燃添加剂通过防止电解液燃烧,提升安全性能;过充保护添加剂通过防止因过充引起的电解液燃烧,爆炸等。
现阶段最为主流的添加剂品种包括VC、FEC、PS三种,主要以解决电解质成膜和安全性问题为主。而同样随着电解质性能要求的提升,其他类型的添加剂需求量将有望大幅增长,例如DTD、LiBOB、LiFSi(可同时用作锂盐和添加剂)等。未来各类型新型添加剂的研发应用将有望成为该细分行业的发展趋势。
把握主流添加剂品种的多元化经营策略是典型企业的一致共识
根据统计的结果可以看出,中国本土的典型添加剂生产企业如瀚康化工、华一新能源、江苏华盛等多采取多元化经营策略提高企业竞争力,一方面尽可能多的布局常规添加剂业务品种(VC、FEC、PS),另一方面在新型添加剂方面加紧研发布局,力争推出具有创新意义的电解液添加剂品种提升企业的独特竞争力。
从行业竞争角度来看,具备更多产品布局的企业将具有更好的经营实力,进而形成规模效应对中小型单一业务布局的企业形成降维打击,马太效应出现。而新型添加剂的研发应用将成为企业间博弈的关键赛道。
电解液价格持续走高,短期供不应求局面难以改善
自2021年1季度开始,动力电池电解液价格持续上涨。以最常规的三元圆柱电解液和磷酸铁锂电解液为例,在未发生价格大幅上涨之前平均价格普遍维持在3-5万元/吨。而在2021年2月之后,一路飙升至9-10万元/吨。主要原因包括(1)原料端价格持续提升,推高中游电解液生产成本;(2)电解液企业开工率难以快速提高,而各大企业订单饱和,电解液供应不足;(3)新增产能仍处于爬坡阶段,短期产能释放难度大等。鉴于现阶段电解液生产企业多采取成本定价模式,价格上涨带来的收益提升主要以对冲上游原材料价格上涨为主,企业利润空间整体未发生较大改变。
头部企业已占据较大市场份额,并通过扩产继续提高竞争壁垒
市场格局方面,整体呈现中高度垄断局面。以天赐材料、新宙邦、江苏国泰、杉杉股份为代表的头部电解液生产企业占据了66%的市场份额。同时,头部企业积极扩产提高规模优势。例如新宙邦在荷兰投资15亿元实施的锂离子电池电解液及材料生产项目,计划新增10万吨产能。与此同时,受电解液供不应求影响,下游企业积极与中游电解液生产商签订长单采购合同,利好头部具有规模优势的企业长期获益。预计在长单效应及企业扩产的叠加影响下,电解液头部企业将持续向好发展。
深度见解:电解液生产涉及环节众多,各环节企业经营策略差异显著。其中中游电解液头部企业的纵向一体化整合程度最高,尤其以天赐材料和新宙邦最为突出
电解液生产涉及环节众多,各环节企业经营策略差异显著
根据汇总动力电池电解液行业各环节企业在产业链链条的布局情况可以发现,各环节典型企业在经营策略上采取了不同的策略。其中添加剂典型企业的纵向整合程度最低,瀚康化工、华一新能源也分别由新宙邦(2,797万元)、奥克化学(7,000万元)收购。溶剂生产企业如石大胜华、奥克化学已尝试横向一体化整合,实现了锂盐、溶剂、添加剂环节的一体化经营,可为其提升业务多元性,避免单一经营风险提供有力支持。
电解液生产企业占据市场主导地位,纵向一体化具备优势
相比于锂盐、溶剂、添加剂企业,中游电解液头部企业的纵向一体化整合程度最高。主要原因包括(1)企业规模和所处市场空间更大;(2)主营业务上游涉及环节众多,整合有助于抑制成本波动风险。从整理情况来看,天赐材料、新宙邦、江苏国泰以及杉杉股份皆有不同程度的向上拓展布局。其中天赐材料是唯一打通从原料开采-化工原料制备-电解液生产的全产业链布局。而新宙邦也顺利完成了由电解液到上游所有化工原料制备的横向布局。因此两家企业在电解液行业具有较强的协同经营实力和成本控制能力,竞争力较强。
重点关注企业
通过深度研究中国动力电池电解液行业内优质企业,头豹建议重点关注天赐材料【002709】、新宙邦【300037】、石大胜华【603026】。