锂电池赛道浅析——什么细分赛道最好？

1. 锂电池的王座能坐多久？

最近的锂电板块涨的轰轰烈烈，但锂电是一个长的成长赛道吗？其中最受益的公司是什么？这对我们坚定持股信心很重要。要解答这两个问题，首先问一问锂电池会被替代吗？

我们知道高科技企业技术迭代快，选错方向很容易被弯道超车。7月份宁德时代宣布将于推出钠离子电池，市场反应强烈，担忧锂将步钴和镍后尘（电池更新迭代极大减少了钴和镍两种金属的使用）。然而，短期来看钠离子电池的种种不成熟的技术点决定了不可能大面积替代锂电池。它不是电动车的新一轮技术变革，更像是燃料电池一样，是对电动车的一个补充。

我们都相信未来锂电池会被替代，但那一定是很久之后的事了。下图显示锂电池是现有品类电池中性能最平衡且优越的。

 

1.1 电池性能比较

1.1.1 钠离子电池

元素周期表上，钠和锂同属于碱金属主族，拥有与锂相似的物理性质与化学性质。与锂离子电池类似，其依靠钠离子在正极与负极之间可逆地迁移实现充放电。2015年第一代钠离子电池开始步入商业化进程。

钠离子电池有自己的优势，一方面是安全性足够，相比锂元素，钠元素的标准电压区间更大，在安全性和应用性范围更广；另一方面，钠元素在地球上的储量比较丰富且分布非常均匀，地壳含量占比约为2.5%-3%，相比之下，锂元素在地壳中的含量只有0.65‰，且分布高度不均匀。

但钠离子电池的缺点也是致命的：

（1）能量密度较低。在正极方面，主流的钠离子电池正极材料NaMnO4、Na3V2(PO4)3、Na2Fe2(SO4)3等，理论能量密度不及三元锂，实际能量密度较磷酸铁锂还低。目前磷酸铁锂电池能量密度可以达到200Wh/Kg，而钠离子电池在100-150Wh/Kg，据测算，其天花板也只能到200Wh/Kg，刚好是磷酸铁锂的水平。

（2）充放电速率慢。更大的粒子半径使钠离子很难嵌入发生化学反应的电极晶体结构中，导致钠离子的移动速率比较忙，影响钠离子的充放电速率。

（3）成本较高。目前实际成本超过1元/Wh，而锂电池的成本，铁锂是0.5元-0.6元/Wh，尽管未来规模化量产后成本会有下降（可能会下降至0.2-0.3元/Wh），但是可能还有相当长的路程要走。

 

 

1.1.2 铅酸电池  （天能股份也开始转型锂电池）

目前来看，锂电池冲击最大的应该是铅酸电池，这种电池的能量密度比不到100，循环寿命不到300次，性能被锂电池超越。我国是全球最大的铅酸电池生产国和消费国。铅酸电池下游的主要应用领域在低速电动车和电动两轮车。公开数据显示，2019年国内电动两轮车出货量高达3800万辆，2020年增速同比增长23%达到4674万辆，其中有超过7成使用铅酸电池。低速电动车每年200万辆左右的增速，保有量超过一千万台，其中超过9成使用铅酸电池。有测算显示，这两个市场规模合计逾300亿元，锂电池，钠电池都有机会首先瓜分该市场。

其次，由于电动车讲究的是轻量化以及续航里程，钠离子电池可能暂时无法运用于电动车上，但是，对重量和单位能量密度要求不高，对价格又比较敏感的储能领域，可能会有替代效应。储能是一个规模很大的市场。根据券商的数据，2019年全球储能电池出货量为18.8GW，假设2019-2025储能电池复合年均增长率为30%，即2025年出货量将达到90.74GW，若1W成本是0.2-0.3元，则储能市场空间估计约200到300亿元。2020年锂电池在储能领域的应用占比有6成，钠电池对锂电池产业链的影响可能会先出现在储能环节。

 

总的来说锂电池短时间内不会被替代。所以，钠离子电池至少在未来3年很难有全面替换电动车锂电池的可能。那么专注于锂电产业链的行业龙头以及转型成功的公司做价值重构都是可行的思路，这个风口很大很长！

 

2. 锂电池细分赛道如何选？

2.1 锂电池的核心结构

锂离子电池的核心组件主要包括正极材料、负极材料、隔膜与电解液等。

 

 

2.1.1 正极材料：两大主流技术博弈的赛道

正极材料对锂离子电池的性能影响最大。其主要有三元材料，磷酸铁锂，锰酸锂。主要依据正极材料不同将电池划分为

（1）三元材料电池，多数使用镍钴锰混合作为正极材料，也有用镍钴铝作为正极材料的（如特斯拉所用松下电池），负极为石墨。

能量密度高（目前NCM电性能做到200WH/kg以上，NCA则更高）、寿命特性优良，但热失控温度200℃以上，需要在系统集成中多方面考虑如何控制热扩散，以满足其系统安全性需要。也是因为安全性考虑，三元系材料一般不会做大容量单体电芯，三原材料电池多用于纯电动乘用车和非载客的商用车，目前是新能源乘用车用量增长最快的电池。

（2）磷酸铁锂电池，负极为石墨。

电压平台很平稳，能量发挥好，原材料储量大，经济性能较好。同时几乎无没有热失控问题（热失控温度在800℃以上），材料体系非常安全。也因为电池材料特性安全性高，磷酸铁里电池可以做大容量单体电芯（高达几百安时），有利于系统的成组效率（按重量能量比计算，客车应用硬壳电池可以达到78%的成组效率）。

磷酸铁里已经广泛用于混合动力、纯电动客车以及电网和家庭储能系统，是目前新能源客车市场上用量最多的锂离子动力电池。

（3）锰酸锂电池，电池负极材料主要为石墨。

其克容量低，但压实密度高，总体能量密度与磷酸铁锂相当；最大问题是较高温度工作时易溶解。需要通过参杂和表面处理来改善其温度耐受性，其稳定性、安全性不如磷酸铁锂。

（4）补充：钛酸锂电池是在用钛酸锂替代石墨作为负极材料，只正极材料可以是以上任何正极材料。

钛酸锂电池有四大优点：低温特性好（尤其是低温-30℃还可以充电）、高功率（可大功率充放电，尤其是充电倍率可以很高）、长寿命循环（可以轻松达到万次以上）、安全性高（几乎没有热失控风险）；

钛酸锂也有三大缺点：平台电压低（仅有2.2V，系统成组需连接很多电芯，效率很低）、还存在高温胀气问题（虽然现在有所改善但并没有根本解决）、成本高（约为石墨体系电池的两倍多），钛酸锂电池多用于混合动力和单词续航里程要求不高但需要多次充电的应用场景中。

其中从下图可见三元材料和磷酸铁锂是两大主流技术。2021年5月磷酸铁锂电池产量上第一次超过三元材料。其背后代表的是我们所熟知的宁德时代之前主导的三元锂电池和比亚迪主导的磷酸铁锂电池两条路径的选择。

 

 只不过，就2020年磷酸铁锂动力电池装机量而言，共计23.2GWh。其中，宁德时代拿到13.68GWh，市占比达到58.9%，占据了绝对优势。从发布的相关财报来看，磷酸铁锂电池已经成为宁德时代取得更大盈利的全新增长点。而比亚迪的磷酸铁锂刀片电池，仍以自产自用、自我供给为固定模式，未实现大规模的外供。与之相反的是，今年4月，宁德时代董事长曾毓群表示，宁德时代在未来3~4年间将逐渐增加磷酸铁锂电池产能占比，三元锂电池产能则会逐渐减少。行业龙头公司布局双线路，无疑走的更稳健。

 

 

总的来说正极材料是存在技术竞争一方胜出的可能性的，分别代表着利好镍钴的三元材料和利好磷酸工业的磷酸铁锂，那么负极材料呢？

 

2.1.2 负极材料：毛利较低，中低端壁垒低，高端石墨烯未来可期的赛道

负极材料以石墨、固体碳粒等碳系材料为主，还包括以钛酸锂为代表的合金系材料，不过由于目前合金系材料的性能尚不稳定，负极材料基本以石墨为主。与正极材料相比，负极材料的技术门槛不高且占锂离子电池成本比重较低，低端产品毛利率仅在 10%左右，即使是中高端产品，毛利率也不超过 20%。 目前国产负极材料虽然基本能够满足国内市场的需求，但多数仍属中低端产品，因此，具备大规模量产高端负极材料技术水平的企业在未来将具有较大的增长空间。

另外，石墨烯研发有所成绩的企业也值得投资者关注。石墨烯是已知的最薄的材料，具有极高的比表面积以及超强的导电性和强度，采用石墨烯作为负极材料的锂离子电池能量密度虽与石墨锂离子电池相当，但功率密度却可为石墨电池的 100 倍，因而可以极大的减少电池充电的时间，有利于快充纯电动汽车推广和普及。但相关技术还处于研发和中试阶段，且石墨烯价格极为昂贵，产业化之路有待跟踪观察。

 

2.1.3 隔膜：未来可能被替换的赛道

隔膜是锂离子电池重要的内层组件之一，是电池安全的重要保障，对于提高锂离子电池的综合性能至关重要。

隔膜是锂离子电池核心组件中技术难度最高的一个，毛利率可超过 70%。目前我国隔膜生产技术还相对落后，国产化程度很低，国内生产的多为中低档隔膜，只适用于小型锂离子电池，而动力用锂离子电池隔膜则几乎全部依赖进口，因此，隔膜已经成为制约我国锂电产业继续发展的关键因素之一。 虽然短期内国产隔膜还难以与国外的高端产品相抗衡，但是和电解液一样，隔膜国产化进程也正在提速，率先实现国产高端隔膜产业化的企业必将能凭借巨大的进口替代空间获得高额收益。但值得注意的是，近年来聚合物锂电池的出现使得隔膜不再成为锂电池的必须组件，一旦锂离子电池被取代，隔膜需求必将锐减，因此相关研发也具有一定的风险。

 

2.1.4 电解液：锂电池细分确定性最强的优质赛道

之前我们分析正极材料时候提到正极材料存在两种主流技术之争，会极大影响其背后的产业链效益，那么有没有不管走什么线路都要用的核心材料呢？有，它就是六氟磷酸锂。

电解液的主要原材料包括电解质锂盐，高纯度的有机溶剂以及其他添加剂等。根据原材料配比不同，电解液可分为三种形态：液态电解液（锂盐+有机溶剂）、凝胶聚合物（锂盐+有机溶剂+高分子）以及固态聚合物（锂盐+高分子）。使用液态电解液的电池称为液态锂离子电池，而使用凝胶聚合物或固态聚合物的则称为聚合物锂电池。聚合物锂电池由于具有更高的安全性与稳定性，更大的比能量，更长的循环寿命长，且塑型灵活，可用于制作超薄电池和大容量电池，更重要的是聚合物可以同时发挥电解液和隔膜的作用，即聚合物锂电池不必使用传统的隔膜材料（直接断了隔膜生产企业的财路），更易于大规模工业化生产，因此成为电解液主要发展的方向。

但无论是哪种形态的电解液，锂盐都是最主要的原材料之一。目前电解质锂盐多采用六氟磷酸锂（LiPF6），且近中期内还难以找到可替代的电解质产品。六氟磷酸锂占电解液总成本的约 70%，是电解液最重要的原料，生产技术难度较高，毛利率在 60%~70%左右。之前一直被国外大企业所垄断，随着我国企业技术水平的提高，目前已经突破生产高纯度六氟磷酸锂的技术壁垒，不少企业已经开始建设六氟磷酸锂生产线，随着国内产能的释放，具有 10%~30%价格优势的国产六氟磷酸锂将具有极大的市场竞争力，虽然届时产品毛利率可能有所下降，但六氟磷酸锂仍然是盈利能力较强的产业之一。 目前国内电解液行业正处于完成进口替代并逐渐吞噬国外市场份额的扩张阶段，能批量生产六氟磷酸锂的企业值得高度关注。且随着动力汽车的投产，对电解液的需求还将出现爆发式增长。六氟磷酸锂生产企业“钱”途无量。

因此，锂电产业链里生产六氟磷酸锂是其中较好的细分赛道。其中主营为六氟磷酸锂的公司有这么几家，当下看来龙头是石大胜华。 

 

但最近有新入局玩家，奥克股份参股的苏州华一拟投资10亿元在大连西中岛石化产业园区116500吨/年电解质及添加剂项目：，预计全部投产后可实现年产116500吨电解质及添加剂，包括60000吨氯代碳酸乙烯酯（CEC）、10000吨氟代碳酸乙烯酯（FEC）、10000吨碳酸亚乙烯酯（VC）、6000吨1,3-丙烷磺酸内酯（PS）、10000吨六氟磷酸锂（LiPF6）、5000吨二氟磷酸锂（LiPO2F2）、12000吨氟化钾（KF）、3500吨氟化锂(LiF)等。

因此奥克股份也可以归为六氟磷酸锂概念，且预期还没实现，在项目投产后有望实现估值与业绩的戴维斯双击，对标石大胜华的正宗补涨标的。