天風(fēng)證券：看好硅負(fù)極及衍生新材料投資機(jī)會(huì)

智通財(cái)經(jīng)APP獲悉，天風(fēng)證券發(fā)布研報(bào)稱，當(dāng)前鋰電池有兩大技術(shù)路線，以方形鐵鋰為代表的高性價(jià)比路線和以三元高鎳大圓柱為代表的高性能路線。大圓柱：推薦億緯鋰能(300014.SZ)。預(yù)計(jì)2023年出貨5GWh，貢獻(xiàn)利潤(rùn)3.2億元，占比總利潤(rùn)5%。硅基負(fù)極：推薦龍頭貝特瑞(835185.BJ)，預(yù)計(jì)23年出貨5萬(wàn)噸(混合品)，單噸凈利1.4萬(wàn)元，貢獻(xiàn)利潤(rùn)7.1億元，占比總利潤(rùn)18%。衍生材料：一是單壁碳納米管推薦天奈科技(688116.SH)，預(yù)計(jì)天奈23年單壁管出貨20噸，單噸凈利潤(rùn)400萬(wàn)元，貢獻(xiàn)利潤(rùn)0.8億元，占比總利潤(rùn)7%。二是PAA粘結(jié)劑推薦璞泰來(lái)(603659.SH)，其參股公司茵地樂(lè)(26%股權(quán))在PAA上行業(yè)領(lǐng)先。三是補(bǔ)鋰劑建議關(guān)注德方納米(300769.SZ)，其已公告4.5萬(wàn)噸補(bǔ)鋰劑項(xiàng)目，后續(xù)有望放量增利。

主要觀點(diǎn)如下：

近兩年，方形鐵鋰得益于CTP、刀片電池的技術(shù)進(jìn)步，在續(xù)航里程600公里及以下乘用車市場(chǎng)性價(jià)比十足。根據(jù)鑫欏鋰電數(shù)據(jù)，22年3月25日鐵鋰方形動(dòng)力電芯均價(jià)為0.77元/wh，同期三元方形動(dòng)力電芯均價(jià)在0.84元/wh。得益于刀片電池技術(shù)，比亞迪LFP版車型能量密度達(dá)140Wh/kg，續(xù)航里程達(dá)565km，突破了鐵鋰?yán)m(xù)航里程天花板。

往后看，高鎳+硅基負(fù)極+大圓柱三者優(yōu)劣勢(shì)互補(bǔ)主打高能量密度，更適配600公里續(xù)航以上市場(chǎng)。大圓柱的優(yōu)勢(shì)是不易熱失控和弧形表面更耐膨脹。高鎳三元優(yōu)勢(shì)是能量密度高，劣勢(shì)是成本高+熱穩(wěn)定性差，成本高的改變可依賴三元一體化鎳冶煉投放降低鎳的成本，熱穩(wěn)定性差可搭配圓柱封裝形式改善。硅基負(fù)極優(yōu)勢(shì)是能量密度高+適合快充，劣勢(shì)是成本高+易膨脹，天風(fēng)證券認(rèn)為成本高是初期，可依賴規(guī)?；当?，易膨脹可搭配圓柱封裝形式。

本篇報(bào)告系高鎳+高電壓+大圓柱系列新技術(shù)報(bào)告——從硅負(fù)極說(shuō)起新材料的投資機(jī)會(huì)，并引申出周邊新材料投資機(jī)會(huì)，如單壁碳納米管、補(bǔ)鋰劑、PAA粘結(jié)劑，有望得以受益于低基數(shù)+滲透率提升，未來(lái)幾年市場(chǎng)空間增速可觀，得益于技術(shù)溢價(jià)，龍頭利潤(rùn)空間有望可觀。

硅是負(fù)極材料進(jìn)步的方向，放量在即。目前主流石墨負(fù)極企業(yè)比容量可做到355-360mAh/g，接近理論比容量372mAh/g，負(fù)極材料急需升級(jí)，硅材料理論比容量達(dá)4200mAh/g，是石墨的10倍以上。受制于膨脹率高(硅在300%，石墨在12%)，硅負(fù)極產(chǎn)業(yè)化受阻，目前硅基負(fù)極主要應(yīng)用在高端3C數(shù)碼、電動(dòng)工具、高端動(dòng)力電池領(lǐng)域，在負(fù)極滲透率不足2%。特斯拉(TSLA.US)自產(chǎn)電池大圓柱明確表示采用硅負(fù)極，此外車企電池廠如松下、三星、廣汽(601238.SH)、蔚來(lái)(NIO.US)等也宣布采用硅負(fù)極。

硅負(fù)極一般通過(guò)摻雜的形式到人造石墨中以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化(目前摻雜比例在5%左右)，根據(jù)硅材料選擇的不同分為硅碳、硅氧兩條技術(shù)路線。

硅碳負(fù)極：采用納米硅和石墨材料混合，目前商業(yè)化容量在450mAh/g以下，首效高，但體積膨脹系數(shù)過(guò)大，導(dǎo)致其循環(huán)差，一般在500-600周，一般用于消費(fèi)電池。

硅氧負(fù)極：采用氧化亞硅和石墨材料混合，目前商業(yè)化應(yīng)用容量主要在450-500mAh/g，首效相對(duì)較低，但循環(huán)性能相對(duì)較好，既可用于消費(fèi)也可用于動(dòng)力。

硅碳負(fù)極的制備的核心在于球磨，硅氧負(fù)極制備的核心在于氧化亞硅的改性。正如硅負(fù)極有純品和復(fù)合品的概念(天風(fēng)證券所說(shuō)的硅基負(fù)極指的是復(fù)合品)，硅負(fù)極的制備也有兩段工序，天風(fēng)證券將其分為前端的純硅制備和后端的與石墨復(fù)合，天風(fēng)證券認(rèn)為核心是在前端的純硅制備。硅碳的核心是制備納米硅，一般采用機(jī)械球磨法，硅氧的核心是制備氧化亞硅，且需要改性處理，一般采用化學(xué)氣相沉積法(CVD)進(jìn)行碳包覆。

硅基負(fù)極的單價(jià)、CAPEX明顯高于石墨負(fù)極。石墨負(fù)極的價(jià)格一般在3-6萬(wàn)元/噸，據(jù)天風(fēng)證券測(cè)算硅負(fù)極純品價(jià)格一般在30-70萬(wàn)元/噸，復(fù)合品價(jià)格一般在8-12萬(wàn)元/噸。人造石墨負(fù)極一體化產(chǎn)能單萬(wàn)噸固定自產(chǎn)投資一般在2億元左右，硅基負(fù)極的特別是前端純品硅的單萬(wàn)噸固定資產(chǎn)投資一般在10億元左右。

硅負(fù)極目前處于行業(yè)發(fā)展初期，海外日本信越較為領(lǐng)先，國(guó)內(nèi)貝特瑞研發(fā)、量產(chǎn)、客戶端全面領(lǐng)先同行。

海外：日韓企業(yè)在硅基負(fù)極上領(lǐng)先多是在專利層面，如日本信越化學(xué)硅氧負(fù)極專利數(shù)行業(yè)領(lǐng)先，但其主營(yíng)半導(dǎo)體等，量的層面未見(jiàn)領(lǐng)先。

國(guó)內(nèi)：貝特瑞于2010年取得硅基負(fù)極材料的技術(shù)突破，并于2013年實(shí)現(xiàn)批量出貨，客戶系松下、三星。貝特瑞產(chǎn)品持續(xù)更新迭代，高代產(chǎn)品比容量、首次效率明顯領(lǐng)先同行。貝特瑞現(xiàn)有硅負(fù)極產(chǎn)能3000噸(天風(fēng)證券預(yù)計(jì)為純品)，規(guī)劃產(chǎn)能4萬(wàn)噸。而同行尚處于百、千噸中試線水平，未見(jiàn)大批量出貨。

硅基負(fù)極放量為衍生材料帶來(lái)放量契機(jī)，典型如單壁碳管、補(bǔ)鋰劑、負(fù)極粘結(jié)劑。

單壁碳管：可在材料內(nèi)部形成發(fā)達(dá)網(wǎng)絡(luò)，覆蓋在硅顆粒表面并在硅顆粒之間建立高度導(dǎo)電和持久的連接，顯著提升硅負(fù)極循環(huán)壽命。

補(bǔ)鋰劑：硅負(fù)極表面SEI膜的形成需消耗大量鋰源，這使得硅基負(fù)極的首次效率顯著低于石墨，石墨材料有5%～10%的首次不可逆鋰損耗，而硅的不可逆容量損失達(dá)15%～35%，故硅負(fù)極一般需要搭配補(bǔ)鋰劑使用。

PAA粘結(jié)劑：對(duì)于充放電循環(huán)中具有極高體積膨脹的硅基負(fù)極，合理設(shè)計(jì)粘結(jié)劑可大大改善其循環(huán)壽命。

前文以硅基負(fù)極為主線，衍生出單壁碳納米管、補(bǔ)鋰劑、PAA粘結(jié)劑，25年硅負(fù)極市場(chǎng)空間有望達(dá)300億+，其他材料有望在50億左右，21-25年復(fù)合增速在100%左右。

21年負(fù)極全球產(chǎn)量88萬(wàn)噸，預(yù)計(jì)21-25年鋰電池復(fù)合增速40%，硅基負(fù)極滲透率天風(fēng)證券預(yù)計(jì)在23年迎來(lái)放量拐點(diǎn)達(dá)6.5%，25年達(dá)14%(滲透率的假設(shè)和大圓柱放量相匹配)。單價(jià)硅純品價(jià)格和人造石墨價(jià)格按照加權(quán)平均而得，純品硅摻雜比例22年在5%，預(yù)計(jì)25年達(dá)8%，純品硅價(jià)格22年在45萬(wàn)元/噸，25年降至30萬(wàn)元/噸，人造石墨22年在6萬(wàn)元/噸，25年降至4萬(wàn)元/噸，則硅基負(fù)極(復(fù)合品)22年單價(jià)在8萬(wàn)元/噸。25年降至6.1萬(wàn)元/噸。基于以上邏輯和假設(shè)，天風(fēng)證券對(duì)四大新材料25年市場(chǎng)空間、龍頭公司利潤(rùn)空間預(yù)測(cè)如下：

硅基負(fù)極：全球需求量達(dá)52萬(wàn)噸，市場(chǎng)空間319億元，21-25年復(fù)合增速135%。天風(fēng)證券預(yù)計(jì)龍頭系貝特瑞，市占率達(dá)40%，20%凈利率下利潤(rùn)空間在19億元。

單壁碳管粉體：全球需求量達(dá)524噸，市場(chǎng)空間42億元(多壁市場(chǎng)空間在200億)，21-25年復(fù)合增速153%。天風(fēng)證券預(yù)計(jì)龍頭系天奈科技，市占率50%，40%凈利率下利潤(rùn)空間在7.3億元。

補(bǔ)鋰劑：全球需求量達(dá)1.8萬(wàn)噸，市場(chǎng)空間44億元，21-25年復(fù)合增速157%。天風(fēng)證券預(yù)計(jì)單噸凈利潤(rùn)25年在5萬(wàn)元(對(duì)應(yīng)17%凈利率)，市占率在50%下，利潤(rùn)空間在4.8億元。

PAA粘結(jié)劑：全球需求量達(dá)5.1萬(wàn)噸，市場(chǎng)空間54億元。21-25年復(fù)合增速94%。天風(fēng)證券預(yù)計(jì)龍頭30%凈利率(茵地樂(lè)毛利率60%)，市占率在50%下，利潤(rùn)空間在8.4億元。

風(fēng)險(xiǎn)提示：電動(dòng)車銷量不及預(yù)期、大圓柱進(jìn)展不及預(yù)期、硅負(fù)極進(jìn)展不及預(yù)期、產(chǎn)能擴(kuò)建不及預(yù)期、測(cè)算具有主觀性。

本文編選自微信公眾號(hào)“天風(fēng)研究”，智通財(cái)經(jīng)編輯：謝青海。