
(1)雜環類碳酸酯:通常含有鹵素,可以降低熔點,改進 SEI 成膜特性;溶劑種類豐富,可延伸產品較多 除氟化處理和含硫溶劑外,溶劑還有眾多細分品種,它們各有特點,大部分可當做添加劑少量使用, 其他的一些溶劑產品及特點大致總結如下:
(2)線性酯類:低溫性能更為突出,可以氟化,氟化碳酸酯類可燃性低,有助于 SEI 膜的穩定;
(3)氟化氨基甲酸酯類:會形成高阻 SEI,降低容量;
(4)氟化醚類:可提高熱安全性,改進 SEI 組成;
(5)乙二醇硼酸酯類:鋰離子導電能力處于中等水平,但在 Pt 上的陽極穩定性好;
(6)砜類:特點是導電性好,同時陰極材料上的陽極氧化穩定性好,烷基氟化處理可以改進其在 碳基負極上的 SEI 化學;
(7)磺酰胺類:導電性中等,Pt 上陽極氧化穩定性差。
電池級溶劑純度要求高,純度將影響其電化學窗口
對于電解液用溶劑而言,溶劑的純度對鋰電池性能的影響至關重要,微量的雜質會明顯影響溶劑的 電化學窗口,進而影響電解液的性能。以氧化電位上限為例,通過提高溶劑的純度可以有效提高溶 劑的氧化電位上限,例如對于 EC,純度從 99.91%提高至 99.979%,氧化電位上限能從 4.87V 提高至 5.50V。而對于大部分溶劑,純度小于 99.9%時,其分解電位為 4.6-4.9V,提高純度就能夠提 高其氧化電位窗口,一般能達到 5.2V 以上。如果純度進一步提高,像主流的 EC、PC、DMC、EMC 和 DEC,其氧化電位上限可以分別達到 6.2V、6.6V、6.5V、6.7V 和 6.7V。
二、電池級溶劑行業格局較優,長期增長空間廣闊因此在電池級溶劑的生產過程中,溶劑的精制不可或缺,這也是電池級溶劑生產工藝的難點之一。 一般在環氧丙烷路線中,前端的碳酸丙烯酯(PC)粗品會進入薄膜蒸發器,在減壓環境下濃縮蒸 發,得到碳酸丙烯酯精品,再往后道與甲醇反應制得碳酸二甲酯(DMC),而碳酸二甲酯粗品也要 經過常壓精餾得到碳酸二甲酯精品,越往后端,帶入雜質的潛在可能性越高,如在后端電池級碳酸 甲乙酯(EMC)和碳酸二乙酯(DEC)的生產過程中,需要多道精餾,每一精餾環節對溫度和壓力 的控制也不盡相同,最終才能獲得純度在 99.99%以上的電池級溶劑產品。
電池級溶劑格局優異
與偏大宗的工業級溶劑不同,電池級溶劑由于催化劑選擇要求高、提純難度大,整體國內能做的企業偏少。以 DMC 為例,國內名義產能達到 92.6 萬噸,實際有效的產能也在一半以上,生產企業 數量較多,但大部分企業只能從事工業級 DMC 的生產,純度大概在 99.9%左右,而電池級 DMC 純度要求至少達到 99.99%,有些超純級產品要求甚至達到 99.999%,有能力生產的企業屈指可數, 國內目前基本只有四五家,此外有少數企業嘗試生產,格局更為優異,其中龍頭企業石大勝華占目 前電池級 DMC 產能一半以上。此外像電池級 EC 產能也基本集中在石大勝華、東營海科、奧克化 學、遼寧港隆、營口恒洋、中科宏業等少數幾家企業,技術難度更高的電池級 EMC 更是集中于石 大勝華、東營海科、遼寧港隆、遼陽百事達等少數企業,相較工業級溶劑而言格局十分優異。
電池級溶劑未來增長空間廣闊
電池級溶劑在電解液中的用量占比達到 80%-85%,因此電池級溶劑未來的需求也將跟隨下游電解 液及終端新能源汽車的發展而增長,從歷史來看,無論全球還是國內,電解液的產量均維持了穩步 持續增長的態勢,2020 年我們預計全球電解液的產量約為 34 萬噸,對電池級溶劑的需求約為 28.5 萬噸,國內電解液產量接近 24 萬噸,對電池級溶劑的需求約為 20 萬噸,供給主要集中于上述幾 家企業。
三、需求旺盛支撐電池級溶劑價格堅挺,產業鏈盈利非常可觀展望未來增長空間,2019 年全鋰電池出貨約 220Gwh,其中消費約 70Gwh、動力約 117Gwh、儲 能(包括電動工具)34Gwh,根據工信部規劃,到 2025 年國內新能源車占比要達到 20%,按照 2500 萬輛車、單車 60 度帶電量測算,2025 年國內動力電池裝機有望達到 300Gwh,再按照國內 40%占比測算,全球動力電池裝機量將達到 750Gwh,此外,隨著 5G 的推廣和儲能的快速發展, 到 2025 年 3C 和儲能電池出貨量有望分別達 125Gwh 和 70Gwh,屆時全球鋰電裝機有望達到 945Gwh,六年復合增速為達到 27.5%。而假設每 Gwh 電池需要電解液 1100 噸,溶劑添加比例 為 83%,則到 2025 年全球電解液需求將達 104 萬噸,對溶劑的需求將達 86 萬噸,大致是目前市 場規模的三倍。此外,我們也觀察到國內電解液企業的擴產規劃,到 2020 年國內主流電解液企業 產能約為 38.2 萬噸,而長期這些企業在國內外的擴產計劃達到 68 萬噸,未來合計總產能超過 106 萬噸,在疊加海外電解液企業,基本能夠保證未來鋰電池需求,因此未來對電池級溶劑的需求也預 將與電解液擴產規劃保持一致。
電解液需求旺盛,支撐電池級溶劑價格維持高位
從 2020 年下半年以來,受益于終端新能源汽車銷量高增長,電解液排產和出貨持續提升,月度產 量從 6 月份的 1.8 萬噸提升至年底的接近 3 萬噸,而溶劑在電解液中占比約為 80%-85%,因此整 體需求也跟隨下游大幅增長,而電池級溶劑價格也得以維持高位。與工業級溶劑相比,目前電池級 溶劑可謂走出了獨立行情,以 DMC 為例,其工業級產品已經從高點 1.45 萬/噸跌至 7600 元/噸, 且價格還有進一步下探的可能,而電池級 DMC 價格從高點的 1.7 萬/噸跌至目前 1.4 萬/噸,價格 已基本穩住,而兩者的價差也在同一時期持續擴大,電池級 DMC 的技術溢價愈發體現。此外,其 他的幾個電池級溶劑產品像 DEC、ECM、EC 和 PC,價格同樣堅挺,在需求強支撐雖從高點有所 回落,但目前價格也基本穩住,尤其像 EMC 價格前期不僅沒有下跌,近期甚至又出現上漲態勢。
主流溶劑從合成工藝上來看主要有兩條路線:(1)丙烯 → PO → PC → DMC → DEC/EMC; (2)乙烯 → EO → PC → DMC → DEC/EMC,關鍵中間產物分別為 PO 和 EO,而后端的 DEC 和 EMC 都可以由 DMC 與乙醇反應合成。從終端產品來看,DMC 是核心橋梁,能串聯起另 外四個溶劑品種,因此它的價格和盈利對產業鏈具有一定指導意義。此外,在丙烯路線中會副產丙 二醇,在乙烯路線中會副產乙二醇,兩個副產品同樣可以分擔成本并增加利潤,在考慮溶劑產業鏈 盈利時也必須將其納入考慮。電池級溶劑產業鏈盈利十分可觀
從前端原料來看,目前 PC、EC 與原料的價格差從低位有所回升,其中 PC 由于不是主流溶劑, 價格偏低,因此其價格差處于相對較低水平,而 EC 屬于主流溶劑,在強需求支撐下價格較好,疊 加 EO 價格相對較低,導致 EC 與 EO 的價格差近期有明顯抬升。
如果從全產業鏈角度來看,電池級 DMC 的價格差能更好地顯示行業景氣度,我們分別測算了電池 級 DMC 與 PO、EO 的價格差,并且將副產物的降本增效納入考慮,其價格差走勢如下圖所示, 我們可以觀察到近期無論是 PO 路線還是 EO 路線,整體價格差水平都處于近四年的歷史新高,足 以反映全產業鏈盈利的景氣程度。此外,我們也測算了 EMC 與 DEC 的價格差走勢,由于 EMC、 DEC 價格與 DMC 基本趨同,導致兩者價格差基本處于穩定區間。值得注意的是,其中 EMC 由于 性能優異,適合高鎳三元,目前需求較為景氣,而價格也有上漲趨勢,我們預計未來 EMC 與 DMC 的價格差將有所擴大。
此外,我們也從量化角度對上述五個主流溶劑產品的利潤進行大致測算,在目前靜態價格水平、考 慮副產及一定的費率假設下,我們評估目前從前端原料(PO 或 EO)開始計算,EC 的噸凈利在 3500 元/噸以上;PC 由于產品最小眾有所虧損;電池級 DMC 在 PO 路線下,噸凈利約為 5400 元 /噸,在 EO 路線下噸凈利約為 5000 元,兩條工藝路線下盈利均非常可觀;此外 DEC 噸凈利約為 5300 元,EMC 噸凈利高達 8000 元以上,與上文價格差趨勢均保持一致。
投資建議電池級溶劑技術難度高、行業格局優,未來市場空間寬廣,屬于新能源汽車產業鏈中較優的賽道, 而當前受新能源汽車高景氣影響,電池級溶劑需求旺盛,供給偏緊,整體價格存在上漲可能,而當前產業鏈盈利也較為可觀,溶劑企業盈利相較 2020 年有望得到明顯修復,建議關注石大勝華(電 池級溶劑行業龍頭)、新宙邦(擬投產 5.4 萬噸電池級溶劑項目)、奧克股份(新投產 2 萬噸電池 級溶劑項目)!
風險提示新能源汽車銷量不及預期,影響電解液及電池級溶劑需求。電池級溶劑最主要的終端應用還 是在鋰電池及新能源汽車,如果受政策、宏觀環境等因素影響導致新能源汽車消費不及預期, 那么電解液及溶劑需求也將不及預期,最終影響溶劑相關企業銷售及盈利。
行業格局惡化或競爭加劇的可能性。電池級溶劑賽道較好、空間廣闊,雖然存在一定技術難 度,但當期盈利較為可觀,未來不排除產業鏈相關企業切入電池級溶劑行業,如工業級溶劑 企業、產業鏈上下游相關企業等,如果想切入企業較多,未來行業競爭可能會加劇。