2025年厦钨新能研究报告:正极材料龙头,硫化物固态进程加速

  • 来源:国联民生证券
  • 发布时间:2025/03/06
  • 浏览次数:1229
  • 举报
相关深度报告REPORTS

厦钨新能研究报告:正极材料龙头,硫化物固态进程加速.pdf

厦钨新能研究报告:正极材料龙头,硫化物固态进程加速。公司作为钴酸锂材料龙头,后续业绩增长主要源于以下:(1)钴酸锂出货量公司市占率第一,技术全市场领先;(2)三元正极材料方面,中镍高压产品性能领先市场,高功率三元产品已实现量产,高镍92、95系产品不断推陈出新;(3)公司NL正极优势明显,在能量密度、倍率、循环等主要性能上都显著优于传统正极产品,此外,NL结构稳定性更强,成本更低,适用于所有层状结构,且更适配固态体系;(4)卡位布局硫化物固态电解质,公司CVD法制备的硫化锂具有纯度高等优势。目前小试、中试结果反馈技术指标良好,降本空间较大。钴酸锂:市占率第一,技术全球领先钴酸锂电池主要应用于3...

1. 钴酸锂龙头,盈利能力回暖

1.1钴酸锂龙头,发力固态和 NL 正极材料

正极材料龙头发力固态电池。公司前身为厦门钨业下属电池材料事业部,自 2004 年开始钴酸锂正极材料研发与生产;2012 年车载三元正极材料生产线投产,正式进 入动力应用领域;于 2016 年 12 月新设公司独立运行;2020 年改制为股份有限公司 并更名厦钨新能;2021 年 8 月于科创板上市;2023 年 5 月,与法国 Orano 集团成立 合资公司,建设锂离子电池正极材料、前驱体,加快海外市场开拓。2024 年分别与 国联汽车动力电池研究院和欣旺达在固态电池方面达成合作。

公司主要产品包括高电压钴酸锂、高电压三元材料、高镍三元材料等。公司致力 于新能源正极材料的研发,攻克 3C 锂电池、动力锂电池正极材料等多项关键核心技 术,成为行业内极少数同时在 3C 锂电池应用领域和动力锂电池应用领域均占据优势 地位的新能源材料企业之一。目前公司产品广泛应用于 3C 消费电子、新能源汽车、 储能等领域。

公司钴酸锂+三元材料双主线布局,深度绑定消费与动力电池两大高景气赛道。 2022 年前公司钴酸锂业务营收占总营收较大部分,2022 年钴酸锂业务营收占比由 2021 年的 73.75%降至 49.89%,NCM 三元材料业务迅速发展,营收占比由 25.85%提升 至 47.49%。2023 年,钴酸锂营收占比 51.20%,NCM 三元材料营收占比 44.80%。

实控人股权集中,公司持续稳定发展。公司控股股东为厦门钨业集团,实际控制 人为福建国资委,截至 2024Q3 厦门钨业持股比例为 50.26%,在公司经营决策中具有 绝对话语权,公司股权结构稳定,助力公司持续稳定发展。

公司目前从新材料新技术、原材料布局、海外布局、优质客户深度绑定方面持续 发力,有望助力公司市场份额与盈利能力稳步提升。 公司积极开发新材料新技术助推电池能量密度提升。公司立足于现有正极材料 技术,布局硫化物固态电解质和 NL 正极材料新技术。2024 年 12 月,公司公告与欣 旺达签署战略合作,双方就固态电池用正极材料、电解质及固态电池方面进行合作开发,并进一步探讨产业化合作模式,推动固态电池产业化进程。同月公司公布与海外 电池企业合作研发的 NL 全新正极结构进展顺利,该结构在能量密度、倍率、循环等 主要性能上均显著优于传统钴酸锂,并预计会在 3C 消费电子、机器人、低空经济、 固态电池等领域广泛应用。 公司加速海外布局。子公司欧洲厦钨新能与法国 Orano 集团成立合资公司法国 厦钨新能,建设年产 4 万吨三元正极材料生产线,项目分两期建设,一期 2 万吨预计 2025Q4 建成并试生产,二期预计 2027Q3 完成此次合作有助于公司开拓海外市场,满 足欧洲、北美客户需求。 积极布局上游原材料,成本波动抗性强。公司还与中伟股份、格林美、天齐锂业 等知名供应商建立了长期稳定的合作关系,与雅化集团、中色国贸、盛屯矿业等原料 资源优势企业合资成立公司,在保障核心原料资源稳定供应的同时实现优势互补,建 立上下游产业联盟,携手打造良好的新能源生态圈,平抑成本波动。 优质客户资源助力公司快速发展。公司准确把握 3C 锂电池与动力锂电池领域技 术趋势和商业需求,坚持实施大客户战略,与松下、三星、ATL、LGC、中创新航研究 院、比亚迪、欣旺达等国内外知名电池客户建立了长期合作关系,同时下游大型新能 源电池厂商均对供应商进行严格的认证机制,客户关系稳固。优质的客户资源优势是 持续壮大的坚实基础,助推公司快速发展。

1.2产品价格企稳,业绩触底反弹

2024Q4 公司业绩触底反弹。2019-2022 年,公司营收与归母净利润逐年提升,自 2023 年以来,该公司各季度净利润均呈现同比下降趋势,2024Q3 公司实现营业收入 98.82 亿元,同比下降 24.69%,主要系三元材料和钴酸锂价格下跌;2024Q3 归母净 利润 3.67 亿元,同比下降 10.89%,资产减值影响净利。据公司 2024 年业绩快报, 2024Q4 归母净利润 1.30 亿元,同比+13%,盈利能力逐步恢复。

2024Q3 毛利率及净利率同比双升,盈利能力回暖。2020-2023 年公司毛利率持 续下跌,同时 2023 年公司净利率也出现下跌,销售毛利率与净利率分别为 7.99%和 3.06%;2024Q3 毛利率为 9.91%,同比+1.42pct,销售净利率为 3.51%,同比+0.35pct, 主要系上游材料价格企稳,下游需求回暖公司销量提升所致。

公司费用率相对较低。2019-2022 年,随着公司营收增长规模扩大,公司费用率 逐年下降。2023 年以来,由于产品价格的持续下跌,导致公司营收显著下滑,除财 务费用率外,其他费用率均有所提升,2024Q3 财务费用率同比下降 0.32pct。随着产 品价格企稳,销量提升,我们预计 2025 年公司费用率将维持较低水平。

2. 钴酸锂+三元材料技术优势明显

2.1钴酸锂:市占率第一,技术全球领先

钴酸锂因其压实密度高,广泛应用于 3C 电子领域。常见的锂电池正极材料包括 钴酸锂、三元材料、锰酸锂和磷酸铁锂。钴酸锂是我国最早实现商业化的正极材料, 具备振实密度大、能量密度高、工作电压高等优点。高电压钴酸锂体积能量密度最大, 能满足 3C 电子产品对电池高容量和外观轻薄等要求,且对材料成本的敏感性较低, 因此广泛应用于 3C 电子领域。

钴酸锂在手机领域应用中占比最大。2024 年钴酸锂下游应用中,手机、笔记本、 电子烟、平板、替换电的占比分别为 44%/20%/10%/7%/7%,手机领域的需求变动对钴 酸锂需求影响较大。

AI 手机和折叠屏手机需求高增带动钴酸锂电池需求提升。2024 年智能手机市场 回暖,2024Q1-Q3 全球智能手机出货量达 8.91 亿台,同比增加 6.48%;2024Q1-Q3 我 国智能手机出货量达 2.10 亿台,同比增加 6.23%。AI 手机和折叠屏手机需求快速提 升,2024 年全球 AI 手机渗透率达 16%,同比增加 11%,Canalys 预计 2028 年将提升 至 54%;2024 年 Q1-Q3 我国折叠屏手机出货量达 590 万台,同比增加 38%。

预计 3C 数码类消费电池需求将维持增长。智能手机方面,电池容量不断提高, 我们预计 2026 年平均单机电池将达容量 20.7Wh,预计 2026 年全球手机电池需求将 达 27.56GWh,同比+9.2%。PC 方面,在 2021 年购机用户更新换代及 AI PC 普及双重 驱动下,2025 年或迎来强换机周期,我们预计到 2026 年全球 PC 电池需求将达 19.72GWh,同比+7.5%。平板电脑方面,目前主流平板电池容量均已突破 7000mAh, 未来预计将不断提升,我们预计到 2026 年全球平板电脑电池需求将达 4.75GWh,同 比+9.8%。

钴酸锂为六方晶系层状结构,具有较好的离子传输性能。钴酸锂的六方晶系层 状结构有助于锂离子在充放电过程中更为迅速地嵌入和脱嵌,提高电池的响应速度 和性能表现。在结构中,氧原子与最近的 Co 原子和 Li 原子分别形成 CoO6和 LiO6的 混合物。由于锂离子的嵌入,整体稳定性进一步增加。在锂离子的脱嵌过程中可以使 结构的稳定性得以维持,有助于提高电池的循环寿命和充放电性能。

高电压钴酸锂显著提升材料比容量。随着 5G 技术的应用场景增加及商用化加速, 高能量密度钴酸锂电池需求迅速提升。提升钴酸锂正极的能量密度主要有三种方式: 开发高比容量活性材料;提升材料的压实密度;提高工作电压。受限于生产过程中设 备精度和工艺技术影响,钴酸锂正极的压实密度上升空间有限及短期内也难以开发 出更高比容量的正负极材料,因此提高工作电压是现阶段最有效方法。充电截止电压 越高(≥4.4V),材料实际比容量显著提升。 公司高电压钴酸锂在技术和规模上均处于领先地位。公司钴酸锂材料连续多年 市占率全国第一,2024 年全球市占率达 44%。高电压钴酸锂制备门槛高,随着充电电 压的提高,钴酸锂会产生过量锂离子脱嵌的情况,晶体结构从六方结构逐渐变成单斜 结构,在回归六方结构,这个过程会使层状钴酸锂发生不同程度的膨胀和收缩,使其 结构和循环稳定性被严重破坏,使锂电池容量和寿命减小。公司对 4.5V 以上钴酸锂 材料性能进行改良,逐步解决材料高温循环、安全等性能恶化问题,成为国内为数不 多可以量产 4.5V 钴酸锂正极材料的供应商,且 4.53V 钴酸锂产品已通过多家客户认 证,实现小批量供货。

钴酸锂业务布局上游原材料减弱成本波动。公司与腾远钴业、厦门钨业等知名供 应商建立了长期稳定的合作关系,分别向腾远钴业采购氯化钴和硫酸钴,向厦门钨业 采购硫酸钴、氯化钴和四氧化三钴等。公司积极布局上游原材料,以保证主要原材料 的及时供应与品质稳定,减弱成本波动。

2.2三元正极:中镍高压技术领先,全产品布局服务客户需求

三元材料因能量密度高被广泛应用于新能源车。镍钴锰三元材料具有与 LiCoO2 材料类似的 a-NaFeO2型层状岩盐结构,属六方晶系 R-3m 空间群,综合了钴酸锂、镍 酸锂和锰酸锂三类正极材料的优点,且成本更加低廉,能量密度更高,循环稳定性、 热稳定性更好,是锂电池正极材料的重要发展方向,广泛应用于各类新能源车。一般 情况下,三元材料中镍提供放电比容量,钴提高材料导电性,锰改善材料结构稳定性。

新能源车市场终端需求大。据中汽协、GGII 和 Globaldata,2024 年中国新能源 车销量为 1286.6 万辆,同比+35.5%,渗透率为 40.93%;2024 年全球新能源车销量为 1667.5 万辆,同比+19%,渗透率仅为 18.74%,仍有较大提升空间。随着上游材料价 格企稳及锂电产业链去库存进入尾声,有望迎来锂电池的出货加速。 三元正极需求短期承压。2018-2022 年我国三元正极材料出货量快速增长,从 13.7 万吨增长到 63.9 万吨,4 年 CAGR 为 47%。2023 年以来,磷酸铁锂由于成本优 势明显,性价比高,在中低端车型份额持续提升,因此三元材料出货承压。2024 年 全球及中国三元正极材料出货量分别为95.1万吨、65万吨。目前国内三元份额下降, 亟需新技术来提高能量密度巩固三元材料自身优势,海外动力电池仍以三元为主。

高镍化、高电压化是三元正极材料未来发展趋势。对新能源车,续航能力是最大 痛点,因此提高续航里程是重中之重。锂电正极材料主要决定电池能量密度上限,而 正极能量密度由材料的容量和电压共同决定,四元材料由于制造难度较大,量产上面 临着材料体系、生产工艺、相关配套设施的难题,因此目前市场主流改进技术方向包 含高镍化、高压化。国内目前以中镍高电压为主,海外目前主要以高镍三元为主。

中镍高电压三元正极材料兼具成本低、安全性强的特点。在原材料方面,高电压 中镍材料较高镍材料镍钴含量更低;在生产工艺方面,高镍材料对纯氧环境、低湿度 的工艺要求,以及专用除湿、通风设备、窑炉的多温区控制精度和密封性要求等方面 更严格;在锂源方面,中镍高电压产品可部分采用碳酸锂作为锂源,但是高镍产品则 必须采用熔点更低的氢氧化锂作为锂源。

中镍高电压三元材料能量密度可比肩高镍三元材料。以 Ni6 系三元产品为例, 只需将电压提升至 4.4V,能量密度即可达 735.15Wh/kg,接近 Ni8 系三元产品。随着 电压的不断提升,能量密度提升空间潜力大。

中镍高电压由于具有性价比及安全性等优势,渗透率突破新高。国内市场中镍 三元材料需求旺盛,6 系材料 2024 年国内占比达 29%,同比+9%;高镍三元材料 2024 年国内占比达 45%,同比-4%,但仍维持高位。全球市场来看,6 系三元材料和高镍三 元材料占比均有所提升,同比分别+1%/+3%,海外仍以高镍路线为主。

公司中镍高压三元材料性能优于头部厂商高镍产品。公司充分利用在钴酸锂领 域高电压技术研发经验,开发出多款高电压三元材料,成为行业首家实现大批量产业 化高电压、低钴 Ni6 系单晶三元材料,实现了产品迭代升级。公司高电压 Ni5 系产品 能量密度已超越同行企业常规 Ni6 系产品,高电压 Ni6 系产品在能量密度方面与同 行企业 NCM811 材料持平。公司最新款高电压 Ni7 系三元材料已成功运用于 4.45V 高 电压动力锂电池,其能量密度与 Ni9 系超高镍材料持平。

公司深度绑定下游优质客户。公司与中创新航、松下、比亚迪、宁德时代及国轩 高科等知名电池企业建立了稳定的合作关系,并进入主流动力锂电池品牌厂商的供 应链体系,成为新能源车正极材料产业链重要的供应商之一。 公司高功率三元材料赋能电动汽车和低空领域。公司于 2013 年开发并规模化量 产了中国第一款用于混合动力汽车动力电池的 NCM 三元材料,批量出口到日本松下, 是行业内最早进入日本、德国等世界知名车企供应链的正极材料企业之一。公司通过 细化材料一次晶粒、提升比表面积、缩小粒径等技术路线来提升三元材料功率,持续 设计开发多款 Ni3 系和 Ni5 系高功率 NCM 三元材料,适用于电动汽车、物联网、智 能表计、家用电源、无人机、电动工具等领域。Ni3 系超高功率三元材料已向海外客 户开始批量供货;在无人机领域,针对低空飞行器及无人机领域开发的高功率高电压 三元产品已实现量产,月产销量数百吨并持续增长,新产品已通过客户认证,未来有 望应用于下一代低空飞行供能电池终端。

高镍技术积累雄厚,产品不断推陈出新。公司高镍三元材料从 2011 年开始研发 生产,在前期三元材料技术积累的基础上,采用大颗粒多晶和小颗粒单晶搭配,具备 放电容量高、高温循环好、DCR 增长低等优势,Ni8 系高安全三元材料样品性能优秀, 样品满足客户需求,已实现规模化量产;Ni9 系超高镍三元材料在海外车厂体系认证顺利;公司还在开发 92、95 等超高镍三元材料,来满足客户对能量密度提升的需求。

公司技术储备深厚,全产品布局服务客户需求。公司产品覆盖全镍系(5 系-9 系) +全电压平台(4.3V-4.5V+),可快速响应客户定制化需求,并与下游客户深度绑定。 公司以中镍高电压差异化路径突破动力市场,同时加速高镍三元技术升级,形成“技 术+客户”双重护城河,助力公司市占率持续提升。

3. 硫化物固态电解质与 NL 正极放量在即

3.1NL 正极材料性能优势明显

锂电正极材料改性技术主要包括体相掺杂和表面包覆。体相掺杂指在正极材料 中掺杂少量外源离子替换部分过渡层离子,可提高电池正极材料的电子传导性能、倍 率性能及电化学性能,降低电阻损耗及充放电过程中的不可逆容量损失。表面包覆是 将一层或多层稳定材料覆盖于正极材料表面,通过改变电子传输路径、传输机制和电 极材料界面反应,从而提高材料的结构稳定性和导电性。包覆和掺杂材料不同,对正 极材料性能和寿命影响也不同。

NL 新型正极材料性能优势明显。NL 新型正极材料基于三元材料和钴酸锂的层状 结构,通过定向掺杂两种廉价金属元素替代部分贵金属,成本下降空间潜力大,且结 构更稳固、层间距更宽,在能量密度、倍率、循环等主要性能上都显著优于传统的钴 酸锂、三元材料等正极产品,相同电压平台下能量密度可提升 10%-15%以上。公司 NL 新型材料与海外电池企业合作研发,并计划于 2025 年率先在手机领域实现应用,但 其与既有的正极材料产线不通用,需重新设计或改造生产线,公司预计 2025 年将增 加数千吨产量。 NL 结构未来有望替代当前材料体系。NL 结构材料可以有效改善全固态电池的固 固界面问题,且其高能量密度、高倍率性能的优势符合无人机和低空飞行器更长续航 时间、更高飞行速度、更稳定飞行性能的需求,未来将广泛运用到 3C 消费电子、机 器人、低空经济、固态电池等领域。

3.2卡位布局硫化物固态电解质

全固态是下一代电池技术发展主要路径。全固态电池用高离子电导率和高电化学稳定性的固态电解质材料完全替换传统液态电解质,具有能量密度高、充电速度快、 工作温度范围宽等优点,进一步提升电池性能及安全性,解决电动汽车的续航和充电 焦虑,预计将成为未来主流应用技术。 硫化物全固态电池被认为是最具发展潜力的固态电解质。全固态电池主要有四 大路线,分别为聚合物全固态电池、氧化物全固态电池、卤化物全固态电池以及硫化 物全固态电池。氧化物电解质电化学窗口范围较大,但界面接触较差、离子电导率较 低(1×10-5 -1×10-4);聚合物电解质界面接触较好,柔韧性好易加工,但电化学窗口 窄、离子电导率低(常温下为 1×10-5,高温下为 1×10-4);卤化物电解质电化学窗口 范围较大,界面接触较好,但力学性能较差且成本较高。硫化物电解质延展性更好, 硬度适中,界面物理接触优良,且因其超高的离子电导率(1×10-3 -1×10-2)被认为是 最具发展潜力的固态电解质,有望成为全固态电池的最终路线。但目前硫化物线主要 面临两大挑战:一是硫化物材料本身成本高,二是电化学稳定性较差及对空气敏感。

硫化物固态电解质市场增长潜力大。按照硫化物固态电解质用量在 10%左右测算, 生产 1GWh 硫化物全固态电池需耗费约 250 吨电解液。天赐材料预测,随着硫化锂成 本的持续下降,到 2030 年,硫化物固态电解质市场需求有望提升至 2 万吨,市场规 模将达 106 亿元。

降本是硫化物固态电解质量产面临主要难题之一。硫化物固态电解质的成本由 原材料成本、制造成本和研发成本构成,其中原材料成本占据最大比重,尤其是固态 电解质的核心原材料硫化锂,占硫化物固态电解质成本的 77%。

各厂商积极布局硫化锂领域。硫化锂制备工艺主要可分为固相、液相、气相三种 路径。固相法最为常见,具体方法又包括高温烧结、碳热还原法等。采用高温烧结的 厂商代表是光华科技,目前光华科技高纯度硫化锂出货量已达到吨级,客户要求其 2025 年“至少准备”百吨级产能;碳热还原法的代表是恩捷股份,恩捷股份固态电 池用高纯硫化锂产品已完成小试吨级年产能建设和运行,百吨级硫化锂中试正加快 推进相关试生产工作;液相法的代表企业是天赐材料,天赐材料已成功突破液相合成 硫化锂工艺,送样反馈良好;气相法的代表企业是厦钨新能,厦钨新能目前小试、中 试结果良好,在对气相设备进行量产放大改造后,成本有望进一步降低。

公司硫化锂合成工艺成本较低。相比较碳热还原法需引入碳源,杂质较多;液相 法中硫化氢和氢氧化锂难充分反应,需要多级反应,后续提纯困难等缺点;气相法具 有纯度高、成本低(原料常见且反应一步到位)的优点。技术上,公司具有深厚的冶 炼技术积累,用自研冶炼技术提炼的活性锂化合物与含硫化合物反应后一步即可形 成高纯度硫化锂。设备上,公司拥有全套自研设备,能够从源头控制反应活泼性和反 应环境,提高生产安全性。目前小试、中试结果反馈技术指标良好,降本空间较大。 2024 年 12 月 11 日公司与欣旺达动力签署《固态电池战略合作框架协议》,对固态电 池用正极材料、固态电池用电解质及相关材料、固态电池进行合作开发,加速固态电 池产业化进程。

编辑:火腿肠
  • 相关标签
  • 相关专题
  • 热门文档
  • 热门文章
  • 本年热门
  • 本季热门
  • 本月热门
  • 本年热门
  • 本季热门
  • 本月热门
分享至