(报告出品方/分析师:申万宏源证券 朱栋)
1. 产能如期释放,石墨化自供率再上台阶
产能释放,石墨化自供率提升。
公司2021年负极产能 12 万吨,出货量10万吨,石墨化产能4.2万吨,石墨化自供率约40%。22 年之后公司石墨负极和石墨化产能规划包括:
包头二期负极 6 万吨+石墨化 5.2 万吨:包头二期负极+石墨化 Q2 处于爬坡状态, 6 月份满产后负极单月产能环比增长 50%至 1.5 万吨;石墨化产能同步释放,满产后石墨化单月产能预计翻倍以上增长。包头二期负极及石墨化产能的如期释放将对下半年带来显著业绩贡献,预计三季度公司负极产能达 4.5 万吨,石墨化产能 2.4 万吨,Q3 单季度石墨化自供率 50%以上。
四川眉山一体化一、二期各 10 万吨:眉山项目于 21 年年末拿到能评,一期 10 万吨开工建设,考虑到石墨化产能依然处于较为紧缺的状态,预计 Q3 石墨化产能将提前释放,Q4 石墨化自供率有望进一步提升至 75%左右。眉山一期成品产能预计 23 年年初试产;二期 23 年开始建设,24 年投产。预计 23 年四川项目全部释放后,石墨化自供率可维持 80%左右。
云南安宁一体化一期 20 万吨+二期 10 万吨:云南 30 万吨一体化项目尚在前期推进中,一期 20 万吨预计 24 年投产。公司负极规划产能已接近 70 万吨,石墨化产能近 60 万吨(不考虑参股产能),将有力支撑未来的高速发展。
石墨化自供率提升有望缓解成本压力,盈利能力边际改善。石墨化自供率的提升能够部分缓解原材料上涨压力,增厚负极单吨利润,我们假设:
石墨化成本:目前由于产能紧缺,石墨化价格依然处于高位,随着 Q4 多家企业一体化产能的释放,供需有望迎来逆转,带动石墨化价格回落,预计 22 年 Q1-Q4 石墨化外协价格分别为单吨 2.4/2.4/2.3/2.2 万元(不含税),石墨化自产成本随电价提升。
其他成本:原材料方面,炼油利润不佳、行业整体开工负荷不高导致石油焦产量处于低位,需求端在电解铝景气修复的支撑下,预计焦类价格将保持平稳;杉杉与锦州石化绑定,在焦类方面展开全方位合作,22 年 4 月引入中石油昆仑资本对杉杉科技增资,原材料合作进一步深化。制造费用方面,由于新产能的投放,预计折旧摊销费用短期有所增加。
图 3:国内石油焦产量 单位:万吨 图 4:2021 年国内石油焦下游市场分布
价格:22 年前三季度在原材料和石墨化价格上涨的背景下,公司负极产品跟随小幅涨价,Q3-Q4 预计随石墨化价格下降而回落,预计 22 年 Q1-Q4 负极均价分别为单吨 5.2/5.3/5.2/5.1 万元。
费用:假设随着产能规模的扩大,费用率在 21 年基础上稳步下降。
基于以上假设,我们推算公司负极单吨盈利在下半年有望迎来显著提升,预计 22 年 Q1-Q4 负极单吨净利分别为 0.6/0.66/0.72/0.88 万元,盈利持续向好。
2. 快充技术行业领先,产品结构持续优化
2.1 补能效率需求加速快充渗透,动力负极技术门槛提高
电池结构创新纷纷推进,加速快充应用。随着电动车的快速普及和规模迅速扩张,对补能效率和充电时间的追求带来快充技术的导入和升级,电池厂在推出结构创新产品的同时普遍在热管理方面做了更多的设计和布局,使得高活性材料、快充方案等得以更加顺利地实施:
麒麟电池:宁德时代 22 年发布麒麟电池,将传统设在底部的水冷功能件置于电芯之间,换热面积扩大 4 倍,导热效率提升 50%,将电芯控温时间缩短至原来的一半,在极端情况下电芯可极速降温,有效阻隔电芯间的异常热量传导,热失控现象大幅降低。
这种独创性温控设计可满足 4C 高压快充,5min 实现热启动,10min 实现 10%-80%SOC。麒麟电池规划于 2023 年正式上市。
4680 电池:特斯拉 4680 电池设计也有利于快充的实施:
1)在电芯之间排布水冷板,同时顶部还有一层水冷板,最大程度上增加散热面积,提高电池散热能力;
2)无极耳工艺缩短电子迁移路径,减小内阻,提高了电芯散热能力;
3)圆柱结构本身具有较好的散热性。
根据 insideevs 模拟研究数据,4680 电池从 10%充 电至 80%仅需 16 分钟,比 2170 快了 10 分钟左右。22 年为 4680 量产元年 特斯拉美国和欧洲工厂均开启量产步伐,预计 23 年大规模起量。
图 9:4680/2170 充电曲线(功率 vsSOC) 图 10:4680/2170 充电曲线(功率 vs 时间)
车企陆续推出 800V 产品,高电压平台快速迭代。2019 年保时捷推出 800V 快充量产车型 Taycan,创电动车行业高电压平台先河;2021-2022 年极氪 001、阿尔法 S、Lucid Air、宝马 iX 系列等高端车型采用 800V 快充;根据车企规划,2023-2024 年将持续有高电压平台车型的推出。
电池快充性能主要取决于负极材料。在充电条件下,负极作为锂离子的接受体,需要具备短期快速接纳大量锂离子嵌入的能力,否则锂离子会在负极表面沉积,形成锂枝晶,严重的情况下会刺穿隔膜造成短路,带来安全隐患。
图 11:锂枝晶显微结构图
当前业界主要通过二次造粒和炭化包覆改性提升负极的快充性能。
造粒环节决定负极材料的粒径大小,通常情况下快充产品的粒径比普通产品更小,主要由于小颗粒比表面积大,锂离子迁移的通道更多,倍率性能好,而大颗粒压实密度更大、容量更高。
高端石墨负极往往兼顾高容量与快充,因此需要通过二次造粒修饰原有颗粒的粒径和形貌,使其在容量与倍率两方面达到较好的平衡。
炭化包覆的目的是为了在石墨表面覆盖一层层间距相对更大的材料,扩大锂离子的传输路径,从而提升倍率性能。包覆材料的选择(无定形炭、沥青、酚醛树脂或其他新型包覆剂)、包覆工艺(液相法、高温固相炭化等)的自主开发需要具备长期的试验和技术积累,是负极企业提升技术壁垒的关键环节。
总体而言,头部企业在造粒、包覆改性等方面往往具有较多专利布局和技术经验。
2.2 杉杉快充技术领先,产品迭代维持行业竞争力
杉杉快充产品占比提升。杉杉在 2014 年开始开发快充技术,2015 年成功运用于手机和无人机领域,并与华为等头部厂商合作开发快充产品,在快充领域技术和专利积累较深。
公司高端负极产品 QCG 主打快充性能,能够实现 3-5C 条件下快速充放电,已实现对国内 外头部电池客户大规模供货,并通过持续改进衍生出多个子产品,其产品稳定性和出货规模处于行业领先位置;根据高工锂电统计,2021 年杉杉快充型石墨出货占比 45%,22 年上半年占比近 60%。
随着手机等消费电子产品以及电动车对充电速度的要求不断提高,公司快充产品出货占比有望持续上行,带动盈利能力提升。
高倍率快充具备较强优势,迭代产品获客户认可。
数码消费类负极对性能的要求较为极致,需兼顾高容量与高快充倍率,技术门槛高,能够充分体现头部负极厂商的技术优势,因此该细分领域一线负极厂商占据较高的市场份额。
根据珠海冠宇公开披露数据,杉杉和璞泰来是其主要负极供应商,两者采购额合计占比 95%以上;19-20 年,随着杉杉新产品研发成功并通过认证,且新产品工艺优良,因此冠宇大幅增加对其新产品的采购量,采购比例由 18 年的 8%提升至 20 年的 50%以上,杉杉逐步成为冠宇第一大负极供应商。
从冠宇的研发方向可以看出,消费电池厂商仍在致力于更高能量密度和快充倍率产品的开发,并且同倍率产品的能量密度也需要经过几代产品持续提升,对负极企业的研发实力、技术水平和产品持续迭代的能力提出了较高的要求。
因此合理推测,杉杉在高倍率快充技术方面具备较强技术优势。在动力电池方面,公司与 LG、宁德时代、比亚迪等众多头部锂电企业保持深度合作。
图 13:珠海冠宇负极采购额单位:亿元 图 14:珠海冠宇数码消费电池市占率全球第二
快充技术不断升级,产品性能持续改善。
公司开发的液相包覆工艺以石油焦为原料,经过石墨化、与液态酚醛树脂混合、炭化等工序处理,制得的负极材料具有工序简单、低成本、低污染等优点,在不牺牲容量的同时提升倍率性能,放电倍率 3C/0.1C 的容量保持率可提高 9.4%;
开发的新型包覆剂包覆工艺将石油焦基两亲性炭、乙二胺、水、新型导电剂等材料作为包覆剂,与石墨骨料混合后经过干燥、固化、炭化等步骤得到快充石墨成品,解决现有技术中快充石墨稳定性和快充性能较差的问题,制得的产品同时具有高容量、高 3C 放电恒流比和长循环寿命的特性。除此之外,公司也在持续开发更高能量及更大倍率快充材料,满足市场需求。
3.硅基负极开启扩产计划,下一代产品量产提速
3.1 硅基负极处于发展初期,多场景实现应用
国内硅基负极出货在万吨级别。由于技术成熟度和成本原因,硅基负极目前渗透率仍然较低。2021 年国内硅基负极出货量 1.1 万吨,同比增长 80%以上,在负极中的渗透率仅为 1.5%,具备较大的发展潜力。
硅基负极在多场景中实现应用。
从终端应用来看,硅基负极在消费领域的应用落地更快,适用性更广,比如高端手机、高端电动工具等,车用领域仅特斯拉等少数主机厂应用;
从封装形式来看,硅基负极在圆柱电池上的应用更加成熟稳定,方形和软包应用相对更加滞后;
从技术路线来看,硅氧负极凭借相对较低的膨胀性和较好的循环性能,目前得到了产业界更多的关注,尤其在更加注重循环性能的动力电池领域,研发和量产进度领先于硅碳;
从电池厂进度来看,日韩厂商应用硅基负极的进度更早,松下从 17 年开始就将硅负极通过 2170 电池应用在特斯拉系列车型中,后续 46 系列也将沿用,而三星、LG 主要将硅基负极材料用于消费电池。
高端智能手机试水硅基负极。
2019年 9 月,小米在概念机 MIX Alpha 上使用了纳米硅碳负极电池,在 4050mAh 容量的电池上实现了 40W 有线闪充。
2021 年 3 月,小米在新品发布会上推出小米 11 Pro、小米 11 Ultra,搭载硅氧负极电池,一方面进一步提升了电池的能量密度,使得 5000mAh 大电池能够放入 8.4mm 厚度的机身内;另一方面搭配 MTW 20 多极耳技术提升快充性能,支持 67W 电荷泵高压直充。
从中可以看出,手机厂商开始在高端机型上试水硅基负极,以提升能量密度,且硅氧负极实际应用的综合表现好于硅碳负极。
电动工具高容量高倍率趋势加快硅基负极应用。
电动工具需具备大电流放电的能力,而轻量化对电动工具电池的能量密度提出了更高的要求,因此兼顾高容量与高倍率是电动工具电池发展的方向;同时圆柱封装能够较好地抑制膨胀,因此硅基负极搭配高镍正极在电动工具电池尤其是 3000mAh 以上大容量电池方面得到更多应用。未来随着电池容量的增加,硅的掺混比例有望进一步提升。
4680 或将成为硅基负极大规模应用的拐点。
特斯拉早在 2017 年便与松下合作将硅基负极应用于 Model 3 所使用的 2170 电池中,在传统石墨负极材料中加入氧化亚硅,克容量增加到 550mAh/g 以上,电池单体能量密度达 300wh/kg 以上。
在 2020 年电池日上,特斯拉表示自产 4680 电池仍将采用硅负极,通过原材料重新设计、高弹性材料、覆膜材料进行涂膜去实现和解决硅材料的膨胀性问题,能够提升 20%的续航里程并贡献电池 5%的降本。预计 4680 电池中硅的掺杂比例有望从 5%提升至 10%以上,有望加快硅基负极在动力电池中的渗透。
图 19:特斯拉采用生硅负极提升续航里程
硅基负极助力高端车型突破 1000km 续航瓶颈。
除了特斯拉外,其他主机厂也开始将硅基负极应用于旗下高端车型上,能量密度提升的同时续航取得突破。
蔚来在 2021 年 1 月 NIODay 上发布 150kWh 固态电池,电池采用原位固化工艺的固液电解质,并且使用无机预锂化工艺的硅碳负极,配合纳米级包覆工艺的超高镍正极,可实现 50%的能量密度提升,达到 360Wh/kg;搭载该电池包的全系车型将获得超长 NEDC 续航,其中 ET7 超 1000km。
广汽于 2021 年 11 月发布 AionLX PLUS,采用海绵硅负极电池技术,带电量高达 144.4KWh,续航 1008km。
上汽于 21 年 4 月发布的智己 L7 采用与宁德时代合作开发的“掺硅补锂”电池,其电芯最高能量密度可达 300Wh/kg,续航最大可超过 1000km。
3.2 杉杉硅基产业化走在行业前列,技术、客户、产能兼备
公司硅氧负极材料进入主流客户供应链。
公司已突破硅基负极材料前驱体批量化合成核心技术,22 年将加快第二代硅氧负极材料的量产和应用,加强产线设备的自主研发,争取自主装备实现率达到 90%以上;同时,还将积极进行第三代硅氧材料(提升首效和能量密度)和新一代硅碳材料(采用新型工艺降低硅颗粒尺寸,降低膨胀、提升循环)的研发,并且将探索匹配硅材料的石墨技术,实现兼具高能量、快充和低膨胀的复合材料。
公司硅氧负极在消费和电动工具领域已实现百吨级销售,并进入全球优质电动工具生产商的供应链,2022 年有望实现千吨级销售。
在动力电池领域,公司硅基产品通过了全球优质动力客户的产品认证,已实现装车。
公司硅基负极专利数量处于行业第一梯队。
杉杉在硅基负极材料专利布局方面较为领先。根据国家知识产权局数据,截至目前,杉杉科技拥有硅基负极材料相关专利超过 40 项,与贝特瑞处于同一水平。
其他企业在硅基领域的相关专利布局情况为:璞泰来 14 项、凯金能源 11 项、中科星城 16 项、翔丰华 29 项等。
公司硅基负极专利涵盖纳米硅、氧化亚硅、硅碳复合、硅预锂化等多个技术路线,着眼于改进制造工艺、降低制造成本等方面,加速硅基负极的产业化进程。
规划 4 万吨硅基产能,产业化进度行业领先。
22 年 6 月公司公告计划投资 50 亿元在 宁波建设 4 万吨硅基负极材料一体化项目。
项目分两期建设,一期项目规划年产能 1 万吨,预计 22 年底开工,建设周期 12 个月;二期项目规划年产能 3 万吨,预计 24 年底开工,建设周期 12 个月。
公司成为继贝特瑞之后第二家量产万吨级以上硅基负极的主流企业,规模化生产和应用行业领先。
从投资情况来看,公司硅基项目单万吨投资额 9.4 亿元,预计以纯品为主,与贝特瑞处于同一水平,目前投资强度远高于石墨负极,具备较高的资金壁垒;其他企业的硅基项目单位投资额较低,我们认为主要是以混品为主+石墨外购。
从价格端来看,纯品价格一般在 20 万元以上,先发企业有望享受产品溢价。
硅基负极的价格一般与产品中硅含量的占比有关,根据各家企业披露的数据,凯金能源硅纯品价格在 20-30 万元之间,混品价格在 8 万元左右;贝特瑞新型负极均价在 20-25 万元,预计以硅纯品为主;石大胜华硅负极新建项目中预测投产后单价约 7.3 万元,以混品为主;
天目先导溧阳项目一期 5 万吨预测营收 35 亿元,对应单价 7 万元,以混品为主。我们认为率先实现硅负极量产的企业有望享受产品溢价,夯实竞争壁垒,综合盈利水平有望提升。
4. 盈利预测与估值分析
4.1 盈利预测
负极:随着下游新能源汽车的持续增长以及公司自身产能的释放,预计 22-24 年公司负极出货分别为 16.7/25/35 万吨;受益于石墨化自供率提升以及产品结构的改善,毛利率有望显著提升。23 年石墨化自供率的提升将进一步增厚单吨利润,24 年随着产品均价的下降。
单吨利润预计将有所回落,预计22-24 年负极业务贡献归母净利10.8/18.9/24.5 亿元。
正极和电解液:正极业务已于 21 年 8 月底出表,杉杉股权占比 49%,考虑到未来三年碳酸锂价格大概率高位回落,我们预计 22-24 年正极贡献归母净利 7.5/6.6/5.9 亿元;电解液业务预计 23 年出表,参考正极业务的经营方式,我们预计股权占比达 49%,六氟磷酸锂产能释放将带来价格下降,预计 22-24 年电解液贡献归母净利 1.6/0.8/0.6 亿元。
偏光片:杉金光电将每年保持 4000-5000 万平的扩产速度,在行业需求稳定增长叠加 LG、三星等海外企业逐步退出、公司市占率提升的背景下,预计 22-24 年偏光片营收 124.8/161.5/193.2 亿元,同比增长 25.5%/29.4%/19.6%;公司致力于原材料产能的自建和工艺水平的 改进,成本的改善有望带来单位 利润的提升 ,预计偏光 片贡献归母净利 18.0/22.8/27.6 亿元。
表 12:杉杉股份盈利预测 单位:亿元
4.2 估值分析与分析意见
包头二期+四川一期产能释放,支撑单吨盈利上行。
22 年上半年公司负极石墨化自供率 40%,受益于包头二期项目投产爬坡,负极成品和石墨化产能同步释放;Q3 包头二期 6 万吨负极+5.2 万吨石墨化皆能实现满产,自供率提升至 50%+;Q4 四川一期石墨化有望先行投产,自供率进一步提升至 75%左右。
预计 23 年四川项目全部释放后,石墨化自供率可维持 80%左右。石墨化自供率的提升有望抵消原材料涨价+石墨化紧缺带来的成本压力,支撑单吨盈利上行。快充渗透有望加快,助力头部负极厂市占率提升。快充较普通产品增加二次造粒、炭化包覆等工序,技术壁垒更高,包覆材料及工艺是企业研发布局重点。
公司在高倍率快充领域具备技术优势,在珠海冠宇中的供货份额由 18 年的 8%提升至 20 年的 50%+;动力方面与 LG、宁德时代、比亚迪等众多头部锂电企业保持深度合作。公司快充类产品出货占比接近 60%,产品盈利能力进一步提升。
麒麟电池、4680 等结构创新产品有望加快快充在动力领域的渗透,利好头部负极企业市占率提升。硅基负极开启扩产计划,下一代产品量产提速。
公司公告拟投资约 50 亿元建设年产 4 万吨硅基负极一体化基地项目,成为继贝特瑞之后第二家量产万吨级以上硅基负极的主流企业,规模化生产和应用行业领先。
21 年公司硅基产品在消费和电动工具领域已实现百吨级销售。在动力电池领域,公司硅基产品通过了全球优质动力客户的产品认证,已实现装车;同时 4680 电池放量在即,有望拉动硅基负极出货快速增长。
中短期来看,石墨化自供率的提升带动公司盈利上行;中长期来看,快充产品、硅基负极有望促进公司负极产品结构优化,提升公司盈利、市占率及估值水平。
我们上调公司 22-23 年归母净利润预测分别为 34.6、45.6 亿元(原值 29.7/39.7 亿 元),新增 24 年归母净利润 55.7 亿元,对应 8 月 17 日收盘价 PE 分别为 19/15/12 倍。
5. 风险提示
1、疫情持续的风险。若全球疫情持续或出现反复,将给企业开工和下游消费市场需求带来不确定,影响企业的正常经营和业绩释放。
2、原材料价格大幅上涨的风险。由于下游需求旺盛,产业链上游和中游多个环节出现了产能不足导致价格持续上涨的现象,若后续原材料价格上涨的幅度和时间超出预期,将影响电池厂的盈利能力甚至带来持续亏损。
3、行业竞争加剧导致产品价格大幅下降的风险。新能源汽车市场的快速发展吸引众多供应商纷纷扩大产能,行业竞争加剧带来的价格战将显著影响企业的盈利能力。
4、业务结构调整不及预期的风险。若其他业务的出表时间慢于预期,将影响公司利润的释放。
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