（報告出品方/作者：華西證券，俞能飛）

1.1 锂離子電池簡介

锂離子電池：利用锂離子在電場的作用下的定向運動來完成電荷的傳遞（氧化還原反應），其正負極均 為化學勢随着锂離子含量變化的化合物。粒子總是從高化學勢向低化學勢區域、相或組元轉移，直到兩 者相等才相互處于化學平衡。

使用領域較為廣泛：锂電池在動力電池市場、消費電池市場和儲能電池市場應用廣泛。

锂離子電池的原材料：主要由正極、負極、隔膜、電解液、銅鋁箔、結構件等構成。

正極材料：為層狀過渡金屬氧化物，正極是整個電池中可嵌脫锂離子的來源；

負極材料：一般為碳素材料（石墨等）和非碳材料，負極是锂離子的受體。

成本拆分：根據真理研究數據，正極材料成本約占總成本的35%，負極材料占總成本的比例約12%。

1.2 正極材料：用途與分類

正極是電池中可嵌脫锂離子來源，基本要求包括： 放電反應應該有較負的吉布斯自由能（較高的放電電壓）； 基本結構的分子量要低且能插入大量的Li （高質量比熱容）； 主體結構的Li 擴散和電子遷移速度必須快（高功率密度）； Li 嵌入與脫出可逆，嵌脫過程中主體結構變化要小（長循環壽命）； 化學穩定性要好，無毒，廉價； 材料制備容易。

主流的正極材料包括磷酸鐵锂、三元锂、钴酸锂、錳酸锂等。其中，三元锂和磷酸鐵锂在性能、壽命、 安全性等方面綜合優勢相對于钴酸锂、錳酸锂較大。

磷酸鐵锂和三元并駕齊驅

磷酸鐵锂和三元材料各有優勢。憑借磷酸鐵锂低成本、循環壽命長、安全性較高等優勢，其裝機量不斷 提升，磷酸鐵锂電池的裝機量于2021年7月實現了對三元锂電池的反超。而三元材料具有成本高、循環 壽命短、安全性差的缺陷，但在能量密度、低溫性能方面更具優勢。

正極材料産量&裝機量快速增長。2021年我國正極材料産量約111.17萬噸，産量同比增加約100.78% ，2021年我國動力電池裝機量也出現大幅增長。我們預計，2025年，我國新能源汽車銷量有望達到 1000萬輛以上，全球新能源汽車銷量達到2000萬輛以上，催生巨大正極材料需求。

各企業加碼正極材料産能布局。2021年廈門新能、容百科技等及新進入者如海螺創業等也在積極加碼 磷酸鐵锂産能布局。

1.3 負極材料：用途與分類

碳類材料是傳統的锂電池負極材料。根據材料性能可以再細分為天然石墨、人造石墨、中間相碳微球與 石墨烯等。碳類材料合成方法簡單、循環壽命長等優點，是現階段應用最廣泛的負極材料。

根據轉化為石墨的容易程度，可以将非石墨電極分為硬碳和軟碳。軟碳與電解液相性很好，但首次充放 電不可逆容量高，輸出電壓較低，所以一般不直接做負極材料。

人造石墨負極占比不斷提升

根據高工锂電數據，2016-2020年，我國負極材料出貨量逐年上升，2020年我國負極材料出貨量36.5 萬噸。其中，人造石墨出貨量由2016年的8.03萬噸上升至2020年的30.7萬噸，年均複合增長率近40% 。根據鑫椤資訊數據顯示，2021年中國負極材料産量為81.59萬噸，同比增長76%。 随着新能源汽車滲透率不斷提升，對負極材料需求也不斷增大，主要負極材料生産企業紛紛加大産能規 劃，并不斷有新進入者如傑瑞股份等加快負極材料布局。

從負極産品結構來看，2020年人造石墨産品占比進一步提升，市場占比達到84%。以矽基負極為代表 的其他負極材料，市場占比有所下滑。天然石墨占比出現下降，主要是因為2020年主流電池企業采購 天然與人造石墨混合材料，降低純天然石墨的采購。

1.4 全球正負極材料需求測算

假設1：2025年新能源汽車銷量由2020年312萬輛提升至2500萬輛，單車帶電量提升至65kWh。 假設2：2021-2025年期間消費锂電池需求量複合增速為10%，2025年需求達到148GWh。 假設3：2021-2025年期間儲能锂電池保持旺盛，2025年需求提升至達到421GWh。 其他假設：産銷比為1.25，單GWh正負極材料用量分别約為0.22和0.11萬噸（不同材料需求會有所差 異）。（報告來源：未來智庫）

2.1 正極材料常用工藝：高溫固相反應

在锂離子電池無機電極材料的制備中，最常使用的是高溫固相反應。

高溫固相反應：指包括固相物質的反應物在一定的溫度下經過一段時間的反應，通過各種元素之 間的相互擴散，發生化學反應，生成一定溫度下結構最穩定的化合物的過程，包括固—固相反應 、固—氣相反應和固—液相反應等。

即使是采用溶膠-凝膠法、共沉澱法、水熱法和溶劑熱法等，通常仍需要在較高的溫度下進行固相 反應或固相燒結。這是因為锂離子電池的工作原理要求其電極材料能夠反複地嵌入和脫出Li ，因 此其晶格結構必須有足夠的穩定性，這就要求活性材料的結晶度要高，晶體結構要規整。這是低 溫條件下很難達到的，因此目前實際所用的锂離子電池的電極材料基本上都是經過高溫固相反應 獲得的。

2.2 正極材料生産線組成及設備投資市場規模

正極材料加工生産線主要包括配混系統、燒結系統、粉碎系統、水洗系統（僅高鎳）、包裝系統、粉體 輸送系統和智能化控制系統等。 設備投資額較高。以常州當升科技二期工程年産5萬噸的高鎳正極項目為例，其設備購置費約11億元， 其中輥道窯價值量占比接近36%。

核心假設：1）磷酸鐵锂憑借低成本、循環壽命長、安全性較高等優勢，産量增速預計保持高速增長， 三元材料其次。2）2021年由于産能供應緊張，産能利用率有所提升，假設65%。2022-2025年各品 種産能利用率随着産能擴張我們預計會有所下降，假設分别為60%/55%/50%/50%；3）高鎳三元锂 設備投資額約2億元/萬噸，磷酸鐵锂設備投資額約1.2億元/萬噸，钴酸锂設備投資額約1.7億元/萬噸， 差異較大。因此，為方便計算，暫不考慮品種，假設正極材料生産設備投資額為1.5億元/萬噸。

測算結果：預計2021-2025年正極材料設備合計市場規模（不含前驅體生産設備市場規模）約811億元 。另外，前驅體生産設備投資額約1億元/萬噸，按照前驅體和正極材料約1:1對應關系，産能擴張節奏 或與正極材料相似。因此，預計2021-2025年正極前驅體生産設備市場規模約406億元。

2.3 正極材料生産工藝流程及關鍵設備

計量與配料系統

锂離子電池正極材料在原料輸送、儲存、配料、混料、破碎粉磨、除塵以及包裝等方面采用了稱重計量 作為工藝過程中的檢測與控制手段。稱重計量的主要設備是電子衡器。

應用場景：各種儲存料倉的稱重計量、配料過程中的定量稱重、成品物料包裝計量。

目前工藝上采用的料倉稱重、混合機稱重系統、配料秤以及自動定量秤都是重力式裝料衡器，它們的共 同結構都是包含供料裝置、稱重計量、顯示裝置、控制裝置以及具有産能統計和通信等功能。最後由中 央控制将各部分連成一體，構成閉環自動控制系統。

倉稱重系統：能夠顯示出整個料倉的空倉重量，又可以顯示料倉内物料的淨重。

配料秤：是電池正極材料生産中關鍵設備，既要求每一種料有獨立的定量值，又要求投入其中的料比例 必須正确。

混合設備

為了提高高溫固相反應的速率與材料結構的均勻性，物料的均勻混合是必要條件。物料的混合分濕法混 合與幹法混合，濕法混合主要有攪拌球磨機和砂磨機，幹法混合主要有高速混合機、高效循環混合機和 機械融合機等。

幹燥設備

當锂離子電池正極材料生産過程中采用濕法混料工藝時，經常遇到幹燥問題，濕法混料所用溶劑不同， 所采用的幹燥工藝和設備也就不同。濕法混料工藝所用的溶劑目前主要有兩種：非水溶劑即有機溶劑如 乙醇、丙酮等；水溶劑。锂離子電池正極材料濕法混料的幹燥設備主要有：真空回轉幹燥機、真空耙式 幹燥機、噴霧幹燥機、真空帶式幹燥機。、

2.4 不同正極材料具體工藝流程介紹

磷酸鐵锂

磷酸鐵锂價格低廉、對環境友好、安全性能較高、高溫性能較好，使其已形成了較廣泛的市場應用。但 其能量密度較低、低溫性能較差，目前主要使用在商用車（客車）領域，在下遊乘用車動力電池領域的 應用不及能量密度更高的三元正極材料。随着比亞迪刀片電池推廣，磷酸鐵锂應用市場或打開。

磷酸鐵锂粉體的制備在一定程度上會影響其作為正極材料的性能。目前制備磷酸鐵锂的方法較多，如高 溫固相反應法、碳熱還原法以及尚末規模化（或實驗室研究階段）的水熱法、噴霧熱解法、溶膠-凝膠 法、共沉澱法等。 目前，磷酸鐵锂生産線設備投資額（不含前驅體）大緻為1億元/萬噸（不同廠家投資額有所差異）。

钴酸锂

钴酸锂也稱氧化钴锂或锂钴氧，钴酸锂因其合成方法簡單、循環壽命長、工作電壓高、倍率性能好等優 點成為最早用于商品化的锂離子電池的正極材料，在小型充電電池中應用廣泛。 钴酸锂正極材料成本高（金屬钴價格昂貴）、循環性能差、安全性能差，近年來逐步被三元正極材料替 代。在超薄電子産品領域，因钴酸锂正極材料體積能量密度及倍率性能好等優勢還無法實現替代。

钴酸锂生産以四氧化三钴、碳酸锂及其他摻雜元素為原料，進行計量、配料、混合、燒結、粉碎分級、 除鐵、包裝等工序。 目前，钴酸锂生産線設備投資額（不含前驅體）大緻為1.7億元/萬噸（不同廠家投資額有所差異） 。

3.1 負極材料工藝流程及設備

本章以人造石墨為例進行闡述。人造石墨基本的工序流程是一緻的，但具體到每家企業的制備工藝，又 都會有些許的差異，主要步驟包括預處理、熱解、磨球、石墨化（即熱處理，使原本分布雜亂無章的碳 原子整齊排列，關鍵技術環節）、混料、包覆、混料篩分、計重、包裝入庫，所有的操作是精細且複雜 的。 部分設備與正極材料設備通用或原理相似。

3.2 國内負極材料設備市場規模

負極産能測算：根據鑫椤資訊統計，2020年國内負極産能約90萬噸。1）據EVTank預計，預計到2025 年我國負極材料出貨量将達到145萬噸，若按照産能利用率50%計算，則2025年産能預計達到250萬噸 。2）若根據單GWh正極材料:負極材料耗量約2:1測算，2025年負極材料産能需要達到約322萬噸。 因此我們預計2025年國内負極材料産能約286萬噸。

根據璞泰來、中科電氣公告推測，負極設備投資額約1億元/萬噸（若石墨一體化生産設備投資為約2億 元/萬噸），這裡假設負極設備投資額約1.5億元/萬噸。

測算結果：2021-2025年預計國内新增負極材料産能約196萬噸，合計設備需求超過294億元。

4.1 百利科技：锂電業務訂單充足，設備自制率有望提高

公司主營業務為新能源和傳統能源行業的智慧工廠，提供包括工程咨詢設計、專有設備制造、智能産線 集成與EPC總承包服務等整體解決方案。公司主要服務于新能源锂電池核心材料、氫燃料電池材料和有 機合成材料，包括锂電池正極、負極。

2020年锂電業務營收快速上升并占公司營收比重為85.11%，成為公司第一大業務。自2017年正式收 購南大紫金锂電後公司業務由有機化工向無機化工進行了業務延伸。随着公司業務戰略調整，锂電業務 訂單激增，傳統石油化工保留核心業務的情況下，營收占比已降至2020年14.67%。随着公司業務轉移 步伐逐漸加快，锂電材料業務營收占比有望進一步得到提升。（報告來源：未來智庫）

百利锂電采取設計與産供銷一體化的全流程運營模式，主要産品包括為三元材料自動生産線、钴酸锂自 動生産線、磷酸鐵锂全自動粉體生産線、窯爐外軌自動線、三元材料智能粉體集成系統、自動上缽、裝 缽裝置等。百利锂電先後參與了國内第一條負極材料全自動生産線、第一條钴酸锂正極材料全自動生産 線、第一條磷酸鐵锂正極材料全自動生産線以及國内第一座锂電池高鎳正極材料智慧工廠項目。

協同效應凸顯，在手訂單飽滿。自2019年以來，公司與當升科技、四川新锂想、湖南杉杉、安徽海創 、華友钴業、成都巴莫、富臨精工等公司新簽訂了多個EPC訂單項目。僅2021年，公司锂電業務已經 簽訂超23億元訂單。其中包括：杉杉能源長沙項目8億元，江蘇貝特瑞項目1.1億元，成都巴莫項目2.3 億元，四川锂源項目0.9億元、安徽海創8.74億元等。截至2021年年底，預計在手訂單30億元以上。

積極完善關鍵設備布局，增強自身競争力。按價值量計算，公司設備自供率30-40%，公司計劃參控股 方式逐步向關鍵設備進行布局。2021年2月，經第四屆董事會第五次會議審議通過，公司拟以現金方式 收購蘇州兮然工業設備有限公司60%的股權，并與蘇州兮然股東王京旭簽訂《股權轉讓意向書》。

蘇州兮然是一家從事锂電材料的粉碎，球磨，混合，幹燥等機械設備的公司。其破碎機采用先進的陶瓷 對輥技術，陶瓷對輥破碎機在國内锂電正極材料行業占有較高的市場份額，并與國内主要正負極材料企 業建立了良好合作關系。公司将以收購蘇州兮然為契機，推進産線關鍵設備整合，增強公司的市場核心 競争力。 另外，窯爐是作為正極材料産線核心設備，占設備産線價值量的30%-40%，公司也在積極布局中。

4.2 天通股份：锂電材料燒結窯爐優質企業

天通股份控股子公司湖南新天力科技是一家主要從事高端智能裝備研發、制造的高新技術企業。公司自 主研發生産出50米氣氛保護全輥道窯、50米空氣氛全輥道窯、22米空氣氛高低溫全輥道窯、26米磁性 材料薄片全輥道窯、36米氣氛保護推闆窯、台車升降式氣氛保護燒結爐、台車升降式藍寶石退火爐、 大尺寸3D玻璃熱壓爐等新一代锂電池材料燒結爐、陶瓷材料燒結爐、鐵氧體材料燒結爐、藍寶石燒結 退火爐等系列産品。

客戶廣泛，産品認可度高。公司的主導産品全自動輥道窯、台車升降式燒結爐、氣氛保護推闆窯、大尺 寸3D玻璃熱壓爐等系列設備受橫店東磁、江粉磁材、湖南杉杉、北大先行、北京普萊德、以及中科院 應化所等企業認可。 此外，憑借燒結設備具有工藝技術的專用和制造技術的相關性，公司正積極配合電池正極材料廠商開發 相關的鈉離子正極材料合成設備的研究，未來有望帶來業績彈性。

（本文僅供參考，不代表我們的任何投資建議。如需使用相關信息，請參閱報告原文。）

精選報告來源：【未來智庫】。未來智庫 - 官方網站

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