金属行业锰行业报告-不容忽视的第四种电池金属.docx

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1、目录投资聚焦1投资逻辑1投资策略1风险因素1铳行业概况2铳在正极材料中的应用分析3富锂锦基正极材料3橄榄石型磷酸锦锂和磷酸锌铁锂正极材料5尖晶石型锦酸锂正极材料7尖晶石型银锯酸锂正极材料9层状三元正极材料10钠离子电池用含锦材料12锦基正极材料的合成方法12需求分析：技术变革将带动电池用镒量激增15锦下游需求以钢铁和电池为主15正极材料技术路线变更将带动电池用锦量快速增长18供应分析：电池用镒原料易出现结构性短缺20国内锌矿原料进口依赖度高20国内电解锌产量下滑，高纯硫酸锦供应扰动加大23价格分析：镒产品价格呈现“二元格局”26重点公司介绍28湘潭电化28红星发展30中钢天源32三峡水利33风

2、险因素33投资建议34行业观点34投资策略34插图目录图1：锦的产业链图示3图2： LizMnCh的结构示意图4图3： LiM02的结构示意图4图4：富锂毓基材料与其他正极材料的能量密度对比4图5：富锂锦基正极材料首次充放电示意图5图6：富锂锦基正极材料循环过程中材料结构变化的原子模型5图7：磷酸镒锂的结构示意图6图8：橄榄石型LiFexMm.xP04的结构示意图6图9：磷酸锦锂和改性磷酸锦锂的放电容量与循环次数图6图10：纳米磷酸镒锂的扫描电子显微镜照片6图11：尖晶石LiMmO4结构示意图8图12： 2021年不同正极材料出货量占比8图13：锦酸锂石墨电池中锌的溶解迁移过程8图14： 20

3、16-2021年中国锯酸锂材料出货量及增长情况9图15： 2020年中国二轮车电芯市场出货规模9图16：银镒酸锂材料的结构示意图9图17：银镒酸锂的高电压平台示意图10图18：包覆导电材料后锲镒酸锂的循环性能对比10图19：层状材料的晶体结构示意图11图20： NCM正极材料放电容量与热稳定性和容量保持率的关系图11图21： 2017-2021年中国三元正极材料出货量11图22： 2021年不同型号三元正极材料出货量占比11图23：常见的镒基正极材料合成路线图12图24：工业上用高温固相合成法制备LMO正极材料的路线图13图25：共沉淀法制备NCM正极材料的路线图14图26：高温固相法制备的富

4、锂钵基材料的扫描电子显微镜照片14图27：共沉淀法制备的富锂毓基材料的扫描电子显微镜照片14图28： 2020年锦矿石Th产产品分布15图29： 2020年锌矿石产品利用分布15图30：全球锌锦电池用锦量预测18图31：全球锂电正极材料用镒量预测18图32：不同镒基正极材料中镐含量对比18图33： 2025-2035年动力电池用锦量构成19图34：全球镒消费结构变化20图35： 2005-2021年全球锌矿储量20图36： 2021年全球镒矿资源分布（按镒含量计）20图37： 2011-2021年全球锌产量21图38： 2021年全球锌产量分布（按镒含量计）21图39：中国镒矿矿集区及潜力区分

5、布图21图40： 2020年全球主要锦矿Th产国产量及品位22图41：中国镒矿进口量及对外依存度22图42： 2017-2021年中国电解金属镒产量及同比24图43： 2013-2020年中国电解二氧化镒产量及同比25图44： 2020年中国硫酸镒产量分区域占比26图45：中国高纯硫酸镒产量26图46：中国电解锦价格走势图26图47： 2021年以来国产镐矿和进口镐矿的价格走势27图48： 2021年以来不同铸产品价格变化27图49：电解镒酸溶Th产硫酸镒盈亏分析28图50：湘潭电化股权结构28图51：湘潭电化营业收入及同比29图52：湘潭电化归母净利润及同比29图53：湘潭电化收入结构变化2

6、9图54： 2021年上半年湘潭电化毛利构成29图55：红星发展股权结构30图56：红星发展营业收入及同比31图57：红星发展归母净利润及同比31图58：红星发展收入结构变化32图59：红星发展毛利润结构32图60：三峡水利收入结构变化33图61： 2021年上半年三峡水利毛利润构成33表格目录表1：锌元素基本信息2表2：锦矿石分类2表3：国内企业在富锂锦基材料的布局5表4：磷酸钵铁锂与其他正极材料形成复合材料的优势7表5：国内企业在磷酸锌铁锂材料的布局7表6：国内布局钠离子电池的企业及相关技术路线12表7：不同镒基正极材料的Th产工艺对比13表8：不同类型镒基正极材料对比15表9：钢铁领域铺

7、用量测算16表10：锌锌电池用镒量测算16表11：锂电正极材料用锯量测算17表12： 2025-2035年动力电池用锌量测算19表13： 2020年我国主要镒系合金产量23表14： 2021年中国电解铸产量前十企业24表15： 2020年全国电解二氧化锌产量前十企业25表16：湘潭电化锌矿资源30表17：湘潭电化镒矿资源30I投资聚焦投资逻辑铳主要应用于钢铁行业,当前电池用铺占比较低。钵下游应用包括钢铁、有色冶金、化工、电子、电池、农业、医学等领域。2021年全球锦消费量超过2000万吨，其中95%以上用于钢铁冶金行业，钢铁用铸占据绝对主导地位。镒在电池行业的应用包括锌镒电池和锂离子电池正极材

8、料,2021年合计消费占比约2%,其中锂离子电池用锌量占比约0.5%。新型铸基正极材料发展前景广阔,预计2021.2035年锂电池用铳量将增长超过10倍。镒在锂电正极材料中的应用当前主要以镒酸锂和银钻锯酸锂（三元材料）为主。近年来随着材料改性技术的进步，新型锦基正极材料如磷酸镒铁锂和富锂锦基等产业化进程加速。受益于三元正极材料和钵酸锂材料出货量的快速增长，我们预计2025年锂电正极材料用钵量将超过30万吨,2021-2025年CAGR为32%。随着新型钵基正极材料的渗透率提升，我们预计锂电池用钵量将出现激增,至2035年有望增至130万吨以上，超过2021年的10倍。2035年锂电池领域用镒量

9、预计占镒整体需求比例达到5%。中国铳矿原料进口依赖度高，2021年电解铳供应短缺引发价格暴涨。中国镒矿资源总量较高但品位偏低，下游锯产品加工主要依赖进口原料，2021年对外依赖度超过90%0镒的加工产品包括镒合金、电解金属锦、电解二氧化锌和硫酸镒等。2021年由于行业“供给侧改革”和限电等因素影响，电解锌产量下降20万吨，供应严重短缺，价格上涨超过200%,显著高于其他镒产品。铳行业呈现二元格局”, 2022年以来电池级硫酸铸产品盈利能力回升。钢铁行业用钵的“高基数”和电池用钵的“高增速”使得钵行、也呈现出“二元格局”。2022年以来，钢铁用铳产品和电池用钵产品价格走势分化已体现这一趋势。此外

10、，由于电池级硫酸镒常用电解钵酸溶Th产，电解钵的供应扰动会导致电池级硫酸钵出现结构性短缺。2022年以来电解铳价格回归理性和硫酸钵价格持续上涨，硫酸锌的单吨盈利拉阔至4000元。投资策略新型锦基正极材料的渗透率提升有望使得锂电池行业用锦量在2021-2035年间增长超过10倍。但由于钢铁行业镒消费量基数较高，长期来看仍将占据主导地位。钢铁用镒和电池用镒的“二元格局”使得电池用镒原料易出现结构性短缺，2022年以来电池级硫酸镒盈利显著拉阔。建议投资围绕两条主线：1）率先发力新型锦基正极材料研发Th产的企业；2）业务向下游电池材料延伸的锦产品制造商。首次覆盖镒行业并给予“中性”评级，建议关注德方纳

11、米、容百科技、红星发展和湘潭电化。风险因素电池技术路线变化的风险；下游需求增长不及预期的风险；锦价大幅波动造成企业盈利波动的风险。I铳行业概况钛元素的基本信息：钵是银白色脆性金属，元素符号Mn,原子量为54.94,密度为7.3g/cm3,熔点为1244,沸点为1962。锦是人类所必需的微量元素之一。表1：锌元素基本信息项目内容项目内容中文名称锌原子量54.94英文名称Manganese密度7.3g/cm3原子序数25熔点1244元素符号Mn沸点1962资料来源：金属百科网站，中信证券研究部铸矿物的组成及分类：锦资源广泛分布于陆地和海洋中，钵在自然界以氧化物、氢氧化物、硫化物、碳酸盐、硅酸盐和硼

12、酸盐等状态产出。在冶金工业中，镒矿按照矿石类型可分为氧化锌矿和碳酸镭矿，按含锦量高低可以分为富锦矿和贫锦矿，我国将含锌量在30%以上的成品矿石称作富镒矿。表2：钵矿石分类类型化学组成钛含量密度(g/cm3)矿物结构莫氏硬度软锌矿MnO263.25疏松状、烟灰状25硬锌矿mMnO-MnO2-nH2O35604.4-47胶状、粒状46水钵矿MnzOsHz。62.44.24.3柱状结晶、粒状34黑锌矿Mr)3O4724.84粒状5-5.5褐钵矿Mn2O369.64.7-5.0密集粒状6-6.5菱钵矿MnCO347.83.63.7粒状、肾状3.54.5硫锌矿MnS63.13.9-4.1粒状、块状3.5

13、-4资料来源：金属百科网站，中信证券研究部铳的应用领域：作为重耍的工业原料，镒被广泛应用于钢铁、有色冶金、化工、电子、电池、农业、医学等领域。钢铁行业是铺下游主要的应用领域，锦主要用作炼钢过程中的脱氧剂、脱硫剂和合金元素。近年来镒在电池领域的应用得到市场关注，传统的锌-镒电池主要使用电解二氧化钵（EMD）作为正极，锦也是动力电池正极材料如铳酸锂、银钻铳酸锂等重要的组成元素。表2：钵及其化合物的应用领域应用领域具体用途钢铁工业脱氧剂、脱硫剂、合金元素化工工业许多钵盐是重要的化学试剂，如氧化剂、消毒剂等环保行业汽车尾气和工业用水、饮用水的净化剂有色冶金湿法冶炼铜、锌、铀等的氧化剂，制造非铁合金电子

14、工业锌锌铁氧体是重要的软磁材料建筑材料Th产玻璃时的着色、褪色和澄清剂电池干电池消极剂，动力电池正极材料农业Th产肥料、杀虫剂、动物饲料添加剂资料来源：金属百科网站，中信证券研究部铳的产业链：锌产业链可分为两大部分：1）电炉加焦炭还原锦矿石获得铸合金，主要有高碳铳铁、中低碳钵铁、硅钵合金等，用于炼钢作脱氧剂、脱硫剂及合金添加剂；2）硫酸浸出锦矿石制备硫酸锌，再经电解、除杂或氧化等工艺后获得各类高纯锌化合物。其中电解二氧化镐可用作干电池正极材料（碱铺型等）和锂电池正极材料（镒酸锂型）；电解金属镒的主要市场是特钢、不锈钢和合金的Th产，也可用于制造其他镒化合物如高纯硫酸镭；高纯硫酸锦主要用作锂电池正极三元材料的前驱体原料。图1：镒的产业链图示资料来源：南方钵业公司公告，中信证券研究部I镒在正极材料中的应用分析富锂铳基正极材料富锂镒基正极材料的一般组成可表示为xLi2MnO3.（1-x）LiMO2 （0x1, M=Ni, Co, Mn）,可以看作由Li2MnO3和LiMO2两种成分组成，这