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锂电池隔膜行业研究报告:涂覆材料+出海打开新空间

电能配件 2022-12-11 18:37 Au: 能源评说

(报告出品方/作者:华宝证券,胡鸿宇)

1. 锂电四大主材之一,竞争格式稳固+龙头先发上风是隔膜中期 价值长大的重要影响因子

1.1. 四大主材之一:锂电最重要的平安屏障,湿法隔膜是发展趋势

电池一般由正极、负极、隔膜及电解质组成,作为锂电池四大关键材料之一,隔膜的成 本大约占到电池本钱的 10%-20%,毛利率高达 50%-60%,是四种材料中毛利率最高的产物。 隔膜在电池中的主要功能是隔离电池正负极,避免短路,同时保证锂离子在充放电的进程中 正常通过微孔通道以保证电池正常工作,因此隔膜的性能对于锂离子电池的内阻、容量、循 环性能、充放电流密度以及平安性等关键指标有重要的影响。


锂电池隔膜行业研究报告:涂覆材料+出海打开新空间


隔膜的性能评估主要来自稳定性、一致性和平安性三个方面,其中稳定性的实现难度相 对较低,一致性和平安性的实现受制于工艺和材料。在稳定性方面,电化学稳定性较强以及 机械强度高的隔膜可以有效下降隔膜受到腐蚀和变形的水平,这对于电池的使用寿命是非相 当关键。在一致性方面,主要考量的是隔膜上微孔的孔径以及厚度,只有保证较低的电阻和 较高的离子导电性,电池才会具有较好的充放电性能。在平安性上,抗穿刺以及耐高温的隔 膜可以有效避免电池在使用进程中出现短路的情况,一旦出现短路,极有可能造成爆炸等事 故发生。

隔膜的种类众多,可是已经实现商业化的主要为聚烯烃微孔膜,包括 PP(聚丙烯)/PE (聚乙烯)/PP 多层复合隔膜、PP 或 PE 单层微孔膜和涂布膜,其主要区别在于微孔的成孔 机理分歧。这类隔膜具有相对价格较低、机械性能优良和电化学稳定性高的上风,可是聚烯 烃隔膜吸液率较低,轻易发生电解液泄露事故,且 PE 和 PP 隔膜熔断温度别离为 135℃和 165℃,致使阳极和阴极之间的热收缩和接触慎密,进一步致使内部短路、起火甚至发生爆炸。

今朝,聚烯烃隔膜的制备工艺分为干法和湿法两种,湿法制备占据主流。干法又称为熔 融挤出拉伸法(MSCS),包括单向拉伸和双向拉伸。单项拉伸在低温冷拉伸和高温热拉伸阶段 进行纵向拉伸,主要是为了增强隔膜的纵向力学强度,下降横向力学强度。双向拉伸优化了 单项拉伸的工艺,在聚丙烯中加入了 β 晶型成核剂,操纵其分歧相态下的密度差别而在拉伸 进程中发生晶型转变形成微孔,增强纵横向力学强度。干法拉伸工艺简单,生产效率高,制 成的膜具有多孔结构,适用于高功率密度电池。但该工艺所制备的膜较厚,孔径及孔隙率不 易控制,需成孔剂等添加剂辅助成孔,均一性差。 湿法又称为相分手法、热致相分手法(TIPS),包括同步和异步。通过将某些高沸点小分 子如增塑剂石蜡油等与聚烯烃树脂夹杂熔融成均相夹杂物,降温发生固-液相或液-液相分手, 形成膜片再加温至近熔点状态,双向拉伸以保证份子量取向一致,后用溶剂将增塑剂从薄膜 中萃取出来而获得的亚微米级微孔膜材料。湿法工艺进程易于调控,且生产的隔膜具有孔隙 率高、孔散布均匀、双向拉伸强度高、机械性能强、穿刺强度大等上风,但需添加溶剂,成 本较高。由于湿法双向拉伸所制备的隔膜的高孔隙率和透气率使电池具有更高的能量密度和 更好的充放电性能,更适用于动力电池的大电流充放电,所以市面上以湿法制备为主。

1.2. 市场格式:一超多强格式初步成型,龙头加速出海

今朝全球隔膜市场主要由中国、韩国、日本和美国四个国家主导,2021 年的市场份额分 别是 43%、28%、21%、6%。与 2010 年之前全球隔膜市场由美日主导分歧,现在的隔膜市 场由中日韩三国主导,特别是中国。按照智研咨询的数据,2021 年全球隔膜市场范围为 106 亿平方米,其中,3C 市场 17 亿平方米,储能市场 13 亿平方米,动力电池市场 76 亿平方米。 在前九名供给商中,中国企业占到 4 家,别离是第一名恩捷股份(31%),第二名星源材质(12%), 第四名中材科技(8%),第八名沧州明珠(2%)。


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隔膜市场行业壁垒较高,国内具有量产能力的企业屈指可数,随着近几年的市场洗牌和 并购,国内隔膜行业的集中度在进一步提升,头部企业座次根基已定。恩捷股份、星源材质 和中材科技持续两年在国内隔膜出货量排名前三,2021 年市占率别离为 38.6%、14.0%、 10.5%,CR3 高达 63.1%,CR6 达 80.8%,相比 2020 年有所下降,主要是由于行业需求旺 盛,头部企业产能有限,第二梯队企业产能操纵率上升。 在湿法隔膜方面,行业格式显现“一超多强”的稳定场面,未来将维持 2 年左右紧平衡。 恩捷股份在 2021 年产能大范围开释下,产量跨越 30 亿平方米,进一步稳固了国内湿法隔膜 龙头地位,市占率已经跨越 50%。近几年,由于隔膜行业的价格战,湿法行业格式较为稳定, 供需处于紧平衡,依照扩产的节奏(一般隔膜扩产扶植周期大约 2-3 年),叠加隔膜设备需要 从海外进口,高工氢电预计全球隔膜维持至少 2 年的紧平衡状态,国内市场产能将不竭向头 部企业集中。

在干法隔膜上,市场格式显现“三足鼎立”的场面,湿法龙头结构干法带来新变化。中 兴新材在产能开释和客户需求放量的情况下,成为了干法隔膜龙头,2021 年市占率达 29%,其次是星源材质占比 20.6%,惠强新材占比 20%,CR3 达 69.6%。作为湿法龙头的恩捷股份 在今年 11 月发布公告,与宁德时代配合投资干法隔膜及湿法隔膜项目,平台公司与江西恩博 合资设立干法隔膜项目公司,产能计划 20 亿平方米。随着恩捷股份起头加速结构干法隔膜, 未来干法隔膜市场格式将有望迎来新的变化。2021 年受下游产业增长,出货量显现高增长, 但相较于湿法隔膜仍有所差距,今朝随着复兴新材 12μm 三层共挤隔膜批量供给,随着 12μm 逐步普及,同时随着磷酸铁锂电池占比提升,预计干法隔膜将在储能和动力范畴迸发新的生 机。


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龙头企业切入全球电池供给链体系,加速结构海外业务。按照恩捷股份的半年报,公司 今朝已经进入到全球大大都主流锂电池生产企业的供给链中,包括海外锂电池巨头松下、三 星、LGES、法国 ACC、海外某大型车企。今朝恩捷股份在国内年产能大约有 50 亿平米,唯 一的海外基地在匈牙利,年计划产能 4 亿平。今年 5 月 3 号公司公告称在美国投资扶植了一 个年产能约 10-12 亿平的基膜生产线及涂覆设备,这是今朝在海外最大的一个项目,展示出 公司结构海外业务的决心。

1.3. 行业特征:重资本+生产工艺壁垒+设备交付造就隔膜的竞争格式 上风,中期仍然是最具价值配置的细分板块

1.3.1. 隔膜的重资产属性明显,单 GW 投资远超其他材料

隔膜行业重资产属性明显,隔膜在四大材料中的固定资产占比最高。我们别离选取了锂 电四大材料的五家公司,别离是恩捷股份、星源材质、德方纳米、璞泰来和天赐材料。2022 年前三季度恩捷股份固定资产占比 37.9%,星源材质固定资产占比 25.1%,德方纳米、璞泰 来和天赐股份均不到 20%。从 2017 年到 2022 年前三季度,恩捷股份与星源材质的固定资产 及在建工程占比明显高于其他电池材料公司,体现出隔膜行业的重资产属性。

隔膜行业的重资产属性主要来自昂贵的设备,投资门坎较高。以星源材质的“高性能锂 离子电池湿法隔膜及涂覆隔膜项目”来说,项目总投资 75 亿元,其中硬件设备投资 50.6 亿 元,占比 67%;恩捷股份的“年产 4 亿平方米锂离子电池隔膜项目”,项目总投资 17.5 亿元, 硬件设备投资 14.2 亿元,占比 81%。而且隔膜行业的投资门坎也很高,按照电池网的测算, 单 GWh 的隔膜投资额通常是 5500 万以上,负极材料大约是 2000 万以上,电解液大约是 750 万以上,估算下来隔膜的单 GWh 投资大约是是负极材料的 2~3 倍,电解液的 7 倍。

1.3.2. 设备交付周刻日制产能扩大,龙头锁定焦点设备把握先发上风

隔膜行业对生产设备要求高,设备限制产能扩大。从全球来看,全球生产线总供给量大 约 40 多条,其中拥有 8 条产线以上的供给商不足 5 家,所以全球隔膜行业是处于求过于供的 状态。限制产线扩大的底子就是对设备的高标准要求,设备选型必须按照工艺的特点来定制, 通常是隔膜供给商与上游设备制造商配合来设计,交付周期也比力久,从下定单到设备交付 需要 1 年半左右,隔膜供给商拿到设备以后还需要调试,恩捷股份的第一条产线调试了 3 年, 湖南中锂调试了 2 年,今朝来说头部企业仍需要至少半年的调试时间。现阶段我国干法设备 已经可以实现国产化,可是湿法设备还是持久依靠进口。 优质设备与头部隔膜企业锁定,第二梯队剩余产能有限。恩捷股份的第一条产线来自日 本制钢所,双方具有深厚的合作关系,今朝恩捷已经锁定了制钢所未来三年的设备定单,2022 年预计可以拿到 20 条产线,可是依旧无法满足所有定单。星源材质与德国布鲁克纳签订了到 2026 年的设备供给定单,而且是中华区独供协议。中材科技与法国伊索普设备、湖南中锂与 日本东芝均有合作。由于制钢所与布鲁克纳的设备均被大厂锁定,因此市场上的优质设备来 源仅来自东芝等几家,完全求过于供,拥有大量设备的龙头企业已经在需求开释下完成扩产, 第二梯队的隔膜企业产能十分有限。

1.3.3. 生产工艺壁垒决议良率低于其他材料

隔膜行业具有较高的生产壁垒,行业良率低于其他材料。隔膜生产的工艺较为复杂,流 程中有较多材料耗费的环节,成型以后在形成母卷、分切以及涂覆进程中城市发生耗费,因 此行业良率一般都在 60%-70%左右,而一般电动汽车产业链的细分环节良率普遍都在 90% 以上。以龙头企业为例,按照恩捷股份表露的公告和年报,公司 2015 年的良品率为 53%, 2019 年为 78%,仍然是低于其他材料的均匀水平。 湿法均匀毛利率要高于干法。由于良率和工艺治理上的差距,隔膜行业内部的利润分化 较为严重,龙头公司的毛利率高达 50%,而一些第二梯队的公司只有不到 20%。从工艺来看, 湿法隔膜的毛利率高于干法隔膜,恩捷股份几近做的都是湿法隔膜,毛利率领先于其他几家 公司,沧海明珠是以干法工艺进入隔膜市场,干法隔膜占比力多,毛利率水平相对偏低。


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1.4. 发展趋势:湿法是主要技术发展偏向,平安要求提升加速涂覆隔 膜渗透

1.4.1. 湿法隔膜综合性能优异,是主流技术线路

今朝中国隔膜市场出货仍以湿法隔膜为主。湿法隔膜由于厚度更薄,可以进步锂电池的 能量密度,是主要的下游需求。按照 GGII,2021 年湿法隔膜出货量占总出货量的 74%,主 要应用于新能源车动力电池,干法占 26%,主要应用于储能和小动力电池,2022 年湿法隔膜 占比进一步提升至 79%。这种趋势主要是由于下游动力电池企业对电池性能的要求不竭进步, 湿法隔膜的产物上风被延续放大,隔膜企业为满足需求不竭增加湿法产能,而干法虽然受益储能产业,可是增速仍然不及湿法。

1.4.2. 平安性需求日益提升,涂覆隔膜是未来趋势

虽然湿法隔膜在性能上领先于干法,可是在实际应用中仍会出现一些缺陷,涂覆手段则可以有效增强隔膜的热稳定性和机械性能。涂覆本质是一种改性手段,在聚烯烃隔膜上涂覆 特定材料,改变基膜性能,以满足加倍多元化的需求。经过涂覆以后,隔膜的热收缩率明显 下降,实验表白未经涂布的 PE 隔膜在 145℃下热处置 30 分钟,热收缩率为 63.5%,而经 6μm 氧化铝图层涂布的 PE 复合膜同等条件下收缩率降至 12.7%。同时涂覆材料还可以进步隔膜 的抗穿刺能力以及浸润性,可有效进步电池的平安性和使用寿命。

涂覆材料包括涂覆颗粒和涂覆溶剂两种。涂覆颗粒可以分为有机和无机两大类,无机材 料主要有陶瓷(勃姆石、氧化铝),有机材料主要有 PVDF、PMMA、芳纶等。无机材料的主 要上风在于技术更加成熟,生产本钱更低,性价比高,经济性较有机涂覆有明显上风;有机 涂覆最大的上风就是产物性能好,但价格昂贵。涂覆溶剂可分为水性和油性两种,其中油性 涂覆均匀性和粘性优于水性涂覆,定位中高端产物,本钱比力高,海外电池厂加倍青睐。


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在涂覆材料中,高纯氧化铝和勃姆石应用较多。无机涂覆较有机涂覆和有机无机夹杂涂 覆技术加倍成熟,无机涂覆隔膜的可拉伸强度和热收缩率更好,同时本钱更低,经济可行性 更好,无机涂覆材料可以进步隔膜的绝缘性,下降锤电池的短路率,同时进步良品率及平安 性。今朝,PVDF、芳纶等有机材料及复合材料主要应用于少数高端市场,以高纯氧化铝及勃 姆石伟代表的无机涂覆材料占涂覆材料的比重达 90%以上。无机涂覆材料中,勃姆石和氧化 铝占据主要的市场,近年来勃姆石的份额不竭提升,同时下游反馈部分电池厂在和车企做原 材料变更认证,将勃姆石作为涂覆材料替换氧化铝;据 GGIl,2021 年勃姆石在无机涂覆市场 中份额约 45%,预计 22/23/25 年,勃姆石份额将提升至 52%/60%/79%。

未来普遍应用涂覆技术将成为行业趋势。按照 GGII,2019 年我国涂覆隔膜占比为 53%, 较 2015 年的 37%快速提升,近两年湿法隔膜的涂覆比例到达 70%以上。今朝,三元动力电 池已根基全部采用隔膜涂覆技术,LFP 电池的涂覆比例在 60%左右对涂覆技术的应用逐步提 升,消费电池范畴,隔膜涂覆主要应用于 3C 电池等高端范畴。宁德时代、LG 新能源、松下、 比亚迪、亿纬能、中创新航等全球主流电池企业已经普遍采用隔膜涂覆技术。

2. 行业延续高景气态势,中期龙头厂商的先发上风和盈利能力支 撑其业绩和估值提升

2.1. 生产本钱占比高,范围上风+生产工艺改良助推龙头企业盈利能力 进一步提升

隔膜的邃密化工属性决议其生产制造本钱占比高于原材料。隔膜的生产材料以聚烯烃为 主,主要包括聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)和聚乙烯(PE)复合材料,按照 恩捷股份的年报数据显示原材料占营业本钱比重为 57%-64%。其中聚烯烃属于高份子量的专 用料,对力学性能、溶解性、分离性、清洁度等方面有较高要求,今朝仍依靠海外进口,其 价格与国际原油价格走势相关。由于隔膜的邃密化工以及重资本投入属性,其加工本钱占比 较高,其中制造用度占比20%-22%;人工本钱占比约5%-7%;能源动力本钱占比在10%-16%,再斟酌设备的折旧本钱,制造用度合计占总本钱比重将高达 35%-45%。由于恩捷的生产工艺 以及范围上风,其毛利率要明显高于二线厂商,若对三家厂商本钱进行分析(星源材质、恩 捷股份、沧州明珠),则隔膜行业的均匀原材料占比约为 45-46%,制造加工用度占比约为 54-55%。


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从产业链角度看,隔膜的原材料本钱占比明显低于其他环节。我们将正极、负极、隔膜、 电解液及动力电池 PACK 五大焦点环节的本钱分析进行对照,隔膜的原材料占本钱比重要显 著低于其他环节,而和生产技术壁垒更高的半导体环节(选取了功率半导体 IDM 厂商士兰微 和光刻胶龙头南大光电)进行对照发现隔膜的原材料占比和其类似,从侧面说明其作为技术 壁垒较高的邃密化工环节,制造加工用度的控制将是行业龙头提升其盈利能力和竞争力的主 要因素。

范围生产上风+生产工艺提升+设备国产化将是企业降本提升毛利率的焦点手段。我们认 为在原材料本钱波动较小的情况下(原材料均为生产技术和供给较成熟的化工品),下出世产 制造环节的用度将是隔膜企业降本的焦点驱动因素,而范围生产上风+生产工艺提升+设备国 产化将是企业降本提升毛利率的焦点手段。

2.1.1. 生产工艺:进步单线产能是焦点,高操纵率和良品率决议例模经济水平

单元产能及产能操纵率的提升将增加隔膜产量,有效摊薄人工及制造用度、能源动力成 本,从而提升其范围上风而到达降本增效。我们以为通过增加产线数量、产线升级将有效增加厂商的范围经济上风。 增加产线数量:通过增加产线可以有效的摊薄人工、能源动力等本钱。从恩捷股份的发 展过程可以看出,其毛利率远高于二线厂商的主要原因在于投资设备后增加产线以及进步其 产线操纵率带来的范围上风,我们按照两家企业的投产计划进行对照,A 湿法隔膜企业拟建 设 2 条年产 4500 万平米的湿法隔膜产线,劳动定员 150 人,均匀每条线 75 人;B 湿法隔膜 企业拟扶植 8 条年产 4500 万平米的湿法隔膜产线,劳动定员 428 人,均匀每条线 54 人。可 见产线数量越多人工本钱越低。因此多产线共用水电且工人可多方位操纵从而可以有效摊薄 人工及制造用度、能源动力本钱。 产线和设备升级:虽然通过增加产线数量可以摊薄动力和人工本钱从而到达降本的作用, 可是在隔膜生产中的焦点还是收卷和分切进程中发生的边角料决议其生产的良品率和终极的 收得率,这也是影响隔膜生产效率的重要影响因素。今朝国内第一梯队隔膜厂投产设备以幅 宽 4-6m、车速 40-60m/min 居多,其对应的一次分切发生的损耗率约在 3-6%,而车速则决 定了其母卷的年产能,因此宽幅越高对应的良品率越高,车速越快对应的产能越高,两者相 连系则决议了其生产效率的优劣水平。


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在隔膜生产中,产线的产能取决于设备宽度、车速和良品率。良品率可以分化为分切损 耗和 A 品率,其中分切损耗取决于设备的宽度,车速则决议了设备的年产能,A 品率则是来 自于生产工艺的提升。恩捷最新产线幅宽 6.2m,车速 110m/min,本钱可下降至 0.67 元/平, 相比力今朝的主流设备产线营业本钱节省 0.18-0.66 元/平。但同时需要留意,车速、幅宽的 升级也存在瓶颈,产线过宽会造成隔膜受自重影响下垂,车速过快可能致使萃取效率低下造 成微孔瑕疵,城市形成 B 品。此外,车速幅宽的降本效果边际递减,头部厂商降本空间已比 较有限,而二三线厂商降本弹性更大。我们假定母卷、一次分切、二次分切的 A 品率别离为 96%、84%、90%,则在分歧车速和幅宽下的隔膜产量的敏感性分析如下图所示:若将传统 的 4m、60m/min 的分切机升级成 6.5m、110m/mim 的产线,则产能将从 1554 万平/年提升 至 3066 万平/年,操纵率提升明显。

2.1.2. 材料端:辅料回收进步原料使用效率,焦点涂覆材料国产化有望降本

范围上风下原材料采购议价能力有望下降隔膜生产本钱。有望基膜的生产原材料主要以 PE 或 PP 为主,辅以利剑油、二氯甲烷等辅材,其中 PE 或者 PP 作为主材占比跨越 50%,因 此范围化上风下公司有望通过下降采购原材料本钱从而到达下出世产本钱的作用,当隔膜企 业采购量大时,与上游大宗商品厂商的价格商量能力将有所提升。以星源材质为例,其在 2017-2020 年时代随着产能的扩大公司采购的 PE 和 PP 复合增长率超 30%,而两者的单价 也别离从 1.09 万元/吨和 2.18 万元/吨降至 1.03 万元/吨和 1.55 万元/吨,范围上风下公司议 价能力逐步体现。

辅料回收工艺可以有效进步原材料使用效率,进一步下降单平本钱。锂电池隔膜生产中 的主要辅助材料包括利剑油、二氯甲烷等,上述材料的消耗与各公司辅料回收系统效率以及萃 取系统设计直接相关:辅料回收系统效率越高,萃取系统效率越高,辅料花费越低。上海恩 捷这方面连结领先,17 年完善利剑油回收系统后,利剑油的单耗同比下降 1/3;18 年完善二氯甲 烷回收系统后,对应单耗同比下降 2/3,营业本钱节省 0.09 元/平。 涂覆隔膜中涂覆材料仍以进口为主,国产进程加速下企业有望完成降本。为了满足动力 电池用隔膜的需求,对其概况进行涂覆改性成为了易于实现且行之有效的方式。今朝的涂覆 材料分为有机和无机,有机涂覆材料以 PVDF 和陶瓷-芳纶为主流,现阶段 PVDF 的短期供给 压力造就了其价格的高位延续,随着东岳团体、东阳光的 PVDF 产能逐步投产,国产化趋势 下 PVDF 价格有望逐步下行。相比力 PVDF 芳纶由于具有较强的耐高温性、尺微暇稳定性且属 于有机高份子材料,是作为涂覆材料的更好选择,今朝芳纶涂覆隔膜已成功应用于特斯拉 Model S 车型。今朝芳纶产能仍然以海外巨头,以泰和新材为主的国产厂商在芳纶纸、对位芳纶等制品上的产能扩大将有望增加国产化趋势,从而实现降本作用。


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2.1.3. 设备国产化:国产设备厂商有望突起,设备投资削减降本指日可待

焦点设备仍需海外厂商供给,固定资产投资占比高制约企业的快速发展。隔膜生产中的 焦点设备制造分切涂布设备仍然以海外厂商供给为主,这也造就了今朝隔膜厂商高额的固定 资产支出的重要因素。以恩捷股份公告其无锡二期设备投资为例,其隔膜制造设备价格高达 5.52 亿元,分切机和涂布机价格别离到达 2.24 和 2.4 亿元,因此在该环节若逐步走出相应的 国产设备厂商,对于隔膜企业来说有望逐步下降其投资额从而到达降本作用。

隔膜焦点设备的国产化进程逐步加速。头部企业在绑定优质设备供给商产能同时,也在 抓紧设备国产化之路,以恩捷股份和星源材质为例,2020 年左右新设设备产能国产化率我们 预估约为 15-16%,国产化率较低,国产设备主要为辅助设备,对拉伸、挤出等设备根基采 用进口设备。但头部企业在绑定海外优质设备供给商产能同时,也在抓紧设备国产化之路, 以恩捷股份为例,公司收购苏州捷力、强盛科技、JOT 推行隔膜设备国产化,今朝公司设备 厂进展顺利,第一个厂房预计今年下半年建成,预计今年会介入萃取等单元,未来公司将向 整线制造过渡,公司计划明年拥有一条自研产线。同时,国内厂商也在抓紧自研,自主研发 的湿法锂电池隔膜生产线破解了双向拉伸湿法锂离子电池隔膜生产线投资大、能耗高、扶植 周期长、情况污染大等困难。我们以为,湿法隔膜设备国产率未来将延续提升,头部企业加 紧设备国产化之路,未来相应设备采购本钱或将进一步下降。

2.2. 有机涂覆渗透率提升打造第二增长曲线,看好龙头厂商的先发优 势和材料厂商的本土化盈利

2.2.1. 厂商争相结构涂覆隔膜材料,一体化龙头上风明显

涂覆以工艺和专利为焦点,国内厂商通过专利授权和结合研发进行结构。隔膜涂覆多采 用定制和结合研发方式,其焦点在于配方及工艺,涂覆专利主要由 LG、帝人等大企业独霸, 国内企业如星源材质通过获得 LG 化学陶瓷涂覆专利授权,切入涂覆范畴,今朝已完成勃姆 石涂覆隔膜的量产;而恩捷股份则拥有完备的水性以及溶剂型涂布型隔膜的研发制造能力, 通过日本帝人授权的相分手生产工艺适用于油性 PVDF 涂覆,本钱更低。 隔膜厂商争相一体化结构,龙头企业上风明显。从中持久看,基膜涂覆一体化乃大势所 趋,涂覆环节重资产属性强,专业化水平高,对电池厂资产运营能力和技术工艺提出很高要 求,一体化结构有利于隔膜厂把控产物质量和降本增效,因此主流厂商争相扩产。恩捷股份 涂覆比例从 2020 年的 18%快速提升至 2021 年的 30%。星源材质自 2020 年加码湿法隔膜, 2021 年涂覆比例已经提升至 26%。涂覆膜性价比逐步凸显,电池厂旺盛需求带动隔膜厂涂覆 比例继续提升,看好龙头厂商一体化结构下的上风继续维持。

2.2.2. 性能关乎电池平安,性价比上风下无机涂覆短期内还是涂覆主流

隔膜涂覆技术全面提升隔膜性能,有效进步电池平安性。由于隔膜主要原材料聚乙烯和 聚丙烯的热变形温度比力低,温度太高时隔膜会发生严重的热收缩,致使电池的正负电极接 触而出现短路,因此新能源汽车电池在高振动高温的卑劣情况中存在引起电池燃烧或者爆炸 的危险。为了进步隔膜的热稳定性,全面提升综合性能,涂覆技术逐渐被应用于锂电池的生 产。隔膜涂覆技术通过在隔膜概况上涂布涂覆材料,不但大幅进步隔膜的热稳定性,同时提 高拉伸强度和透气速率,从而进步电池的平安性,是保障新能源汽车平安的有效办法。今朝 涂层材料主要分为以下几种: 1,无机材料:如 Al2O3、勃姆石等:进步耐高温性,杰出的吸液及保液能力。下降热收 缩率,有效提升循环性能及平安性能。例如勃姆石涂覆在聚乙烯基膜上的热稳定性测 试,当温度加热到 170 度,隔膜已发生明显形变,涂覆膜几近无收缩。 2,有机材料:如 PVDF、AFL、芳纶等:高粘结性具有且优异的吸液及保液能力,下降 内阻,进步电化学性能。从聚乙烯基膜涂覆 PVDF 前后对照看出,聚乙烯基膜显现 湿法隔膜典型的树枝状微孔结构,概况涂覆 PVDF 有机粒子后,聚乙烯基膜上附着 了一层 PVDF 涂覆层,形成大量微孔,进步电解液连结率。


锂电池隔膜行业研究报告:涂覆材料+出海打开新空间


隔膜涂覆比例在 70%以上,有机涂覆有望。按照 EV Tank,2019 年我国涂覆隔膜占比为 53%,较 2015 年的 37%快速提升,其中湿法隔膜的涂覆占比已经跨越 70%。今朝三元动力 电池已根基全部采用隔膜涂覆技术,LFP 电池的涂覆比例在 60%左右,随着对电池能量密度 要求的提升,LFP 电池有望加大湿法涂覆隔膜的渗透;此外在消费电池范畴,隔膜涂覆主要 应用于 3C 电池等高端范畴。由于无机涂覆物理强度高同时本钱低廉,今朝无机涂覆在涂覆隔 膜中占比跨越 95%,不外有机涂覆厚度更薄有利于进步电池能量密度,虽然本钱更高今朝仅 用于高端动力市场,但随着涂覆材料本钱有望下行的趋势,未来有机涂覆隔膜的市场份额有 望快速发展。

性能优异、性价比高,勃姆石逐渐在无机涂覆中替换传统氧化铝材料。按照 GGII 数据, 近年来无机涂覆隔膜出货量高速增长,2021 年无机涂覆隔膜出货达 15.7 亿平方米,其中勃 姆石隔膜占比高达 60%。在无机涂覆材料中相比于氧化铝,勃姆石具有以下优点:(1)勃姆 石硬度较低,能够下降设备磨损和加工进程中异物的带入风险;(2)勃姆石的粒径散布更窄, 比概况积可控,比重低,和氧化铝相同重量可以涂覆更多面积,能有效下降涂覆本钱;(3) 勃姆石的吸水性更弱,更易连结隔膜的干燥度;(4)勃姆石的涂覆平整度高、内阻小,能耗 低,生产进程对情况加倍友好。此外从从本钱测算上看,和氧化铝相比单元重量勃姆石可涂 覆的面积大,下降锂电池隔膜涂覆的本钱,并减轻锂电池的重量进步能量密度,若依照单平 用量勃姆石 15.3g 和氧化锂 19.5g 进行对照,勃姆石可实现降本 17%。整体看性能上风+成 本上风+工艺成熟趋势下,勃姆石在无机涂覆隔膜中的占比有望逐步提升,预计到 2025 年勃 姆石涂覆隔膜占无机隔膜比重有望超 75%,成为无机涂覆中的主流。

国内厂商加速赶超,龙头壹石通 2021 年市占率超 50%。勃姆石的主要生产厂商有壹石 通、德国 Nabaltec AG、中铝郑州研究院等,国内新进入者包括国瓷材料、极盾新材料、中 超新材等。勃姆石市场显现壹石通与德国 Nabaltec AG 双强格式,2019 年前德国 Nabaltec AG 作为龙头,两年市场份额别离为 36%和 37%排名全球第一,而随着国内市场的高速增长,深 度绑定电池龙头厂商的壹石通出货量快速增长,其在 2021 年全球市场份额超 50%,国内市 场份额超 80%,超越 Nabaltec AG 成为全球第一。


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国内厂商积极扩产,壹石通产能开释节奏由于新玩家有望享受行业增长先发盈利。随着 勃姆石隔膜的渗透率进一步提升,国内新玩家也在加速结构勃姆石产能,国瓷材料现有 0.1 万吨勃姆石产能,其在行业高景气上行周期中做出重要战略转向,将定增中用于年产 3000 吨高性能稀土功能材料产业化项目标 2 亿元改成扩建 2.5 万吨勃姆石,预计 22 年末完成扶植, 并远期计划 10 万吨产能;而极盾新材料也预计在 2022 年末完成 8000 吨的产能扩建;阻燃 剂厂商中超新材则也加大新能源业务转型,其计划扶植的 1 万吨勃姆石产能已于 21 年 12 月 获得新安县政府批复,预计于 2022 年 11 月完成扶植,2023Q2 达产。虽然新玩家加速结构, 不外作为龙头的壹石通在产能开释节奏上上风明显,2022 年 2 月公司发布定增项目拟扩产 2 万吨勃姆石项目,此外公司在蚌埠自贸区设立勃姆石生产基地,项目一期 4 万吨产能扶植进展顺利,其中第一条生产线 2 万吨已经于 2022 年 8 月投产,预计 2022Q4 项目一期和定增 扩产项目建成投产,届时公司产能将到达 5.5 万吨领先全行业项目,二期 8 万吨产能将在 2023-2024 年投产,公司将凭仗扩大周期的先发上风将进一步提升其市场份额并享受今朝高 景气的勃姆石隔膜市场增量盈利。

2.2.3. 性能要求催生有机涂覆需求,芳纶隔膜渗透率有望从 0 到 1 打造第二增长 曲线

电池能量密度迭代高,催生有机物涂覆需求。有机涂覆隔膜主要通过在聚烯烃概况涂覆 聚合物材料,改良与极片的粘合性和吸液性,并通过电解液溶胀形成凝胶,通过热压进步与 极片的粘结性。聚烯烃涂覆聚合物材料后,能进步电芯硬度,削减游离的电解质,进步电芯 平安性。常用涂覆材料有 PVDF、PVDF-HFP(聚偏氟乙烯-六氟丙烯)、PEO(聚氧化乙烯)、 PAN(聚丙烯腈)、PMMA、PVB(聚乙烯醇缩丁醛)、PDA(聚多巴胺)、聚苯乙烯-丙烯酸酯等。 今朝用的最多的是 PVDF-HFP,PVDF-HFP 结晶度更低,而吸液能力越强,溶胀越大,粘性 越大。 PVDF&PMMA 为当前主流有机涂覆材料,共混聚合物涂覆性能上风明显。为了满足更 高导电性、更大柔韧性需求的应用场景,PVDF、PMMA 占据主要有机涂覆材料市场,预计 别离占比约 62%/33%,芳纶占比 5%。PVDF 具有高极性和高介电常数,有助于锂盐的离子 化,而且能够在电解液中溶胀,因此 PVDF 及其共聚物在锂离子电池隔膜范畴被普遍应用。 相比力单一聚合物,共混隔膜显示出更高的电解液吸收率和更低的热收缩率,在用于锂电池 时,也表示出杰出的放电倍率能力和稳定的循环性能,常见的共混隔膜有 PVDF/PMMA、 PVDF/PEO、PVDF/PMIA(间位芳纶)、PMMA/PAN、PEO/PMMA、FPI/PVDF 等。按照发 布在《Advanced Fiber Materials》的《Electrospun fluorinated polyimide/polyvinylidene fluoride composite membranes with high thermal stability for lithium ion battery separator》 一文显示,FPI/PVDF 共混隔膜的机械强度和热稳定性获得明显进步,当 FPI 质量分数从 0% 增加到 20%时,共混隔膜的拉伸强度从 1.57MPa 进步到 2.30MPa。

芳纶作为今朝唯一可以零丁涂覆的有机材料,由于芳纶的一致性好且无颗粒,涂层很薄 在 1um-2um 之间,而 PVDF 混涂通常在 2um 以上(PVDF 共混聚合物),芳纶的轻质性是目 前其他材料不具有的。此外按照日本东丽在 2015 年推出的芳纶涂覆隔膜具有耐高温强度高的 特点,日本帝人使用基于 PMIA 的一系列材料对聚烯烃隔膜进行一系列改性,其生产进程更 为方便效率更高,而按照蓝科途官网数据显示,芳纶涂覆隔膜同时具有耐热性、浸润性、抗氧化性的上风,是今朝唯一可以不搭配无机材料而零丁涂覆能连结高性能的有机材料。早在 2014 年,特斯拉 Model S 就采用了芳纶涂覆隔膜的动力电池;今朝主流隔膜厂商(恩捷、 星源材质等)均加速结构相应产物,恩捷股份 2019 年从日本帝人处取得芳纶涂覆的专利,其 研发的超高耐热芳纶涂布膜已在 46 系大圆柱上起头应用;星源材质则和 LG 合作配合推进芳 纶涂覆隔膜的应用,主流厂商推进下芳纶涂覆有望完成从 0 到 1 的历史性进程变化。


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环保和原材料本钱压力下 PVDF 价格依旧高企,芳纶&PMMA 有望享受替换盈利。PVDF 由于具有极佳的化学稳定性、绝缘性、耐候性和高机械强度等性能,其应用范畴普遍,其在 注塑、涂料、水处置膜等传统范畴应用超 70%,随着新能源快速发展,其在光伏和锂电粘合 剂范畴份额逐步增长,此外 PVDF 作为涂覆材料的隔膜市场份额也逐渐渗透,我们测算 PVDF 在 2022-2025 年的 CAGR 将跨越 50%。PVDF 上游原材料为 R142b,是一款第二类制冷剂, 由于对臭氧层的破坏作用,按照《蒙特利尔议定书》以及我国的相关政策,其作为制冷剂用 途的生产受配额影响并逐年缩减。因此斟酌到环保压力 PVDF 及其原材料 R142b 产能审批进 度较慢,新增产能有限,因此 PVDF 的价格有望继续高企。而芳纶涂覆在性能上优于 PVDF, 因此芳纶&PMMA 涂覆材料有望享受替换盈利。

PVDF 涨价趋势下,芳纶性价比凸显。芳纶纤维具有较低的重量,且密度仅为 1.44g/cm3 左右,涂层可以很轻薄,与此同时 PVDF 的材料密度到达 1.78g/cm3,而陶瓷材料中勃姆石 的材料密度为 3.05g/cm3;同时,PVDF/PMMA 由于耐热性存在局限性需要与无机物配合涂 覆,涂层厚度在 2um 以上,由于芳纶零丁涂敷即可保障电池的平安性能,因此涂覆厚度可以 控制在 1.5um 左右。我们对以下两种涂覆材料(芳纶 vsPVDF+陶瓷)的使用本钱进行测算:1,假定隔膜级芳纶/锂电级 PVDF/陶瓷单价别离为 50/35/2 万元/吨;2,芳纶和 PVDF+陶瓷 的涂覆厚度别离为 1.5um/2um,测算两者单平本钱别离为 1.08/0.97 元每平,今朝通过日本 帝人进口的芳纶涂覆隔膜本钱仍较高,不外由于 PVDF 的紧缺水平价格延续高企,当锂电级 PVDF 价格上涨到 40 万元/吨,连结当前涂层厚度其本钱将跨越芳纶。此外国内芳纶厂商寻 求自己一体化结构涂覆+隔膜产线,泰和新材 3000 万平中试线预计 2023 年投产,我们以为 当芳纶国产化进程加速+厂商往隔膜一体化结构趋势下,芳纶涂覆性价比将凸显。

2.2.4. 产业链国产转移趋势向好,材料商享本土化盈利

电池厂商推动芳纶涂覆产业化进程,随着芳纶国产化进程加速,我们判定芳纶涂覆隔膜 渗透率有望从 0 到 1 快速提升。 全球芳纶行业持久显现双寡头格式,国内市场自给率低依靠海外进口。芳纶市场两大海 外龙头美国杜邦和日本帝人占据了全球 75%的市场份额,国内自 2006 年国务院将芳纶列为 重点发展新材料以来加速产能的结构,泰和新材早在 2004 年完成间位芳纶的量产,并于 2011 年景功实现 1000 吨/年对位芳纶工程化,截至 2021 年泰和新材已完成 6000 吨的对位芳纶产 能和 11000 吨的间位芳纶产能,成为全球不成轻忽的芳纶厂商。

间位芳纶市场集中度高,防护需求稳步增长隔膜有望带来新需求。间位芳纶能够量产的 企业唯一 6 家,其中美国杜邦产能到达 22000 吨,占市场份额超 50%,而泰和新材现有产能 到达 11000 吨排名第二,此外计划新增产能至 20000 吨,预计在 2023-2025 年陆续投产。从 需求上看,2021 年我国间位芳纶产量 7000 吨,进口量 3000 万吨,表观需求量 10000 吨; 今朝我国间位芳纶跨越 60%用于高温过滤材料,平安防护衣饰范畴用量不足 30%,随着防护 需求的稳步增长以及芳纶隔膜的从 0 到 1 的突破,间位芳纶市场需求有望进一步增长。 芳纶隔膜仅在松下进行量产,泰和新材加速结构有望打破海外垄断。国内锂电涂覆用芳 纶还未大范围起量,海外方面唯一松下的 NCA 电池供给给特斯拉高端车型时使用住友化学的 芳纶涂覆膜,其涂覆材料由日本帝人供给。今朝国内芳纶供给商为泰和新材,公司已成立芳 纶涂覆研究组,与恩捷、星源等配合推进,此外其计划的 3000 万平方米/年芳纶涂覆隔膜中 试线有望于 2023Q2 完成投产。


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2.3. 龙头出海第三增长曲线显现,国产供给链份额有望进一步提升

中国厂商后发制人,今朝全球市场供赐与国内厂商为主。隔膜早期由于其工艺的高壁垒, 市场玩家以日韩美企业为主,2013 年市场格式中日本厂商占据半壁山河,其中旭化成和东燃 别离以 23%和 20%市场份额排列前二,CR6 到达 79%。随着国内厂商的工艺突破以及国内 高增长市场带来的需求,国产厂商逐步突起今朝已占据全球主流位置;从全球市场竞争格式 来看,2021 年 73.8%的隔膜市场份额集中在中国,全球隔膜供赐与中国为主,其余海外隔膜 企业则以日韩企业为主;分厂商看,市场格式进一步向头部企业集中,国内厂商恩捷股份、 星源材质、中材科技市占率排列前三位,海外厂商则以东丽、旭化成、宇部、Wscope、SKI、 住友等企业为主。

头部企业海外客户上风明显,看好海外业务营收和毛利双提升。海外受高产物性能要求、 专利壁垒、本土化产业链配套需求等因素影响,当前有海外供货能力的隔膜企业较少,竞争 格式更优。头部企业凭仗切入到海外优质电池厂商供给链中,有望享受海外市场份额提升和 盈利能力提升(海外业务毛利率更高)。从供给链分析,恩捷股份和星源材质拥有 5 家海外电 池厂商客户,而二线的中材科技和沧州明珠仅拥有一家,头部企业的海外客户上风明显,我 们以为随着欧美的电车计划延续加速,头部企业将有望享受海外市场的高景气。


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国内龙头企业完成向海外产能结构的衍生,看好头部厂商出海的第三增长曲线。欧洲作 为仅次于中国的第二大新能源车市场,其动力电池的需求将延续高景气,国内两大隔膜龙头 恩捷股份和星源材质也在欧洲的动力电池产业链扶植雄心下寻求海外产线配套的愿景计划: 恩捷股份通过全资子公司 SEMCORP Hungary Korlatolt Felelossegu Tarsasag 在匈牙利 Debrecen 投资扶植湿法锂电池隔离膜生产线及配套工场,总投资 1.83 亿欧元拟扶植 4 条自 动制膜产线和 30 条涂布产线,基膜产能到达 4 亿平,预计 2023-2024 年陆续投产;星源材 质则成立欧洲公司计划在瑞典计划隔膜产线,计划投资 19.72 亿元,项目拟分三期扶植,初 步计划达产后湿法基膜年产能约为 7 亿㎡,涂覆年产能约为 4.2 亿㎡。从欧洲动力电池产能 计划雄心看,匈牙利作为汽车大国,除了斯柯达和公共工场外 LG 和宁德时代也在此计划动 力电池产能,此外其邻接德国和斯洛文尼亚,因此恩捷在此的隔膜产线有望凭仗区域上风完 成龙头电池厂商的供给;而瑞典作为Northvolt的大本营,星源材质逐步展开和其的合作愿景。 我们以为恩捷股份和星源材质作为隔膜头部厂商,有望从国内剧烈的竞争格式中脱颖而出, 凭仗进入到海外优质厂商供给链并加速欧洲产能扶植以享受欧洲锂电雄心计划的盈利,相关 企业将享受出海第三增长曲线以获得竞争格式更优的海外市场份额。

3.重点公司分析

3.1. 具有一体化和出海能力的龙头隔膜厂商

恩捷股份:按照 GGII 数据公司 21 年全球市场份额到达 31%,此外对公司投建项目公告 整理预计 2022 年新增 25 条产线,2023 年及 2024 年每年新增 30 条以上湿法隔膜产线,到 2023 年末产能到达 100 亿平,2025 年交付能力超 120 亿平;公司和 Celgard 成立合资公司 以及启动江西项目结构干法隔膜应对储能行业的高增长。此外积极结构匈牙利工场有望 23 年 起头逐步投产,海外供给链延续加码公司盈利能力提升和出海增长逻辑有望延续增厚业绩。

星源材质:我国最早把握干法单向拉伸技术的公司之一打破国外技术垄断,按照 GGII 数据 21 年干法市场份额超 20%,公司自 15 年起头湿法隔膜逐步供货后一直加速湿法范畴的 结构,截至今朝形成 6 亿平干法+11 亿平湿法产能,按照公司募投项目整理 26 年远期计划超 50 亿平;此外公司积极拓展海外市场,公布建立欧洲工场并与 Northvolt 签订供货协议,海 外市场份额有望延续提升。公司在江苏、欧洲打造湿法+涂覆一体化产线,加速一体化结构。

中材科技:公司 16 年设立中材锂膜子公司自建产能,19 年收购湖南中锂,今朝已具有 10 亿平米以上的基膜生产能力,公司滕州二期项目于 2022Q2 全部建成投产,未来仍有南京 基地项目、内蒙二期、三期项目及滕州三期项目陆续筹建,按照公司公告其中涂覆产能占比 由滕州一期的 16.7%提升至滕州三期的 54%,而南京一期和内蒙二期的涂覆占比别离为 21% 和 51%,涂覆一体化产能逐步增长,公司生产本钱将实现进一步下降。

3.2. 设备国产化厂商

璞泰来:国内最大涂覆供给商,借助优质客户和涂覆价格上风进入隔膜行业,基膜+涂覆 一体化结构有望延续增厚公司利润,现有 0.5 亿平基膜产线和 30 亿平涂覆加工产线,四川计划 20 亿平一体化产线将分三期投产;此外公司结构隔膜陶瓷涂布机,有效涂布宽度最大可达 1400mm,涂布速度最高可达 100m/min,其率先研发动力电池高速宽幅双面涂布机,为国内 首家实现涂膜精度 COV<0.2%的企业,隔膜企业通过设备国产化以及通过提升幅度和速度提 升操纵率以到达降本增效左右,璞泰来有望凭仗国产设备继续维持高增长。

3.3. 涂覆材料本土化厂商

泰和新材:今朝公司拥有对位、间位芳纶产能别离为 0.6、1.1 万吨/年,公司拟召募 30 亿元用于对位、间位芳纶的扩产,预计到 2025 年新增 2w 吨产能;此外公司 3000 万平/年的 芳纶涂覆中试产线预计于 2022 年末建成,2023 年将陆续进入投产、送样阶段,在芳纶涂覆 隔膜渗透率有望增长至 2025 年的 10%的高增长趋势下,公司新能源材料有望享受国产替换 和市场 0 到 1 渗透的盈利。

壹石通:公司勃姆石性能指标全球领先,21 年全球市场份额超 50%超越德国 Nabaltec 成为全球第一,下游勃姆石涂覆材料已导入宁德时代、三星 SDI、璞泰来、比亚迪等头部企 业;公司现有产能 1.5 万吨,预计 2023 年末完成 4 万吨产能的扶植,远期计划则跨越 8 万吨, 在产能扩大周期上优于国内其他玩家,有望在 2023-2025 年时代勃姆石在无机涂覆材料中的 渗透率从 50%增长至 75%的增长趋势下具有先发和焦点客户上风。

(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)

精选报告来源:【未来智库】。「链接」


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