锂电池隔膜产业分析
2023/2/3 17:46:36一、隔膜介绍
1.隔膜是锂电池关键的原材料之一
在锂电池的结构中,隔膜是关键的内层组件之一,主要作用是分隔电池的正、负极,保证锂离子通过的同时,阻碍电子传输,是一种具有微孔结构的薄膜,具有防止电池过热的功能。
锂电池隔膜主要有两个功能:1)隔绝电池正负极防止短路;2)在充放电时为锂离子迁移提供通道。
隔膜是锂离子电池产业链中最具技术壁垒的关键内层组件。隔膜的性能决定电池的界面结构、内阻等,对电池的能量密度、使用寿命等产生影响。
2.隔膜在锂电池成本中占比约7-10%
目前锂电池企业的成本大约为1.2元/Wh。在车用动力电池成本结构中,材料成本占比接近75%,人工成本、制造成本、其他成本在内总共占比约25%。
在锂电池的材料成本构成中,隔膜约占据了7-10%的成本。从材料角度来看, 不同动力电池产品对隔膜材料的用量同样也有较大差异。1kWh动力电池中,AESC的锰酸锂电池大约要用12.5平米的隔膜,LG化学的“锰酸锂+三元”电池接近19平米,而比亚迪的磷酸铁锂电池则需要23.5平米。
二、隔膜市场状况
1、隔膜分类
按照基体材料划分,目前,大规模商品化的锂离子电池隔膜生产材料以聚烯烃为主,主要包括聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、PP和PE复合材料三种。聚烯烃可提供良好的机械性能、化学稳定性和高温自闭性能,是当前锂离子电池隔膜的主要原材料。
按照工艺划分,主要可以分为干法隔膜(主要使用聚丙烯)和湿法隔膜(主要使用聚乙烯)。
工艺上看,湿法工艺隔膜在产品的综合性能上表现更加优越,主要包括薄膜均匀程度表现突出(湿法工艺可以对薄膜进行横纵两方向拉伸,有利于提升薄膜的均匀性)、力学性能优异(拉伸强度和穿刺强度)、更大孔隙率带来更好的透气性、化学性能更加稳定等,如此多的优点确保锂电池充放电次数以及电池寿命更长,与能量密度较大的电池更加贴合。
基于性能上的优越性,湿法隔膜在市场中占据主导地位。随着能量密度更高的三元动力锂电池出货量占比提升,需要提高能量密度的磷酸铁锂电池逐步开始用湿法代替干法,且湿法和干法隔膜价差缩小,湿法隔膜的出货量占比逐年提升。
2021年我国湿法隔膜出货量为80.6亿平方米,占隔膜总出货量的76.6%,同比增长108%;干法隔膜出货量28.65亿平方米,占隔膜总出货量的23.4%,同比增81.9%。
发展前景上看,隔膜涂覆成为技术进步的方向。隔膜涂覆在一定程度上弥补了湿法隔膜性能上的瑕疵。当前以聚合物为主的涂覆材料,有效降低了锂电池内部发生极化风险,有利于提升锂电池大功率充放电性能,同时涂覆材高熔点能够有效提升隔膜的安全性,使隔膜闭孔性能提升,一系列性能提升能够帮助锂电池增加循环次数、延长使用寿命、增加充放电能力。 目前涂覆一体化成为主流。根据GGII,2021年涂覆膜占隔膜出货量比例超过45%(含第三方涂覆)。
2、隔膜市场规模
近年来,随着新能源汽车行业的兴起以及锂电池等产品的发展,隔膜市场规模实现爆发性增长。数据显示,2022年,中国锂离子电池隔膜出货量同比增长65.3%,达到133.2亿平米,其中湿法隔膜出货量突破100亿平米,达到104.8亿平米,干法隔膜出货量达到28.4亿平米。整体市场规模超150亿元。
3、隔膜行业竞争格局
从全球锂电隔膜竞争格局来看,中日韩三分天下。2021年全球锂电隔膜出货量前16强中,国内企业占据10位,其中恩捷股份位居行业龙头,占2021年全球市场份额的31%。另外日本企业有5家,包括旭化成、东丽、住友、宇部和W-Scope,韩国企业仅有1家:SK。前16强中,中国企业合计占据市场份额为71%,日本企业市场份额为23%,韩国企业市场份额为3%。
在湿法隔膜领域,市场正在演进成“1超+2强+多小”的格局。恩捷股份在2021年产能大规模释放下,隔膜产量超过
30亿平大关,湿法隔膜市场龙头地位进一步稳固,湿法隔膜的市场占有率达到56.1%,较2020全年提升6%。星源材质湿法隔膜产能跑顺,2021全年产量市占率提升至13.1%。
在干法隔膜领域,主要为三大龙头——中兴新材、星源材质、惠强新能源,三者占比约为70%。随着龙头企业2022年12μm三层共挤隔膜批量供应,干法市场集中度有望进一步提高。
三、隔膜产业链分析
锂电隔膜位于整个新能源汽车产业链上游,整体市场规模超150亿元。
锂电池隔膜制造上游为聚丙烯、聚乙烯及添加剂等基体材料,下游为锂离子电池产品及其终端应用领域。上游产业主要影响锂离子电池隔膜行业产品质量、成本及产品利润空间,下游产业则影响锂离子电池隔膜行业的发展前景。
上游方面,锂电池隔膜的主要原材料是聚烯烃,聚烯烃制备的隔膜具有机械性能好、化学稳定性高和成本经济性好等优点。聚烯烃作为我国经济和生产生活的重要原料之一,因价格低、性能优的特点而被广泛地应用于工业、农业、包装及日常工业中,在塑料工业中占举足轻重的地位。由于国内聚烯烃行业起步较晚,聚烯烃产品以中低端通用料为主,高端聚烯烃产品严重依赖于进口,造成供需不匹配的局面。但近年来随着烯烃产业技术创新转型升级,国产化替代进程加速,国内聚烯烃产能逐步扩大回升。
下游领域,锂离子电池按照应用场景分类可分为动力电池、储能电池和消费电池。动力锂电池主要应用于新能源汽车,是目前锂离子电池最大的消费市场;储能锂电池主要应用于家庭储能、通信基站储能和电力系统储能三大领域,其中电力系统储能是未来储能电池应用的最大领域;消费电子锂电池主要应用于传统消费类电子产品如智能手机、平板电脑等,此外,未来无人机、可穿戴设备、机器人等新兴消费领域将为锂电池创造全新市场。
重点关注个股
恩捷股份002812★★
全球锂电隔膜龙头,产品技术以及产能均有竞争优势。恩捷股份 2006 年成立,2016 年于深圳交易所上市,主营业务为锂电池隔膜。2021 年锂电池隔膜出货量 30 亿平,出货占全 球市场 5 成左右,在锂电池隔膜材料行业中稳居第一。公司隔膜技术在业内遥遥领先,优异的产品良率帮助公司进一步降低了生产成本。
公司主要产品有:锂电池隔膜(基膜和涂覆膜)、BOPP薄膜、包装印刷产品(烟标和无菌包装)、纸制品包装等产品。锂电池隔膜业务方面,2020年公司通过收购苏州捷力和重庆纽米、拓展其市场规模;2021年通过与Celgard合作成立合资公司,进军干法隔膜领域,目前干法隔膜项目已在江西启动。
公司湿法隔膜生产规模全球领先,2022年产能达70亿㎡、交付能力45~50亿㎡,2023年争取产能达百亿㎡、交付能力65~70亿㎡。规模优势提升了公司的采购优势和生产效率、降低生产时的停机转产次数,有效降低公司成本。
国内客户包含宁德时代、比亚迪、国轩、孚能、力神等企业,海外客户包含松下、LGES、三星等。海外订单的高毛利率有望帮助公司获得超额收益
星源材质300568★★
公司位居锂电隔膜行业第一梯队,干法排名第一,湿法排名第二。公司专注于隔膜行业,主要生产和销售干法、湿法、涂覆隔膜,是国内率先实现隔膜规模化生产的制造商之一。星源材质成立于2003年,2016年在创业板挂牌上市,主营业务为锂电池隔膜的生产、研发和销售,公司干法技术领先市场,并且具有完整的隔膜生产工艺,涵盖了干法、湿法以及涂覆技术。
当前公司隔膜扩产加速,产能迅速扩张,新增南通生产基地 20 亿平隔膜产线。通过持续产能扩张,公司可以利用规模化优势继续降低生产成本,并提高湿法涂覆隔膜的业务比重、完善产品结构。下游客户包括宁德时代、比亚迪、LG、Northvolt 等多家海内外优质电池厂。随着公司2020年进入 LG供应链,2022年供货有望达3亿平米,瑞典项目也在积极推进中,帮助公司持续拓展欧洲市场。
四、总结
隔膜是锂离子电池产业链中最具技术壁垒的关键内层组件。隔膜的性能决定电池的界面结构、内阻等,对电池的能量密度、使用寿命等产生影响。作为锂电池主要的原材料之一,隔膜占锂电池成本约7-10%,市场规模超150亿。
近年来,随着新能源汽车行业的兴起以及锂电池等产品的发展,隔膜市场规模实现爆发性增长。数据显示,2022年,中国锂电池隔膜出货量同比增长65.3%,达到133.2亿平米。
从工艺分类上看,隔膜分为干法工艺与湿法工艺。湿法工艺隔膜在产品的综合性能上表现更加优越,市占率也更高。目前我国隔膜市场湿法隔膜占比达到80%左右。
发展前景上看,隔膜涂覆成为技术进步的方向。目前涂覆一体化成为主流。根据GGII,2021年涂覆膜占隔膜出货量比例超过45%(含第三方涂覆)。
从全球锂电隔膜竞争格局来看,中日韩三分天下。2021年全球锂电隔膜出货量前16强中,国内企业占据10位,其中恩捷股份位居行业龙头,2021年全球市场份额31%。同时,国内隔膜市场不断向头部企业集中。近年来有不少隔膜生产企业破产淘汰,也有不少企业因为开工率低、毛利率低等种种原因被合并收购。
在隔膜行业壁垒高(技术要求高、投资金额大)、盈利难、叠加头部企业并购整合影响下,目前行业格局渐趋清晰。我们建议重点关注市占率最高、规模最大、技术最先进的头部企业恩捷股份与星源材质。
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2016-03-25 09:39:02