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中金:軟包需求高增 锂電鋁塑膜國産替代進行時

中金:軟包需求高增 锂電鋁塑膜國産替代進行時

智通财經APP獲悉,中金公司釋出研報稱,鋁塑膜為锂電材料中仍未實作國産化的環節,行業正加速國産替代,同時軟包電池滲透率有望提升,2021-2025年鋁塑膜市場空間CAGR達37%,國産鋁塑膜廠商将迎來重要發展機遇。

中金公司主要觀點如下:

摘要

技術壁壘高,海外廠商占據主要市場佔有率。鋁塑膜是軟包锂電池電芯的封裝材料,起保護電芯内材料的作用,成本占比約5%。鋁塑膜核心壁壘在于生産工藝的know-how,對沖深深度、耐電解液性能、阻隔性能等有較高要求。因技術壁壘較高,2020年日韓廠商占據全球70%以上的鋁塑膜市場佔有率,國内廠商銷售普遍集中于中低端消費電子領域,動力領域仍有待突破。

3C領域軟包高滲透率,長短刀片電池驅動國内動力領域滲透率提升。我們預計2021年全球鋁塑膜需求約2億平,至2025年鋁塑膜需求将提升至8.7億平,市場空間超150億元,2021-2025 CAGR達36.5%:

消費電子:得益于軟包電池品質輕、能量密度高的特點,軟包電池在數位類消費電子中份額超90%,我們預期未來軟包份額維持穩定。

動力電池:海外LG、SKI以軟包路線為主,配套歐洲衆多車型帶動軟包市場佔有率提升。國内甯德時代、中航锂電等龍頭企業均以方形路線為主,2020年軟包份額低于10%。我們認為通過長短刀片電池的結構創新,并采用軟包及疊片技術擁有更大的體積能量密度優勢,預計長短刀片将在迎來快速發展,驅動國内軟包份額提升。

國産工藝進步突破供應門檻,依靠成本優勢逐漸實作國産替代。我們認為鋁塑膜發展時期類似于隔膜産業的2015年,技術水準上,國産産品已逐漸接近海外産品,龍頭公司開始逐漸驗證并切入動力類客戶供應鍊,通過原材料與裝置的逐漸國産化,國産鋁塑膜企業将憑借成本優勢從中低端領域向高端3C及動力領域滲透,最終實作國産替代。

風險:軟包電池需求不及預期,鋁塑膜國産替代進度不及預期。

正文

技術壁壘高,仍未國産化的锂電池封裝材料

軟包電池封裝材料,成本占比約5%。鋁塑膜是軟包锂電池電芯的封裝材料,起到保護電芯内材料的作用,目前在軟包锂電池原材料中成本占比約5%。

多層次結構,材料性能要求高。鋁塑膜主要成分為尼龍層、鋁箔和流延聚丙烯層(CPP),各層通過膠粘劑相連,鋁塑膜性能要求包括高沖深性能、耐電解液及強酸腐蝕性、高阻隔性、高熱封性、高延展性與機械強度等等。

圖表1:軟包電池結構

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資料來源:汽車工程師之家,中金公司研究部

圖表2:鋁塑膜占軟包電池原材料成本約5%

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資料來源:GGII,CIAPS,中金公司研究部

圖表3:鋁塑膜結構及性能要求

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資料來源:《锂離子電池用鋁塑複合膜團體标準》,中國知網,電池材料,中金公司研究部

從鋁塑膜生産成本看,原材料成本占比約70%,其中鋁箔占比超50%、CPP占比約25%;同時折舊等制造費用占總生産成本達25%,存在較大工藝改進與效率提升的降本空間。

圖表4:2020年鋁塑膜生産成本拆分

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資料來源:明冠新材招股說明書,GGII,中金公司研究部

根據生産工藝與材料不同,鋁塑膜分為幹法和熱法:

幹法:将鋁箔和CPP用粘結劑直接壓合而成,沖深成型性能好(即鋁塑膜用于包裝前沖坑成型工序),但其中膠粘劑耐電解液性較差,影響電池使用壽命。

熱法:将鋁箔和CPP用MPP粘結,緩慢升溫升壓後熱壓合而成,可提高鋁箔和CPP層間的粘附力,提升内表層防電解液溶脹脫落能力,但沖深性能較差、美觀性較弱。

圖表5:鋁塑膜生産工藝對比

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圖表6:幹法生産工藝

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資料來源:明冠新材公司公告,中金公司研究部

鋁塑膜核心壁壘在于生産工藝的know-how,同時原材料和裝置方面國内外存在較大差距,最終展現在産品端的沖深深度、耐電解液性能、阻隔性能等存在差異。

生産工藝:鋁塑膜生産工藝壁壘較高,各個環節均存在較強的know-how,如:1)鋁箔的水處理工藝,易産生“氫脆”導緻耐折度低、沖深深度差。2)塗覆時需保持産品的一緻性、可靠性、沖深強度等。

原材料:國内外鋁箔在延伸率及斷裂率上存在一定差别,CPP與粘結劑配方也存在較大差距,影響産品粘合與熱封性能。

裝置:鋁塑膜裝置大多為通用型裝置,但如鋁箔塗覆機等環節,國内外裝置在幅寬、速度與精度上存在一定差距,國産單線産能低于1500萬平,進口線則可達3000萬平+。

由于技術壁壘高,2020年日韓廠商占據全球70%以上的鋁塑膜市場佔有率,國産廠商份額低于30%,且由于動力領域對安全性要求更高、驗證周期更長,目前國内廠商銷售普遍集中于中低端消費電子領域,動力領域仍有待國産突破。

圖表7:2020年鋁塑膜全球市場佔有率

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資料來源:EVTank,中金公司研究部

海内外隔膜價格差距在20%-50%之間,國内多數廠商毛利率約在20-25%,僅紫江新材料通過實作原材料及裝置的大部分國産化獲得近20%的淨利率。

圖表8:海内外鋁塑膜價格價差20%-50%

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資料來源:鑫椤锂電,中金公司研究部

圖表9:企業毛利率多元持在20%-25%,紫江企業盈利能力領先

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資料來源:公司公告,萬得資訊,中金公司研究部

軟包需求高增,鋁塑膜2025年市場空間超150億元

锂電池按封裝形狀可分為方形、圓柱和軟包電池。三種電池各有優劣,軟包電池在安全性、能量密度與循環壽命上具備一定優勢:

安全性高:電池熱失控時,軟包電池脹氣實作熱量散發,相比方形圓柱的硬殼不易發生爆炸。

能量密度高:軟包電池采用的封裝材料鋁塑膜品質更輕,軟包動力電池單體電芯相比方形動力電池電芯約高10%-15%。

循環壽命和倍率性能高:軟包電池内阻小,可降低電池自耗電,提升循環壽命與倍率性能。

形狀設計靈活:可根據需求靈活設計電池形狀,滿足對空間的更高要求。

圖表10:圓柱、方形和軟包電池對比

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資料來源:钜大锂電,起點锂電,中金公司研究部

消費電子:軟包份額超50%,預期維持穩定

軟包電池在小型數位産品中占主要地位,電動工具及兩輪車仍以圓柱為主。從消費電子整體出貨情況看,軟包電池出貨占比約55%。分應用場景看,1)手機筆記本等小型數位産品對輕薄化、輕量化要求較高,軟包電池具備品質輕、能量密度高、形狀設計靈活等優點,可更好适配數位産品需求,目前份額占比超90%。2)在電動工具、電動兩輪車領域,圓柱電池仍占據主導地位。軟包電池得益于其能量密度高等獨特優勢,我們預期未來軟包電池在消費電子産品中份額維持穩定。

圖表11:軟包電池在消費電子中滲透率超50%

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資料來源:B3,中金公司研究部

圖表12:2021年消費電子出貨量拆分-按應用

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圖表13:軟包電池在手機筆記本電腦等數位類産品中占據主要地位

動力電池:海外軟包為主,國内份額有望快速提升

全球範圍内,2020年動力電池裝機量中,方形、軟包、圓柱市占率分别約49%、28%、23%。但軟包裝機整體以海外為主,國内軟包滲透率低于10%。

圖表14:2020年全球動力電池裝機中軟包電池占比提升至28%

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資料來源:SNE,中金公司研究部

海外LG、SKI裝機占比提升帶動軟包電池份額增長。海外動力電池廠商中,LG化學以軟包電池為主,SKI僅有軟包電池,松下與三星SDI則主要布局圓柱與方形電池。LG軟包電池配套大衆、奧迪、沃爾沃等衆多歐洲車廠,全球裝機量占比從2018年的7%提升至2020年的23%,帶動軟包海外滲透率提升。2020年歐洲銷量前20的車型中有15款搭載軟包電池,供應商主要為LG化學、SKI和AESC。

看向未來,我們預計海外動力電池中軟包電池仍将維持主要地位。LG化學規劃至2025年總産能提升至450GWh,其中軟包産能達310GWh,軟包占比超70%,SKI産能将從目前的40GWh提升至2025年的220GWh,LG化學與SKI軟包産能将持續放量,且戴姆勒、福特、通用、雷諾等歐美主流廠商對軟包路線更為偏愛,預計軟包在海外市場仍将維持主要地位。

圖表15:以軟包電池為主的LG化學及SKI裝機占比提升

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資料來源:Marklines,SNE,中金公司研究部

圖表16:2020年歐洲銷量前20的車型中有15款搭載軟包電池

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資料來源:EVSales,中金公司研究部

國内市場看,2020年動力電池裝機量中軟包占比僅6%,方形電池占主導地位。國内锂電池龍頭甯德時代主要以方形路線為主,中航锂電、國軒高科等二線電池廠也為方形/圓柱路線,而專注于軟包路線的孚能科技、捷威動力等企業産能産量相對較小,國内市場軟包份額低于10%。

從研釋出局看,龍頭锂電池企業大多有布局軟包技術路線。甯德時代(300750.SZ)2018年起投産少量軟包産線,為日産等海外客戶提供軟包方案;億緯锂能(300014.SZ)目前軟包産能10GWh,約占總産能25%;國軒高科(002074.SZ)在2021年初釋出210Wh/Kg磷酸鐵锂軟包電芯。

圖表17:2020年中國動力電池裝機中,軟包占比僅6%

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資料來源:CIAPS,中金公司研究部

圖表18:2020年中國軟包電池裝機量份額

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資料來源:起點研究院,中金公司研究部

圖表19:國内龍頭電池企業以方形路線為主

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資料來源:各公司公告,真锂研究,中金公司研究部

我們認為,通過長短刀片電池的結構創新,并采用軟包及疊片技術可充分發揮體積能量密度的優勢,長短刀片在下遊電池廠的帶動下将迎來快速發展,并驅動軟包鋁塑膜需求:

蜂巢能源:2021年10月蜂巢能源宣布第一代磷酸鐵锂短刀電池下線,并在12月的蜂巢第二屆電池日釋出會上宣布将推動各應用場景、各化學體系的全領域電池短刀化。2021年12月,公司與新綸新材簽訂采購合同,在2022-2023年向新綸新材采購軟包用鋁塑膜供2000萬平。

圖表20:“小刀片”電池

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資料來源:中金公司研究部

圖表21:蜂巢能源短刀電池包結構

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資料來源:蜂巢能源,中金公司研究部

預計2021年鋁塑膜市場空間44億元,2025年市場空間超150億元,2021-2025 CAGR達36.5%。

價格:目前大陸衆多鋁塑膜廠商加快推進鋁塑膜原材料/裝置國産化并加快産能建設,随國産廠商技術進步,我們預計鋁塑膜國産化将持續推進,鋁塑膜價格逐漸下降。

需求量:國内動力市場,刀片電池放量、蜂巢能源推行全領域短刀化将驅動中國軟包市場佔有率快速提升;海外市場在LG化學與SKI産銷高增及下遊客戶對形狀路線的選擇傾向下,預計軟包份額維持穩定;消費及儲能領域預計軟包份額維持穩定。我們預計2021年全球鋁塑膜需求約2億平,至2025年鋁塑膜需求将提升至8.7億平。

圖表22:軟包電池市場空間測算

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注:此處“軟包+鋁殼”的封裝方式也均劃分為軟包類型;資料來源:Marklines,SNE,鑫椤锂電,B3,中金公司研究部

遠期固态電池推動軟包份額提升

固态電池是一種由固态電解質取代傳統液态電池中隔膜+液态電解液結構的二次電池,同時追求锂金屬負極的應用,在保證安全性的同時提升能量密度。我們認為固态電池将采用軟包作為主要包裝方式,推動遠期鋁塑膜需求。

氧化物及硫化物固态電池具備更大的開發潛力。目前固态電池按電解質化學組成主要分為聚合物、氧化物和硫化物三類,其中聚合物固态電池在生産裝置上與目前電池存在一定相容性,但在電導率、機械強度等各類名額上均弱于氧化物和硫化物電池,我們預計遠期無機物固态電池具備更大的開發潛力。

無機固态電池更适用軟包封裝,也是目前企業主流選擇。由于氧化物及硫化物電解質柔韌性較弱,須采用疊片方式,圓柱卷繞式不具有可行性。而相對于方形鋁殼電池,軟包電池在能量密度上具有更大的優勢。從目前各企業研釋出局來看,各企業均選擇軟包作為封裝形式。我們預計遠期随固态電池發展,軟包電池份額有望進一步提升。

圖表23:目前固态電池均采用軟包路線

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資料來源:公司公告,中金公司研究部

技術進步材料國産化,鋁塑膜國産替代進行時

我們認為目前鋁塑膜産業發展時期類似于隔膜産業2015年前後,大陸鋁塑膜廠商技術水準與生産工藝持續提升,逐漸獲下遊客戶驗證與認可,并憑借原材料與裝置國産化的成本優勢逐漸實作國産替代。

複盤隔膜國産替代:大陸隔膜企業在突破基礎的技術門檻後,憑借成本優勢與持續的工藝進步實作國産替代,并最終走向全球供應。

2012年前:大陸隔膜廠商大多處于研發與産線建設過程中,市場被日韓廠商壟斷。

2013-2015年:大陸廠商突破基礎制造門檻,實作國内客戶少量出貨,但整體以低端産品為主,國産供應能力有限。

2016-2018年:國産隔膜廠技術持續進步,國産份額提升,龍頭企業陸續啟動對LG、三星、松下等海外客戶認證流程。

2019年後:龍頭企業技術水準已接近海外, 陸續切入海外客戶供應鍊,走向全球供應。

圖表24:中國濕法隔膜發展複盤

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資料來源:GGII,Marklines,中國電池工業協會,中金公司研究部

我們認為大陸鋁塑膜發展階段類似于隔膜産業2015年時期,随國産技術進步,國産廠商逐漸從中低端領域向高端及動力領域滲透。

從技術水準上看,大陸廠商鋁塑膜綜合性能逐漸接近海外産品。以明冠新材鋁塑膜産品為例,公司自主布局幹熱法鋁塑膜生産技術,利用幹法塗布裝置實作熱法材料制備的工藝技術,在沖深強度、耐電解液性能等方面性能均接近甚至超越海外産品。

從客戶結構看,大陸廠商逐漸向高端消費與動力領域滲透。因動力用鋁塑膜對産品性能與品質要求較高,需經曆多輪送樣-小批量使用等驗證測試環節,驗證周期通常在一年以上。大陸鋁塑膜生産廠商早期均以中低端消費電子客戶為主。新綸科技2016年并購世界第三大鋁塑膜制造商日本T&T旗下鋁塑膜業務,并實作對孚能、捷威、LG、SKI、AESC等動力客戶供貨;紫将新材料目前對多氟多實作供應,并在驗證孚能、國軒、LG、SKI等客戶;明冠新材2021年實作對南都電源、孚能科技、微宏動力等動力客戶小批量供應,國内龍頭廠商均已開始驗證并切入動力類客戶。

圖表25:國産鋁塑膜性能逐漸接近甚至超越海外産品

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資料來源:明冠新材招股說明書,中金公司研究部

圖表26:國産鋁塑膜廠商逐漸驗證切入高端消費及動力客戶

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資料來源:各公司公告,中金公司研究部

持續推進原材料與裝置國産化,憑借成本優勢擴大市場佔有率。鋁塑膜産業初期,大陸廠商大多使用進口鋁箔、CPP、粘結劑等原材料與進口裝置,成本相較海外産品并無優勢。目前大陸鋁塑膜企業通過與上遊原材料企業聯合研發,逐漸引入國産二供三供,實作鋁箔、CPP與粘結劑等原材料部分國産替代,裝置端如紫江新材、明冠新材也逐漸嘗試使用國産裝置。未來随原材料與裝置國産化,國産鋁塑膜成本仍有進一步下降空間,國産廠商在突破技術與供應門檻後将憑借成本優勢逐漸實作國産替代。

大陸廠商加快産能建設,産業化迅速推進。2020年以來,大陸廠商持續加快鋁塑膜産能建設:2021年5月新綸科技定增擴産兩條産線供0.72億平産能;2021年6月恩捷股份公告擴産8條産線、年産鋁塑膜2.7億平;華正新材2022年初新産線投産,總産能提升至4000萬平+,鋁塑膜産業化擴張迅速推進,我們預計2023年後,鋁塑膜可實作較高國産替代水準。

圖表27:大陸廠商國産化情況

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圖表28:大陸廠商加快鋁塑膜産能建設

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相關企業

紫江企業(600210.SH)

包裝材料起家,研發量産鋁塑膜曆史悠久。紫江企業1989年成立,主營PET瓶、PE流延膜、BOPET薄膜、CPP膜等,依托于其薄膜生産制造經驗,紫江企業2004年組建鋁塑膜研發團隊,2011年紫江企業成立專注于鋁塑膜研發生産的子公司紫江新材料,并實作批量生産銷售,2017年研制出第四代鋁塑膜,目前已切多氟多等動力類客戶及ATL、锂威、力神等消費類客戶。

原材料及裝置實作較好國産化,盈利能力出衆。鋁塑膜裝置方面,除塗覆機等高精度要求裝置外,紫江新材料大多為國産裝置。原材料方面,公司自主研釋出局CPP、粘結劑,鋁箔也實作一定國産化。較高的裝置與原材料國産化水準,使得公司鋁塑膜業務淨利率高達近20%,單平淨利潤約3元。

圖表29:1-3Q2021紫江企業鋁塑膜營收占比3.4%

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資料來源:紫江企業公司公告,中金公司研究部

圖表30:紫江企業鋁塑膜業務情況

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新綸新材

主營新材料與精密制造業務,收購日本T$T鋁塑膜業務。新綸新材主營業務涵蓋電子功能及光電顯示材料、淨化工程、智能模塑等。2016年公司以5.5億元收購全球第三大鋁塑膜制造商日本T&T旗下的鋁塑膜業務,目前公司動力類客戶包括LG、SKI、AESC、孚能科技、捷威動力、微宏動力等,據CIAPS統計,新綸新材2020年國内動力類鋁塑膜市場佔有率達87%,是國内最大的動力類鋁塑膜供應商。

産能快速擴張,盈利能力較好。目前公司産能約1億平,2021年5月,公司定增擴産兩條産線共7200萬平。盈利能力方面,2021H,公司鋁塑膜業務毛利率約25%,鋁塑膜生産子公司新複材淨利潤4315萬元。

圖表31:1H21新綸新材鋁塑膜營收占比41.3%

中金:軟包需求高增 锂電鋁塑膜國産替代進行時

資料來源:新綸新材公司公告,中金公司研究部

圖表32:新綸新材鋁塑膜業務情況

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明冠新材(688560.SH)

主營太陽能電池背闆,同時布局鋁塑膜、POE膠膜等新材料,切入部分國内動力客戶。公司自主研釋出局鋁塑膜,開發了幹熱複合制備技術,即使用幹法塗布裝置實作熱法材料制備的工藝技術,并實作量産。2021年公司實作對南都電源、孚能科技、微宏動力等動力客戶小批量供應, 并積極拓展ATL、冠宇、锂威、億緯锂能等高端數位客戶。

圖表33:1H21明冠新材鋁塑膜營收占比4.1%

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圖表34:明冠新材鋁塑膜業務情況

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恩捷股份(002812.SZ)

全球隔膜龍頭,衍生布局鋁塑膜。恩捷股份為全球濕法隔膜龍頭企業,2021年全球市場佔有率超35%,同時公司有BOPP膜、無菌包裝、特種紙等業務。公司依托于在膜類産品積累的豐富經驗,自主研釋出局鋁塑膜産品,2021年6月公司公告擴産鋁塑膜2.7億平,預計至2024年總産能達4億平。目前公司引進進口産線并使用進口原材料,同時公司嘗試逐漸使用國産材料替代實作降本。

短期隔膜供需緊張,公司享受量價齊升。目前濕法隔膜産能受裝置産能及長擴産周期制約,我們預計2022-2023年行業維持供需緊平衡。公司鎖定日本制鋼所産能,産能産量持續擴張,2月單月排産近4億平。

福斯特(603806.SH)

全球膠膜龍頭,布局鋁塑膜等新材料産業。福斯特是全球光伏膠膜龍頭企業,市占率長期保持50%以上,龍頭地位穩固。近年公司大力發展新材料産業,開發感光幹膜、鋁塑膜等新材料産品。2021年為加快推進鋁塑膜量産化,公司擴産鋁塑膜2000萬平米,後期有望再增加3000萬平米量産産能。目前公司針對鋁塑膜主要做客戶拓展,并計劃未來的客戶群體由消費電池為主拓展到動力電池及儲能領域。

膠膜産能持續擴張,成本優勢和需求高增保證盈利能力。公司目前膠膜擴産進度為每年增加3-4億平方米産能,規模優勢進一步凸顯。2022年膠膜原材料EVA粒子産能釋放,公司原材料成本有望下步入下行通道。需求方面我們認為今年伴随矽料價格下降,元件成本承壓情況改善,廠商開工率回升刺激膠膜需求高增。

本文編選自微信公衆号“中金點睛”, 作者:曾韬、季楓、王穎東,智通财經編輯:謝青海。

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