隔膜深度：核心材料

2023-02-01 來源：雪球

1.鋰電池隔膜現(xiàn)狀

鋰離子電池四大主材之一：隔膜

隔膜是鋰離子電池四大核心材料之一。在鋰電池的結(jié)構(gòu)中，隔膜是關(guān)鍵的內(nèi)層組件之一，主要作用是分隔電池的正、負極，保證鋰離子通過的同時，阻礙電子傳輸，是一種具有微孔結(jié)構(gòu)的薄膜，具有防止電池過熱的功能。隔膜的性能決定電池的界面結(jié)構(gòu)、內(nèi)阻等，對電池的容量、循環(huán)等產(chǎn)生影響。作為鋰電池中具有高技術(shù)壁壘的核心組件，隔膜的成本占比約為4%。因鋰價格暴漲，三元正極原材料價格，在三元鋰電池之中隔膜成本占比較小，我們通過對原材料價格測算得出隔膜占比為4%。

隔膜材料性能要求

隔膜產(chǎn)品性能要求高，具有較高的技術(shù)壁壘。鋰離子電池隔膜性能的優(yōu)劣決定著鋰離子電池的容量、循環(huán)性能、充放電電流密度等關(guān)鍵特性，隔膜需具有合適的厚度、離子透過率、孔徑和孔隙率及足夠的化學穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性和力學穩(wěn)定性及安全性等性能。

隔膜產(chǎn)品類型

基于不同分類標準，隔膜材料有不同的劃分。按照基體材料劃分，目前，大規(guī)模商品化的鋰離子電池隔膜生產(chǎn)材料以聚烯烴為主，主要包括聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）和聚乙烯（PE）復合材料三種。聚烯烴可提供良好的機械性能、化學穩(wěn)定性和高溫自閉性能，是當前鋰離子電池隔膜的主要原材料；按照工藝劃分，主要可以分為干法隔膜、濕法隔膜和涂覆隔膜。隔膜輕薄化是行業(yè)發(fā)展的重要趨勢。隔膜輕薄化能提升鋰電池的能量密度，通過使單位體積或重量的鋰電池容納更多的電極材料，從而提高鋰電池的續(xù)航能力。

濕法隔膜工藝流程更復雜

隔膜生產(chǎn)工藝包括原材料配方和快速配方調(diào)整、微孔制備技術(shù)、成套設(shè)備自主設(shè)計等諸多工藝。其中，微孔制備技術(shù)是鋰電池隔膜制備工藝的核心，根據(jù)微孔成孔機理的區(qū)別可以將隔膜工藝分為干法與濕法兩種。干法工藝是將高分子聚合物、添加劑等原料混合形成均勻熔體，在一定溫度下拉伸形成狹縫狀微孔，熱定型后制得微孔膜，主要包括干法單向拉伸和雙向拉伸兩種工藝。濕法工藝又稱相分離法，將液態(tài)烴與聚烯烴樹脂混合加熱后形成均勻的混合物，降溫進行相分離壓制得膜片，再將膜片加熱至熔點進行雙向拉伸，用易揮發(fā)物質(zhì)洗脫殘留的溶劑可制備出相互貫通的微孔膜。因濕法隔膜生產(chǎn)工藝復雜，適合生產(chǎn)較薄的單層PE隔膜。

2.隔膜設(shè)備和原材料發(fā)展趨勢

隔膜價格：濕法隔膜售價穩(wěn)定

2022年12月濕法隔膜5μm、7μm、9μm的均價分別為2.9元/㎡、1.9元/㎡、1.45元/㎡，同比增長0%、-5.00%、11.54%；濕法隔膜雖然擴產(chǎn)規(guī)模大，但是爬產(chǎn)（半年至一年時間）和產(chǎn)線驗證需要時間，預計短期價格較穩(wěn)定。2022年12月國內(nèi)干法隔膜12μm和14μm均價0.85元/㎡、0.75元/㎡，同比下降19.05%、21.05%，考慮儲能快速增長，預計干法隔膜價格的下行空間有限。

隔膜成本構(gòu)成：原材料及制造費用占絕大比重

鋰離子電池隔膜行業(yè)的營業(yè)成本主要由原材料、能源動力、制造費用（含折舊）及人工部分組成。隔膜行業(yè)屬于資金密集型、技術(shù)密集型的重資產(chǎn)行業(yè)，原材料和制造費用在營業(yè)成本中占比大。隔膜基材主要是聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）等聚烯烴，輔料主要為甲烷、白油等。制造費用占比大主要系生產(chǎn)設(shè)備貴、造成設(shè)備折舊費用高。恩捷股份因其生產(chǎn)規(guī)模大，制造費用約20%，較為穩(wěn)定。滄州明珠因其生產(chǎn)規(guī)模較小，受折舊費用的影響、制造費用占比較大，則基本保持在45%以上。

主要原材料價格走勢

聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）是石油的衍生品，其價格走勢與石油密切相關(guān)，同時其進口成本易受匯率波動影響。2022年12月聚乙烯均價為8068.2元/噸，同比下滑5.14%；聚丙烯均價為8232.9元/噸，同比下滑4.33%.。

聚丙烯：依賴進口，大韓油化和新加坡TPC為主要供應商

鋰電池隔膜專用聚丙烯（PP）對灰分、等規(guī)度、分子量及其分布和熔體質(zhì)量流動速率（MFR）等具有較高要求，2016-2020年我國鋰電池隔膜專用聚丙烯（PP）料需求量年均增速穩(wěn)定在12.7%左右，但由于核心技術(shù)集中在日、韓、美等國家，近年來大多數(shù)依賴進口，主要來自大韓油化和新加坡TPC。例如星源材質(zhì)，2017至2021年，公司向前五大原材料供應商合計采購的金額分別0.88、1.34、1.78、1.45、2.94億元，采購總金額的比例從64%下降至40%，但是KPIC依舊是其第一大供應商，在原材料采購方面海外進口占優(yōu)勢。國內(nèi)遼寧華錦、獨山子石化等企業(yè)實現(xiàn)了鋰電池隔膜專用PP料的量產(chǎn)，華錦化工、中石化北京化工等相繼推出隔膜專用聚丙烯材料并投放市場。

聚乙烯：進口依賴度高，國產(chǎn)化趨勢初顯

中國聚乙烯（PE）產(chǎn)能持續(xù)上升。聚乙烯（PE）材料主要為濕法拉伸工藝，所得隔膜產(chǎn)品較多應用于三元鋰電池。2021年國內(nèi)聚乙烯產(chǎn)能約為2,574.63萬噸，同增12.7%；產(chǎn)量為2,272萬噸，同增11.8%。PE下游需求大，生產(chǎn)技術(shù)壁壘高，導致其產(chǎn)能同消費量之間仍舊存在較大缺口，進口依賴度高。2015-2020年我國聚乙烯進口量逐年增長，2021年出現(xiàn)拐點，全年進口量為1458.6萬噸。2020年以來國內(nèi)項目集中投產(chǎn)致進口占比下降，PE國產(chǎn)化趨勢初顯。

日本制鋼所為恩捷股份主要設(shè)備供應商

濕法隔膜工藝復雜，隔膜龍頭企業(yè)為保持穩(wěn)定、優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)能，多采取與國外設(shè)備廠商深度綁定的合作戰(zhàn)略。日本制鋼所前身為軍工企業(yè)，是老牌擠出機龍頭，其設(shè)備精度高、穩(wěn)定性強、能效低，目前可每年優(yōu)先保證恩捷股份10-15條產(chǎn)線需求、對應約10億平的產(chǎn)能增量，剩余產(chǎn)能主要供應日本東麗和日本旭化成。日本制鋼所客戶穩(wěn)定且均有長期合作計劃，自主新增擴產(chǎn)計劃不多，主要是配合長期合作客戶進行相應擴產(chǎn)，擴產(chǎn)速度有限。恩捷的設(shè)備供應商以日本制鋼所為主，并和東芝、布魯克納有合作。為保障2022、2023、2024年設(shè)備廠商交付恩捷25條、30條、40條產(chǎn)線，恩捷將制鋼所的產(chǎn)線從單元上進行調(diào)整，通過部分單元替代、整體增加供應線數(shù)量。

3.涂覆一體化漸成主流，涂覆材料多元化

涂覆一體化成為主流，隔膜企業(yè)均布局涂覆膜

2015年國內(nèi)涂覆隔膜進入快速發(fā)展期，早期涂覆行業(yè)中的企業(yè)分三類：純代工涂覆、基膜廠自帶涂覆、純銷售涂覆膜企業(yè)（包含基膜外購企業(yè)和自產(chǎn)自涂企業(yè)），目前涂覆一體化成為主流。根據(jù)GGII，2021年涂覆膜占隔膜出貨量比例超過45%（含第三方涂覆）。涂覆的核心技術(shù)是漿料的配方，漿料在隔膜涂覆中成本占比較大、超過50%。因動力電池發(fā)展方向為高輸出、高容量、快充電的模式，對隔膜涂覆技術(shù)和工藝要求更多樣化，配方的創(chuàng)新成為涂覆的核心競爭力。

隔膜企業(yè)涂覆膜種類：恩捷股份、中材科技

根據(jù)恩捷股份2020年環(huán)評，涂覆膜主要使用氧化鋁；根據(jù)2021年年報，公司的芳綸涂覆膜和油性PVDF涂覆膜均實現(xiàn)批量供貨。中材科技的涂覆膜以陶瓷為主，根據(jù)2021年年報，公司有芳綸涂覆的布局。

無機涂覆是主流涂覆類型

隔膜性能的提升很大程度上依賴以涂覆材料為主的涂覆漿料配方的改善和涂覆工藝的提升。目前鋰電池涂覆技術(shù)路線為無機材料涂覆、有機材料涂覆、有機和無機材料涂覆結(jié)合的方式。隔膜涂覆提升主要方向有兩個：耐高溫、粘結(jié)性；其中耐高溫用得最多的是水系陶瓷（可以承受150度熱收縮），PVDF、PMMA主要用于粘結(jié)性。無機涂覆材料是市場主流材料。根據(jù)EVTank，2019年中國鋰電池涂覆材料出貨量1.55萬噸，其中無機涂覆材料出貨1.4萬噸、占比90.32%。據(jù)GGII，2021年國內(nèi)隔膜涂覆膜出貨量中，無機涂覆膜占比超過95%，主要系無機涂覆技術(shù)更加成熟，下游客戶已形成產(chǎn)業(yè)化應用，成為主流涂覆材料。

目前涂覆材料以勃姆石和PVDF為主

由于涂覆顆粒較難被直接涂覆在鋰電池隔膜和極片上，鋰電池和隔膜生產(chǎn)商一般會制備成涂覆漿料作為涂覆材料進行涂覆。涂覆漿料的主要成分包括：涂覆顆粒、樹脂材料和水。另外，根據(jù)漿料的區(qū)別可分為水性涂覆和油性涂覆，水性涂覆指的是溶劑是水，多用于涂無機物（水+陶瓷或PVDF），主要用于LFP，目前占比70%；油性溶劑不含水，用有機溶劑，例如油性芳綸涂覆用于高鎳、三元等高端電池，目前占比30%。涂覆材料主要有氧化鋁、勃姆石、PVDF、芳綸，現(xiàn)在市面上以涂覆勃姆石和PVDF為主。涂覆陶瓷材料等耐高溫高分子材料目的是改善隔膜的高溫熱收縮，主要考慮安全性能。涂覆PVDF是因為鋰電池電芯生產(chǎn)過程中有一步熱壓工藝，通過PVDF粘結(jié)極片與隔膜，排除內(nèi)部間隙的空氣，增加電芯硬度，保持電芯厚度一致性。

PVDF可作為粘結(jié)劑和涂覆材料使用

聚偏氟乙烯（PVDF）是一種含氟聚合物，具備較好的機械強度、化學穩(wěn)定性、電化學穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性和對電解液良好的親和性，目前應用于石油化工設(shè)備、工業(yè)涂料、光伏、鋰電池等領(lǐng)域，2020年P(guān)VDF在國內(nèi)下游市場的應用中，鋰電池粘結(jié)劑占比20%、并呈上升趨勢。PVDF在鋰電池中的使用主要有：1）作為正極粘接劑、將顆粒狀的電池正極材料粘接起來；2）隔膜的涂覆材料，用于在隔膜表面粘接一層納米陶瓷粉末，有混合涂覆和逐層涂覆兩種方式。

4.需求無憂，國內(nèi)供應商全球市占率持續(xù)提高

海外產(chǎn)能：韓國企業(yè)增量有限

韓國隔膜企業(yè)擴產(chǎn)速度略高于日企，但是增量有限。韓國在鋰電池方面相對日本更有基礎(chǔ)，有LG化學、SKon和三星電子，但在隔膜市場，僅有SK集團下面的SKIET，主要供應同屬于SK集團的SKon。韓國鋰電池隔膜企業(yè)主要是SK集團下面的SKIET。2021年全球鋰電隔膜市場，SK市場份額3%，位居全球第8。目前SKIET在我國、韓國和歐洲建有生產(chǎn)基地。到2021年底SKIET總產(chǎn)能規(guī)模達到13.6億平米。公司目標是到2024年隔膜產(chǎn)能規(guī)模達到27.3億平，基本上是三年翻一倍，年化復合增長率約26%，大概率將會低于行業(yè)的增速。

國內(nèi)企業(yè)供應全球市場

國內(nèi)隔膜企業(yè)供應全球市場。由于日韓企業(yè)擴產(chǎn)速度趕不上下游需求增速，海外車企、動力電池企業(yè)均來我國尋找隔膜供應商。國內(nèi)主流隔膜企業(yè)產(chǎn)能大幅擴張，同時全球化供應的步伐加速，隔膜有望成為繼負極、電解液之后第三個實現(xiàn)全面出口的鋰電中游材料。包括韓國動力電池企業(yè)龍頭LG化學、歐洲本土動力電池明星企業(yè)Northvolt、美國市場LG化學與通用合資成立的UltiumCells公司，以及海外車企直接與恩捷簽訂采購協(xié)議。國內(nèi)隔膜產(chǎn)業(yè)一方面具備規(guī)模優(yōu)勢，另外一方面，相對日韓企業(yè)，國內(nèi)隔膜企業(yè)在客戶響應速度，性價比上面一般也具備優(yōu)勢。

政策引導隔膜行業(yè)發(fā)展

近年來，國家陸續(xù)出臺多項政策，鼓勵鋰電池隔膜行業(yè)發(fā)展。如《關(guān)于加快推動新型儲能發(fā)展的指導意見》《新能源汽車廢舊動力蓄電池綜合利用行業(yè)規(guī)范條件》等為鋰電池隔膜行業(yè)發(fā)展創(chuàng)造了良好的政策環(huán)境。政策推動整體新能源汽車產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展將帶動鋰電池需求上升，鋰電隔膜行業(yè)受益新能源增長規(guī)模廣闊。

5.隔膜產(chǎn)業(yè)鏈核心公司分析

公司研究：恩捷股份$恩捷股份(SZ002812)$

公司主要產(chǎn)品有：鋰電池隔膜（基膜和涂覆膜）、BOPP薄膜、包裝印刷產(chǎn)品（煙標和無菌包裝）、紙制品包裝等產(chǎn)品。鋰電池隔膜業(yè)務(wù)方面，2020年公司通過收購蘇州捷力和重慶紐米、拓展其市場規(guī)模；2021年通過與Celgard合作成立合資公司，進軍干法隔膜領(lǐng)域，目前干法隔膜項目已在江西啟動。規(guī)模效應明顯、成本優(yōu)勢領(lǐng)先。公司濕法隔膜生產(chǎn)規(guī)模全球領(lǐng)先，2022年產(chǎn)能達70億㎡、交付能力45~50億㎡，2023年爭取產(chǎn)能達百億㎡、交付能力65~70億㎡。規(guī)模優(yōu)勢提升了公司的采購優(yōu)勢和生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)時的停機轉(zhuǎn)產(chǎn)次數(shù)，有效降低公司成本。市場優(yōu)勢突出。國內(nèi)客戶包含寧德時代、比亞迪、國軒、孚能、力神等企業(yè)，海外客戶包含松下、LGES、三星等。

公司研究：星源材質(zhì)$星源材質(zhì)(SZ300568)$

公司專注于隔膜行業(yè)，主要生產(chǎn)和銷售干法、濕法、涂覆隔膜，是國內(nèi)率先實現(xiàn)隔膜規(guī)模化生產(chǎn)的制造商之一。2019年、2020年、2021年公司干法隔膜收入占比42%、23%、17%，濕法及涂覆隔膜業(yè)務(wù)比重不斷提升。積極布局新產(chǎn)能。公司2022年通過定增募集資金，用于增加年產(chǎn)20億㎡濕法隔膜及涂覆隔膜產(chǎn)能。通過持續(xù)產(chǎn)能擴張，公司可以利用規(guī)模化優(yōu)勢繼續(xù)降低生產(chǎn)成本，并提高濕法涂覆隔膜的業(yè)務(wù)比重、完善產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。市場優(yōu)勢突出。在國內(nèi)市場，公司客戶覆蓋寧德時代、比亞迪、中創(chuàng)新航、國軒高科、欣旺達、蜂巢能源、億緯鋰能、天津力神等企業(yè)；在國外市場，公司批量供應LG化學、三星SDI、日本村田、SAFT等一線廠商。