《锂电行业深度系列六:铝塑膜软包需求稳步提升国产化前景可期-211203(45页).pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《锂电行业深度系列六:铝塑膜软包需求稳步提升国产化前景可期-211203(45页).pdf(45页珍藏版)》请在三个皮匠报告上搜索。
1、证券研究报告 | 2021年12月03日 锂电行业深度系列六:铝塑膜锂电行业深度系列六:铝塑膜 软包需求稳步提升软包需求稳步提升 国产化前景可期国产化前景可期 行业研究 深度报告 电力设备新能源 锂电池 投资评级:超配(维持评级) 投资建议 铝塑膜行业资产轻回报高,工艺、原料和设备壁垒高 电池封装材料铝塑膜是由铝箔、尼龙层、CPP(流延聚丙烯)构成的三层复合结构,在电池材料成本中占比10-20%。横向对比锂电材料各环节,铝塑膜仍然依赖 进口,国内行业集中度最高,国产利润率与负极&电解液持平、单位资本开支低、壁垒高、进口替代空间大。技术壁垒体现为:1)原料:原料决定了冲深、耐液 、寿命等多项关键
2、性能;铝箔挺度纯度等性能要求高;粘结剂成分复杂、配方保密,多需上下游协作研发。2)工艺:工艺水平决定批次间一致性、稳定性、产品 良率等,日韩企业先发具有know-how优势并存在专利封锁。3)设备:涂布机等核心设备精密度高,定制化周期长,研发难度大。 软包锂电加速渗透,百亿市场扬帆起航 软包电池能量密度、循环寿命、灵活性等方面具有综合优势,在消费电子领域渗透率已达80%以上。动力电池领域,欧洲超七成主流车型搭载软包势头正盛;国 内孚能放量、小鹏蔚来等新晋软包路线,渗透率触底回升。看未来软包市场空间广阔:1)软包体积能量密度高、安全性高负荷汽车发展需求;2)固态电池大势 所趋,软包叠片工艺&聚合
3、物电池经验契合需求。我们预计2025年全球软包电池出货量638GWh,CAGR为34%,对应铝塑膜需求6.9亿平,市场规模近118亿元 。 铝塑膜供需失衡迎机遇,国内厂商国产替代分三步走 当前大日本印刷DNP/昭和/栗村占据全球七成份额,在技术客户具备先发优势。国内新纶收购T&T实现突破、紫江打破原料设备海外垄断,替代步伐加速。我们 认为铝塑膜国产替代正迎来新机遇:1)海外厂商铝塑膜业务在集团多为非核心业务,我们预计2024年后随着技术成熟,国内铝塑膜厂有希望快速抢占份额。2) LG、SKI等电池厂受日韩贸易政策及成本影响,希望扩充供应商,提升议价能力和供应链控制力。3)国内远景AESC、孚能
4、等软包厂崛起迅速,本土软包电池厂 崛起将带动国产供应链发展。4)本土铝塑膜领军企业在产品性能已基本与海外持平,成本上低10%-20%,性价比优势凸显。短期来看国内铝塑膜厂现在消费铝 塑膜领域进口替代;中期有望伴随比亚迪刀片电池放量快速发展;长期看本土厂商凭成本产能优势实现动力电池领域的国产替代。 投资建议:我们推荐关注客户实力领先的恩捷股份、福斯特等。1)恩捷股份:定增扩产2.8亿平铝塑膜年产能,远期产能4亿平,有望依靠客户和技术优势开 拓市场;2)福斯特:公司在2015年开始自主研发铝塑膜项目,并在2018年实现中试产能。公司具备自主知识产权的铝箔处理技术,目前铝塑膜年产能2000 万平,产
5、品主要供给于消费电池领域,规划扩产至3000万平,逐步拓展至动力电池及储能领域。 风险提示:电动车销量不及预期;全球软包锂电池需求低于预期;专利技术风险。 2 nXiXdYjZfUdWyQzRzRxP6McM9PoMqQnPnMlOoPtRiNoOoQbRpPxOxNnRtRNZnQtP 一、铝塑膜介绍:软包锂电池关键封装材料 铝塑膜的构成及用途 铝塑复合膜(简称铝塑膜)是锂离子电池专用封装材料,常用于软包电池和刀片电池中。单片电芯在组装后密封在铝塑膜当中,形成一个电池。铝塑膜起到保护 内部电极、隔绝外界环境的作用。在软包锂电池中,铝塑膜占总材料成本10-20%,仅次于正极材料和隔膜,目前技术
6、壁垒高、国产化率低。 黑膜(铝塑膜)作为一个细分品类,主要由流延聚丙烯膜与黑色母粒(炭黑、助剂等)混炼流延制成,应用于苹果电池及高端消费电子电池中。黑膜的优势主要 有:1)使得印刷在铝塑膜上的文字突显性更佳;2)炭黑使得铝塑膜外表面爽滑性提升,增强冲深性能;3)炭黑提高电池耐化性、延长寿命。钢塑膜是将铝塑 膜的铝箔层更换为不锈钢箔以及合金类箔等。钢塑膜在耐穿刺、机械强度、耐磨损和耐腐蚀等性能上较铝塑膜均有提升。 图2:软包锂电池结构 资料来源:电池中国网,国信证券经济研究所整理 图1:2019年三元软包锂电池原料成本结构 资料来源: 新材料在线,国信证券经济研究所整理 4 正极材料 30% 负
7、极材料 10% 电解液 7% 隔膜 25% 铝塑膜 18% 其他 10% 图4:2019年铝塑膜生产成本结构 资料来源: GGII,国信证券经济研究所整理 图3:铝塑膜结构示意图 资料来源: 专利之星,国信证券经济研究所整理 表1:铝塑膜各结构作用及要求 资料来源:新材料在线,国信证券经济研究所整理 铝塑膜具体材料的性能要求 铝塑膜由内部向外部分别为热封层、铝箔层、尼龙层,各层相互之间粘合而成。 热封层一般由流延聚丙烯薄膜或聚丙烯薄膜组成,主要防止电解液泄漏腐蚀铝箔、且能够耐戳 穿。电芯胀气主要就是热封层与极耳粘合不良导致,故而其必须与金属保持良好热封粘结性。 铝箔层主要由金属铝或铝铁合金构成
8、,其主要是通过与氧气形成氧化膜,阻止水汽深入电芯内 部,同时其也是铝塑膜冲深形变的主要结构。铝箔层在铝塑膜原材料中成本占比最高,达到 59%,在生产成本中占比35%。 尼龙层抗冲击性能好、耐穿刺性能高,主要是保护铝箔层不被划伤。 粘合剂需要具备良好的耐电解液、耐高温、热老化、强粘结性能,并且不与电解液发生反应。 5 作用要求厚度 尼龙层 保护中间层铝箔层不受划伤,减少碰撞等外 力对电池的损伤。 抗冲击性能好,耐穿刺性能好,耐热及绝缘性 能好,耐摩擦性能好。材料一般为尼龙、PET。 1240m 铝箔层 金属 Al 在室温下会与空气反应生成氧化膜, 阻止水汽渗入从而保护电芯内部。铝箔层也 是铝塑膜
9、冲深形变的主要结构。 材料一般使用纯铝类或铝-铁类合金(软质材)。 铝箔厚度大于30m 时水蒸气透过率才可能达到 0 g/。 3050m 热封层 阻止泄露的电解液腐蚀铝箔层。同时,软包 电池失效的主要因素是电芯胀气和漏液,而 这主要是由于极耳与聚丙烯薄膜(CPP)粘 合不良引起。 热封层材料必须与金属 Ni、Al 及极耳有良好的 热封粘贴性,具有耐电解液、 绝缘性和耐戳穿 性能,能防止电极与锂离子电池软包装材料之 间的短路。 20100m 粘合层粘结各层材料 较强的耐电解液性能,耐高温&耐老化性能以及 强粘接性能,并且不能与电解液发生反应。材 料一般为无溶剂聚氨酯胶粘剂或无苯型聚氨酯 胶粘剂(
10、醇溶性或水性)等。 2-3m 外部外部 内部内部 制造费用及人 工 40.5% 压延铝箔 35.0% CPP 15.0% 尼龙 6.0% 粘结剂 3.5% 图5:铝塑膜生产工艺流程图 资料来源:明冠新材公告,国信证券经济研究所整理 铝塑膜生产流程介绍 表面处理&涂布:铝箔表面处理后传送到涂胶工序,通过定量挤出涂布或定量微凹涂布方式将粘结剂均匀涂敷在基材上; 热处理:完成胶粘剂涂布之后的基材经过烘箱进行充分干燥,完成粘结剂的流平、干燥、初步胶粘等工艺需求; 贴合:热处理后的涂布胶粘剂与贴合基材进行低温热复合,有效避免热法高温冷热挤压贴合带来的应力集中、树脂结晶麻点等机械性能和外观缺陷; 双面处理
11、:单面复合后的铝箔再重复上述涂布与贴合工艺,以完成另一面材料的复合; 熟化分切:复合后的成品,依胶粘剂自身特性需求采用热风干燥设备进行熟化作业,完成后依客户需求裁切成指定幅宽。 6 涂布基材(铝箔或涂布基材(铝箔或 复合第一面的铝箔)复合第一面的铝箔) 表面处理表面处理涂布涂布 自配胶粘自配胶粘 剂剂 烘烤烘烤热处理热处理 贴合贴合 贴合膜(尼龙膜、贴合膜(尼龙膜、 聚丙烯膜或聚丙烯膜或PETPET) 发送贴发送贴 合膜合膜 收卷收卷熟化熟化分切分切检查检查包装入库包装入库 第二次涂布第二次涂布 资料来源:新材料在线,国信证券经济研究所整理 表2:铝塑膜生产工艺对比 表3:2021年各型号铝塑
12、膜应用领域及价格 资料来源:百川盈孚,国信证券经济研究所整理 铝塑膜的两种生产工艺介绍:干法vs热法 干法工艺:由昭和电工和索尼提出,其是将热封层与铝箔层直接粘结并压合。该方法工艺简单 ,产品防短路性能优异、冲深性能好,但耐电解液和抗水性较差,主要应用于高容量软包消费 电池、动力电池中。 热法工艺:由大日本印刷和尼桑公司共同开发,其使用改性聚乙烯MPP将铝箔层与热封层相 连接,然后通过缓慢升温升压的方式进行热合成。该方法工艺流程简单,产品耐电解液和抗水 性能良好,但冲深成型性能差、防短路性能差,主要应用在消费软包电池中。国内明冠新材近 年来创新工艺,提出了干热复合法,使得两种方法的优势均得以保
13、留。 不同厚度铝塑膜应用领域、价格存在差异。根据厚度不同,铝塑膜可分为86-88um、113- 123um、152-153um等多种。88um、133um分别应用于薄型化数码电池、3C移动电池中 ,二者价格相差不大。152um主要应用于动力电池和储能领域,其机械性能要求高、使用时 间要求长,价格较113um产品高20%-40%。此外,日韩进口的铝塑膜较国产铝塑膜价格也普 遍偏高,113um产品栗村化学价格比上海紫江、道明光学高10%-15%。 7 产品厚度主要应用领域国内价格(元/平米)日本厂商价格(元/平米) 88m薄型化数码电池- 113m3C移动电池14-1825-27 152m动力电池
14、20-2728-33 干法热法 工艺 铝箔层与热封层用粘合剂粘结后压 合而成 铝箔层和热封层之间用改 性聚乙烯连接,而后升温 升压下热合成 优点 冲深成型性能,防短路性能,外观 (杂质、针孔少),裁切性能好, 工艺简单,成本低 耐电解液和抗水性能优异, 工艺流程简单,生产效率 高 缺点 耐电解液和抗水性能不及热法;工 艺流程较复杂,操作难度大 冲深成型性能差,防短路 性能差,外观差,裁切性 能差,设备要求高 应用 高能量密度消费电池,动力电池, 储能电池 容量要求不高的消费类电 池 代表企业昭和电工、栗树化学、道明光学大日本印刷、紫江企业 示意图 尼龙层25um 粘结层2-3um 铝箔层40u
15、m 粘结层2-3um CPP-40um 尼龙层25um 粘结层2-3um 铝箔层40um MPP 10-15um CPP-30um 铝塑膜产能投资特点:轻资产、利润高、性能要求高 国产化程度显著低于其他环节:2020年国产铝塑膜出货量仅占全球的25%,显著低于四大主材。 行业集中度高:国内行业较为集中,2020年行业CR3为76%,CR5达92%,集中度显著高于其他各环节。 头部企业利润率较高:头部企业毛利率保持在30%左右(紫江企业),与负极材料和电解液(30%左右) 基本持平,低于隔膜(35%-50%左右),主要因为铝塑膜技术难度大,市场集中度高,国产化率低。 投资回收期短:参照环节龙头企
16、业近年来公布的项目来看,铝塑膜单位GWh资本开支约为800万元,头部 企业铝塑膜产能投资回收期在3-4年左右。 图9:铝塑膜毛利率处于锂电材料较高水平 资料来源: 各公司公告、国信证券经济研究所整理 图8:铝塑膜单位资本开支较低 资料来源: 各公司公告、国信证券经济研究所整理;注:主要材料分别选取当 升、璞泰来、天赐、恩捷、明冠新材新建项目投资进行测算 图7:2020年国内锂电材料CR3和CR5 资料来源: GGII、国信证券经济研究所整理 图6:2020年全球锂电主要材料出货量占比 资料来源: GGII、国信证券经济研究所整理 8 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70%
17、 80% 90% 100% 正极负极电解液隔膜铝塑膜 中国日本韩国其他 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 正极负极电解液隔膜铝塑膜 CR3CR5 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 200192020 当升科技(正极)璞泰来(负极) 恩捷股份(隔膜)天赐材料(电解液) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 隔膜正极负极铝塑膜电解液 单位产能投资额(亿元/GWh,左轴) 投资回收期(年,右轴) 表4:铝塑膜性
18、能要求高 资料来源:新材料在线,国信证券经济研究所整理 铝塑膜性能要求 铝塑膜作为电池封装材料,性能要求高。1)为防止水汽、氧气进入电池内部发生反应,铝塑膜需具备优异阻隔性;2)为防止内部化学反应,需有良好耐电 解液性;3)为防止成型过程中,电芯露点影响性能,需有优冲深性能;4)为阻碍电芯毛刺刺穿而造成短路,需具备耐穿刺性。5)此外,近年来锂电池向着 轻薄化和小型化、大容量和高倍率的方向发展,前者要求铝塑膜在具有极佳阻隔性同时向轻薄化发展,而后者要求具备更高的机械性能、长使用寿命。 9 性能具体要求 外观良好不允许针刺、异物、粘结不均匀、气泡、皱纹、脏物等缺陷。 极高的阻隔性 铝塑膜包裹在电池
19、外部应当阻隔水汽、氧气进入电池内部产生化学反应。电池级铝塑膜要求比普通铝塑膜的阻隔性高1000倍。水蒸汽透过量10-4g/m2.d;氧 气透过量40u/15mm。 耐水泡性成品电池在常温水冲浸泡二十天封口严密,不产生鼓气现象。 耐穿刺性内膜能经受电芯周边毛刺穿刺及热封时金属电极不与膜中间铝箔短路。成品点状腐蚀率和短路率2.5N、15mm。 耐高温、绝缘性在170和3kg/cm2左右的压力下热封时,内膜中如果没有耐高温的绝缘层存在,金属电极常常被压到包装铝箔上,造成短路。 优异的冲压成型性 要求冲压成型性能优良,便于生产成型,并保障密封性。冲坑后四个边角最薄处不小于原来50%的厚度、内层PP 层
20、厚度为6065微米。否则会造成电池成型 后有漏点,严重影响电池性能。 铝塑膜核心壁垒体现在原材料、工艺和设备三个方面 铝塑膜制备过程中,核心壁垒体现在原材料、工艺和设备三个方面;而其中工艺、原料是制约国内铝塑膜发展的最主要因素: 原材料:决定铝塑膜的冲深深度、耐电解液、耐高温及使用寿命等关键性能。1)冲深性能主要受铝箔耐折性、延展性等影响,需要高纯度、高挺度的铝箔 材料。2)粘结剂作为剥离强度的决定性成分,其需要根据电解液成分等因素,通过多种有机溶剂和树脂制备而成,通常为铝塑膜厂与粘结剂厂共同开发, 配方及工艺是核心商业机密。 国产铝箔质量较差,粘结剂&CPP依赖进口。1)国产的铝箔多采用水洗
21、除油和铬酐钝化处理,表面易与水中的氢发生反应导致氢脆,进而耐折度低,造成 冲深深度不佳。同时国内铝箔表面处理工艺落后、污染大,会影响产品剥离强度。2)粘结剂成分复杂且配方多样,国内厂商经验不足,产品耐高温和绝缘 性能差、耐酸性弱。3)中国是全球最大聚丙烯生产与消费国,产能占全球32%,但是研发能力不足、产品同质化严重,在海外专利壁垒保护下高端产品及 CPP多依赖进口。 工艺:日本昭和、DNP铝塑膜业务起步早、经验丰富,工艺上积累核心技术。铝塑膜生产过程中需要使用4-7层复合材料,对基材和贴合进行改性和处理, 并对同一材料进行流延复合法、多层共挤法等加工处理,工艺要求高。如铝箔表面处理工艺会影响
22、基材表面清洁度及表面张力,进而影响复合膜粘结强度; 昭和电工会CPP和尼龙层间增加特殊润滑剂提高冲深性能。此外,铝塑膜注重各批次之间的一致性、稳定性,以及良率,企业工艺水平积累至关重要。 热法和干法工艺均由日本企业原创,国内企业在工艺方面会受到相关专利以及经验限制,进而导致产品冲深性能、耐电解液、耐高温等性能与世界一流水平 存在差距。 10 铝塑膜核心壁垒体现在原材料、工艺和设备三个方面 设备:铝塑膜设备主要包括铝箔涂布机、干法复合机、双面涂布机、热法复合机、分切机、熟化设备等。其中涂布机等核心设备精密度要求高,生产壁垒 高。动力类铝塑膜设备要求高,均为定制化精密设备,定制周期普遍在15个月以
23、上。 综上,受限于原料、设备等问题,国产铝塑膜在密封性、冲深性能、剥离强度方面仍存在不足,多用于中低端消费电子领域;而高端消费电子及动力电池 领域产品多以来海外企业。我们认为,国产铝塑膜厂家的突破点应聚焦于工艺创新,规避专利壁垒并创新原料配方、甚至抢先布局固态电池用铝塑膜等新 技术,以此实现弯道超车。 11 表5:国产铝塑膜与海外差距 资料来源:知网-铝塑膜:进口替代可期,国信证券经济研究所整理 主要方面国产现有不足之处 工艺 原材料处理:压延铝箔处理时会产生杂志、形成孔隙,进而使得铝塑膜易弯曲变形、冲壳易折断;CPP与铝箔层压延或存在褶皱,进而使得产品直通率低。 胶粘剂配方方面技术积累少,易
24、出现铝塑膜分层剥离现象。 设备工艺:参数设置经验较小,产品可靠性、一致性难保障。 原材料 铝箔:国产铝箔产量占全球总量一半以上,但挺度不足、表面处理易发生氢脆,易产生氢脆现象,进而使得国产铝箔耐折次数在3000-5000次,低于日本产品的 万次以上耐折次数。 CPP/PP膜:PP配方壁垒较高,产品耐高温、绝缘性较差;国内CPP多采用淋膜机淋涂,与高导热铝箔表面结合时,易弯曲、产生层状结晶。 BOPA膜:尼龙层主要结构,国内产品主供消费电子领域铝塑膜。 粘合层:铝箔层与粘合层结合性能不佳,冲深性能较差。干法用粘合剂多依赖进口。 设备国产核心设备在生产精度等方面与海外仍存差距。 二、软包渗透率稳步
25、提升 铝塑膜需求旺盛 图10:不同形状电芯系统成组效率(%) 资料来源:GGII,国信证券经济研究所整理 表6:各类型电池性能对比 资料来源: 北极星储能网、锂离子动力电池技术现状及发展趋势、国信证券经济研究所整理 软包电池具有优异的综合性能 锂离子电池根据外形和包装材料可分为圆柱、方形、聚合物软包三种,软包锂离子电池在能量密度、循环寿命、灵活性等方面具有综合优势: 安全性高:软包铝塑膜发生热失控时,一般会胀气释放能量。而方形、圆柱电池等多采用硬壳包装,热量无法释放情况下或引起爆炸。 内阻低、循环寿命高:软包电池叠片式工艺等价于多极片并联,内阻较其他形状电池显著下降,能够明显降低电池自耗电,并
26、且使得电池拥有了良好的循环 寿命和倍率特性。软包电池每100次循环较铝壳方形电池衰减少4%-7%。 电池容量大:软包锂电采用铝塑膜后减少了结构件的应用,因而较钢壳锂电池减轻质量约40%。相同尺寸下,软包电池较钢壳电池容量提升10%-15%,较 铝壳电池提升5%-10%。 设计灵活性高:厚度、形状等可以根据客户需求进行定制。 软包电池在一致性、成组效率等方面存在不足,但短板在逐步补齐。软包电池没有刚性壳体防护,外部压力易影响其电化学状态,一致性较差。由于铝塑膜强度 较低,因而需要加入一定的防护层,这使其成组效率低于方形电池。近年来软包单体电芯容量提升、轻量化材料应用等进一步提高软包电池成组效率。
27、根据奇瑞 新能源数据,其软包成组效率有望达到80%左右。 13 65% 70% 65%65% 75% 70% 60% 62% 64% 66% 68% 70% 72% 74% 76% 圆柱电芯方形电芯软包电芯 20182019 性能参数圆柱电池方形电池软包电池 能量密度中中高;已有300Wh/kg以上的样品 安全性 安全性低;钢壳封装,发生安 全问题时易发生爆炸。 安全性低;铝壳或钢壳封装,发 生安全问题时易发生爆炸。 安全性高;发生安全问题时软包会 鼓气裂开而不会爆炸。 重量较重轻 轻;相同容量下,较钢壳方形轻 40%,较铝壳方形轻20% 标准化程度高低低 工艺要求低中高 充放电倍率多极耳焊接
28、,倍率性能低中高 优势 设备和工艺成熟,生产效率高, 成本低、一致性好,单体力学 性能好 结构简单,循环寿命长,生产效 率高,易形成规模效应,产品合 格率高 安全性好,容量高,重量轻,循环 寿命长,内阻小,散热性好,设计 灵活 劣势 成组能量效率低,充电功率不 足,循环寿命短 设计外观固定,单体密度低,成 本较高,边角处化学活性低长期 使用电池性能下降明显,PACK散 热效果较差 生产效率低,一致性差,成本高, 机械强度低 消费电子走向高容量&轻薄化,推动软包电池渗透率提升 随着手机、笔记本电脑等产品功能扩展、性能提升以及便携化需求增加,下游客户对于电池容量、灵活性以及循环寿命提出了更高要求,
29、而软包凭借其性能优 势实现了渗透率的快速提升。2020年手机/笔记本电脑/平板电脑用锂电池中,软包电池渗透率已达87.5%/88.2%/99.6%。根据EV Tank数据,2020年全球小 软包锂离子电池出货量55.2亿颗,同比+19%。我们预计,未来便携化、轻薄化、高容量的需求将使得软包电池渗透率不断提升,进而带动铝塑膜需求增长。 图13:全球小软包锂电池出货量(百万只) 资料来源: EV Tank,国信证券经济研究所整理 图12:全球笔记本电脑锂离子电池类型占比 资料来源: Techno Systems Research、国信证券经济研究所整理 图11:全球手机锂离子电池类型占比 资料来源
30、: Techno Systems Research、国信证券经济研究所整理 14 50.78%40.37%31.45%19.76%7.74%3.84%2.25% 0% 20% 40% 60% 80% 100% 200021E 软包方型圆柱型 53.7% 57.5% 71.6% 79.3% 84.9% 87.5% 89.7% 46.3%42.5%28.4%20.7%15.1%12.5%10.3% 0% 20% 40% 60% 80% 100% 200021E 软包方型 0.0% 5.0% 10.0% 15.0
31、% 20.0% 25.0% 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 200192020 2021E2022E2023E2024E2025E 出货量(百万只,左轴)YoY(%,右轴) 欧洲软包势头正盛,国内未来前景广阔 欧洲新能源车市场软包电池势头正盛。欧洲新能源车发展早期由LG能源、SKI供应软包电池,因而软包 渗透率较高。据EV sales数据,2020年欧洲销量前20的车型中,有15种搭载软包电池。而这15种车型 总销量占欧洲新能源车总销量的47%。戴姆勒、福特、日产、现代起亚等车企均为其主流车型搭配软包 电池,并且未来均倾向于采用软包路线
32、。自2020年以来,欧洲各车企电动化进程不断加速,戴姆勒、 大众、通用、现代起亚等多与电池厂签订长单,锁定软包产能。 国内软包渗透率低,未来前景广阔。国内新能源车发展初期,方形电池成为国内主流技术路线。2020 年国内软包电池装机占比为5.7%,较2018年下降7.8个百分点;主要由于补贴政策退坡后,国内车企成 本敏感度提高,转向其他技术路线。国内软包动力电池厂产能有限,也是限制软包发展的重要原因。 表7:主流软包电池厂及其配套车型 资料来源:中国产业信息网,国信证券经济研究所整理 图15:国内软包电池装机占比情况 资料来源:起点锂电,国信证券经济研究所整理 图14:2020年欧洲最畅销的20
33、款车型中15款搭载软包电池 资料来源: EV sales,国信证券经济研究所整理;注:图中深色标注车型均 搭载软包电池,比例为该车型销量占比。 15 0% 1% 2% 3% 4% 5% 6% 7% 8% Renault Zoe Tesla Model 3 大众ID.3 现代Kona EV 奥迪Tron 大众swa gene-Golf Nissan Leaf Peuguot-208 起亚Niro EV 奔驰Meredes A250e 沃尔沃XC40 Mitsubishi 大众Passat GTE 宝马330e 沃尔沃XC60T8 宝马i3 福特Kuga PHEV 大众e-up 奔驰Meredes
34、 Smart For two EV 软包企业配套车企应用车型 LG能源 通用GM Chevrolet Volt、Bolt、Spark EV、 Cadiliac ELR 菲亚特克莱斯勒Pacifica 福特Focus Electric、EV 现代 Sonata Hybrid、Optima Hybrid、 Ioniq HV/EV 雷诺-日产Renault Twizy、Zoe、Fluence 大众保时捷taycan、ID、奥迪e-tron 沃尔沃XC90 T8 Hybrid 戴姆勒smart for four electric drive 塔塔捷豹IPACE 远景 AESC 日产 Leaf、e-NV
35、200、Fuga Hybrid、 Infiniti M、Cima Hybrid、Infinti M35h、Skyline Hybrid 马自达Premacy Hydrogen RE Hybrid 雷诺Kangoo、Fluence 东风日产启辰晨风 三菱Dignity SKI 现代Blueon 起亚Soul EV 戴姆勒 梅赛德斯奔驰SLS AMG E-cell、 EQC 北汽蓝谷麦格纳ARCFOX T 11.0% 13.0% 13.5% 9.0% 5.7% 7.6% 0% 2% 4% 6% 8% 10% 12% 14% 16% 2001920202021H1 软包电池装机
36、占比(%) 高能量密度需求下,车企、动力电池厂加速软包布局 高能量密度需求下软包性能凸显,车企、动力电池厂加速布局。从车企层面看,2021年蔚来开始选用软包电池,小鹏搭载的电池也由圆柱转向软包。从电池 厂看,宁德时代自2018年起为日产供货软包;铁锂龙头国轩高科2020年实现软包电池量产;蜂巢能源在2021年推出其软包HEV电池。软包业务占比较大的 电池企业中远期产能规划也较为积极:孚能镇江16GWh项目2020年底建成,产能逐步爬坡,并与吉利合资新建120GWh基地;远景AESC规划20GWh项目 预计2021年开始投产,远期规划超100GWh;万向123远期产能规划近80GWh。 在下游需
37、求带动下,2021年软包电池各月装机量同比均有明显提升,上半年的渗透率已恢复至7.6%。 图17:2021年前三季度国内动力电池装机结构 资料来源:动力电池联盟,GGII,国信证券经济研究所整理 图16:2020年国内软包电池出货前十大厂商 资料来源:起点锂电,国信证券经济研究所整理 16 孚能科技 20.0% 天津捷威 16.3% 宁德时代 12.6% 亿纬锂能 11.6% 多氟多 10.3% 盟固利 6.8% 万向A123 6.2% 其他 16.2% 0% 20% 40% 60% 80% 100% 方形软包圆柱 2025年软包出货有望达638GWh,铝塑膜市场规模将至118亿 看未来,我们
38、认为软包电池凭借其高能量密度、高安全性优势,渗透率有望稳步提升。 整车角度看,汽车对电池体积敏感性将进一步提高,安全性是关键。回溯传统燃油车发展历程,增大车辆内部空间是长期趋势。我们预计,随着新能源车智 能化提高,为追求舒适和乘坐满意度,内部空间扩容势在必行。届时体积更小、能量密度更高、且电池形状可设计的软包电池优势更为显著。此外,动力电 池安全性仍是首要考虑因素,而软包电池安全性高的优势也将推动其渗透率逐步提升。 电池层面看,固态电池大势所趋、软包形态更契合其要求。无机固态电解质膜相柔韧性相对较差,因此固态电池预计大多采用叠片工艺,而非圆柱封装路线 。软包一方面能量密度更高,另一方面具有较为
39、丰富的胶状物质封装经验,更易于固态电池发展。随着铝塑膜国产化降本,软包路线将更具性价比。 综上,我们预计2025年全球软包电池出货量有望达到638GWh,2021-2025年CAGR为34%,我们测算,2025年全球铝塑膜需求量有望达到6.9亿平,2021- 2025年CAGR为32%,对应市场规模约为118亿元。 17 图19:全球铝塑膜需求及市场规模(亿平、亿元) 资料来源:GGII、IDC、EV Tank,国信证券经济研究所整理与测算 图18:全球软包电池装机量及渗透率(GWh、%) 资料来源:GGII、IDC、EV Tank,国信证券经济研究所整理与测算 0.3 0.3 0.4 0.4
40、 0.4 0.4 0.4 0 100 200 300 400 500 600 700 20021E2022E2023E2024E2025E 软包电池装机量(GWh,左轴)软包电池渗透率(%,右轴) 0 20 40 60 80 100 120 140 0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 20021E2022E2023E2024E2025E 铝塑膜需求量(亿平,左轴)铝塑膜市场规模(亿元,右轴) 2025年软包出货有望达638GWh,铝塑膜市场规模将至118亿 18 表8:2021-2025年铝塑膜市
41、场需求及空间测算 资料来源:GGII、IDC、EV Tank,国信证券经济研究所整理与测算 20021E2022E2023E2024E2025E 动力电池 装机量(GWh)90.8108.8142.7300.8436.0631.4921.61293.4 软包电池渗透率25.5%28.0%31.0%30.0%30.0%30.0%32.0%32.0% 软包电池装机量(GWh)23.130.544.290.3130.8189.4294.9413.9 单GWh所需铝塑膜(万平)00 铝塑膜需求(亿平)0.230.300.440.901.
42、311.892.954.14 消费电子电池 装机量(GWh)68.073.092.1110.2123.7138.9154.1170.8 软包电池渗透率73%77%81%84%87%89%91%92% 软包电池装机量(GWh)49.656.574.792.6107.2123.3140.2157.4 单GWh所需铝塑膜(万平)00 铝塑膜需求(亿平)0.650.730.971.201.391.601.822.05 二轮车&电动工具电池 装机量(GWh)31.638.646.355.667.680.896.6114.3 软包电池渗透率10%12%14%16
43、%18%21%23%25% 软包电池装机量(GWh)3.24.66.58.912.217.022.228.6 单GWh所需铝塑膜(万平)00 铝塑膜需求(亿平)0.040.060.080.120.160.220.290.37 储能电池 装机量(GWh)11.417.627.039.156.782.3119.6174.0 软包电池渗透率10%11%12%13%14%15%16%17% 软包电池装机量(GWh)1.11.93.25.17.912.319.129.6 单GWh所需铝塑膜(万平)00 铝塑膜需求(亿
44、平)0.010.020.030.050.080.120.190.30 合计 全球电池装机量(GWh)201.8238.0308.1508.4692.1951.61323.01804.6 软包电池渗透率(%)38%39%42%39%37%36%36%35% 软包电池装机量(GWh)77.093.5128.7197.2259.3344.8481.5638.3 yoy21%38%53%31%33%40%33% 铝塑膜需求量(亿平)0.931.121.532.282.953.875.306.94 yoy20%37%49%30%31%37%31% 铝塑膜价格(元/平)2423222120191817 铝
45、塑膜市场规模(亿元)22.325.733.747.859.073.595.4118.0 yoy15%31%42%23%25%30%24% 日韩企业先发优势显著 铝塑膜行业的核心竞争要素在于技术和客户: 1)技术:铝塑膜原料要求高、生产工艺难度大,专利保护形成了较高的技术壁垒和准入门槛。在各工艺环节中,企业专有技术将对产品一致性、直通率有很大影 响,先发企业具有know-how优势。 2)客户:锂电池作为安全产品对铝塑膜性能要求高,下游认证周期较长,动力类产品一般需要18-24个月左右认证,供应商粘性大。 日韩企业多为膜类或印刷类企业工艺经验丰富,部分企业具备原料自供能力,技术强产品优。同时其业
46、务布局早,深刻绑定下游客户。 昭和电工:铝塑膜原料自供的化工巨头。昭和电工是电气化学出身,其是日本最早实现树脂和铝产品国产化以及最大生产商之一。1997年公司与索尼联合开发 出首代铝塑膜,并通过不断技术创新研发实现了干法和热法两种工艺。公司也将推出了多代铝塑膜产品,实现冲深性能更深、厚度更低。昭和下设11个事业部 14个核心业务,涉及化学品、无机材料、铝、电池材料等多领域。昭和各事业部原料供应、科技研发方面有益互动,铝塑膜原料均由内部自供,品质得到高度 保障。昭和的CPP树脂、铝箔等原料甚至供应给DNP使用。 19 表9:昭和电工业务及发展战略 资料来源:昭和电工官网,国信证券经济研究所整理
47、类别业务定位细分业务主营产品及内容 基础技术&材料业务 无机、有机及铝产品处理平台,为其他三类业务提 供创新和提升的技术平台 陶瓷业务耐火材料、电容器用陶瓷 功能化学品业务 化妆品原料、电子材料用树脂、高效液相色谱柱等先进个性化产 品 铝业务铝制部件材料及加工品 稳定盈利业务 保持业务稳定的盈利能力和优异的投资回报率,在 市场格局稳定下保持高竞争力 设备解决方案硬盘、SiC外延片 碳业务电炼钢炉用黑铅电极 工业气体业务氧气、氮气、氩气、压缩氢气、碳酸与干冰 石油化工业务乙烯、烯丙醇、NPAC、聚丙烯 电子材料业务铝塑膜、稀土等 核心成长业务 在成长性市场抢占压倒性优势,以此保证集团未来 成长
48、电子业务半导体相关材料、LED等 汽车业务树脂基汽车模组产品 新一代业务 有前景的市场中增长潜力大的业务,有望成为集团 未来发展新的支柱产业 生命科学业务再生医学 三、海外企业布局领先 国产替代拐点将至 主要海外厂商介绍 大日本印刷DNP:包装和薄膜产品工艺经验丰富。DNP成立于1876年,在20世纪50-80年代公司相继开发了薄膜包装多款产品,并在薄膜生产和PP工艺等领 域积累丰富经验。2001年公司与尼桑合作开发了主要用于汽车的铝塑膜产品。公司凭借工艺积累开发出了热法产品,耐液性能突出,并连续创新多代。 栗村化学:具备薄膜工艺经验和原料供应优势。公司成立于1973年早期聚焦于综合包装业务,
49、20世纪90年代开始布局薄膜产品,并在21世纪开发出铝塑膜。 公司的优势在于包装业务膜产品工艺经验丰富,可延伸至铝塑膜生产,同时公司自产BOPP(双向拉伸聚丙烯薄膜)和CPP(流延聚丙烯薄膜)、原料成本和 质量可控。从公开信息看栗村化学铝塑膜业务在电子材料事业部中,近年来营收占比呈现稳中向下的态势。 T&T:公司成立于2011年,由全球领先的印刷和半导体公司凸版印刷,联合日本最大的包装容器公司东洋制罐共同成立。凭借两家母公司在包装领域的复合 材料及涂层等技术的经验积累,T&T在2014年全球铝塑膜市占率为12%、位列全球第四。T&T早期具有干法和热法两种工艺生产能力,主要产品为113um、 1
50、15um等,广泛应用于平板电脑、手机、移动电源等。 21 图21:栗村化学营收结构(亿元) 资料来源:栗村化学官网,国信证券经济研究所整理 图20:DNP营收结构及发展规划 资料来源:DNP公告,国信证券经济研究所整理;注:其铝塑膜业务在生活和工业供应业务板块 39% 29% 28% 14% 25% 31% 44% 45% 40% 3% 1%1% 0% 20% 40% 60% 80% 100% 20192022E2024E 信息通讯业务生活和工业供应业务电子业务饮料业务 0% 5% 10% 15% 20% 25% 30% 35% 40% 0.0 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0