随着“碳达峰”“碳中和”在政府工作报告中,绿色低碳产业在中国发展迅速。碳减排过程中不可或缺的新能源汽车渗透率不断提高,储能电池增长迅速。预计锂离子电池行业未来将保持高繁荣,其组成材料的技术研发也在不断创新。
在此背景下,隔膜行业也得到了发展。锂电池隔膜龙头企业恩杰股份有限公司(2022年年营业收入125.91亿元,同比增长57.73%;归母净利润40.00亿元,同比增长47.20%;星源材料(300568)锂电池隔膜的市场份额多年来在中国排名前三,隔膜的产销率多年来一直保持在较高水平,单平净利润稳步提高…利好之下,国内锂电池隔膜龙头的上市进程也进一步加快。
在这种情况下,锂电池隔膜赛道火爆,锂电池隔膜龙头相继上市,背后的真相是什么?
鼓励隔膜行业发展政策鼓励隔膜行业发展
近年来,国家出台了一系列鼓励锂电池隔膜产业发展的政策。例如,《关于加快新能源储存发展的指导意见》和《新能源汽车废电力电池综合利用行业标准条件》为锂电池隔膜产业的发展创造了良好的政策环境。
在政策的推动下,新能源汽车轨道发展火爆。同时,在新能源汽车产业的推动下,锂电池需求增加,相关锂隔膜产业也获得了广泛的发展机遇和增长。
隔膜:锂电池四大核心材料之一
隔膜是锂电池结构中的关键内层组件之一,锂电池是四大核心材料之一。
在锂电池中,隔膜在将电池的正负极分开,以确保锂离子通过,阻碍电子传输。它是一种具有微孔结构的薄膜,具有防止电池过热的功能。隔膜的性能决定了电池的界面结构和内阻,影响了电池的容量和循环。
锂电池中,隔膜性能决定了锂离子电池的容量、循环性能、充放电电流密度等关键特性。隔膜应具有适当的厚度、离子透过率、孔径和孔隙率以及足够的化学稳定性、热稳定性、机械稳定性和安全性,因此,隔膜产品性能要求高,技术壁垒高。
另外,隔膜的成本不高,约占总成本4%。技术壁垒高,成本比例低,也在一定程度上加速了锂电池隔膜龙头的发展。
主流:涂装加工
锂电池未来的发展方向是提高安全性和能量密度。目前,主流的解决方案是涂覆隔膜基膜。根据基材的划分,目前大规模商用锂离子电池隔膜的生产材料主要是聚烯烃,主要包括聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)和聚乙烯(PE)三种复合材料。
其中,聚烯烃是锂离子电池隔膜的主要原料,具有良好的机械性能、化学稳定性和高温自闭性能;根据工艺划分,可分为干隔膜、湿隔膜和涂层隔膜。
干法工艺是将聚合物聚合物、添加剂等原料混合形成均匀熔体,在一定温度下拉伸形成狭缝微孔,热成型后制作微孔膜,主要包括干法单向拉伸和双向拉伸。
湿法工艺,又称相分离法,将液态烃与聚烯烃树脂混合加热,形成均匀的混合物,冷却相分离压制膜,然后将膜加热到熔点进行双向拉伸,用挥发性物质清洗残留溶剂制备相互连接的微孔膜。由于湿隔膜生产工艺复杂,适用于薄单层生产PE隔膜。
从产品本身的性能来看,湿法隔膜优于干法隔膜。主要体现以下几个方面:
(1)湿法隔膜厚度较薄,有利于提高电池能量密度;
(2)孔径小、均匀,能满足动力锂电池的大电流冲放要求;
(3)聚乙烯湿法隔膜的主要原料(PE)聚丙烯主要原料相对于干法隔膜(PP)具有较强的亲液性,能有效提高电导率。
然而,湿法隔膜的熔断温度低,耐热性差,高温收缩率高达极片外露可能是10%,需要缺陷是通过涂层工艺解决的。
涂层材料具有较高的耐温性,可防止隔膜整体热失控,耐高温180℃;当温度达到130℃时,无涂层PE隔膜的热收缩率在10%以上。隔膜的热收缩会接触正负极材料,导致电池短路。涂层隔膜的收缩率小于2%。此外,涂层材料可以提高隔膜的抗刺穿性,从而提高电池的安全性。
前景广阔,国内企业提供全球市场
海外制造商扩大生产和供应不足。其中日本隔膜企业普遍扩产缓慢,如旭化成:2020年,隔膜产能10亿平方米,以湿法为主。根据徐华成的计划,到2023年,产能将扩大到19亿平方米。整体产能规模三年翻一番,年均复合增长率约24%
韩国隔膜企业的扩产速度略高于日本企业,但增量有限。韩国锂电池隔膜企业主要是SK集团下面的SKIET。2021年,SK在全球锂电池隔膜市场占有3%的市场份额,居世界第八。到2021年底,SKIET总产能达到13.6亿平方米。公司目标是到2024年,隔膜产能达到27.3亿平方米,三年基本翻倍,年化复合增长率约26%,可能低于行业增长率。
由于日韩企业扩产速度赶不上下游需求增长,海外汽车企业和动力电池企业都来中国寻找隔膜供应商。随着国内主流隔膜企业产能的大幅扩大和全球供应步伐的加快,隔膜有望成为继负极和电解液之后实现全面出口的第三种锂电池中游材料。
一方面,国内隔膜行业具有规模优势,另一方面,与日韩企业相比,国内隔膜企业在客户响应方面具有规模优势, 性价比一般都有优势。
包括韩国领先的动力电池企业Northvolt化学,欧洲本土动力电池明星企业、Ultiumm是美国市场LG化学与通用合资企业成立的 Cells公司和海外汽车公司直接与恩杰签订了采购协议。
政策不断加大;技术壁垒高,龙头行业优势明显;此外,与海外厂商相比,国内厂商具有规模优势,发展前景广阔。在这个机会下,锂隔膜水龙头企业也在利用东风,加快自身的发展进程。
相关企业:
恩捷股份 002812.SZ
锂电池隔膜业务,2020年,公司收购苏州捷利和重庆纽米,扩大市场规模;2021年,公司与Celgard合作成立合资企业,进入干法隔膜领域。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,规模效应明显,成本优势领先,2022年产能达70亿㎡、交付能力45~50亿㎡,2023年,产能达到100亿㎡、65~70亿的交付能力㎡。
国内客户包括宁德时代、比亚迪、国轩、富能、力神等企业,海外客户包括松下,LGES、三星等。
星源材料 300568.SZ
公司专注于隔膜行业,主要生产和销售干法、湿法和涂层隔膜,是中国第一家实现大规模隔膜生产的制造商之一。 公司干法隔膜收入占2019年、2020年和2021年的42%、23%、17%的湿法和涂层隔膜业务比例不断提高。
市场优势突出。在国内市场,公司客户包括宁德时代、比亚迪、中创新航、国轩高科技、新旺达、蜂巢能源、亿威锂能、天津力神等企业;在国外市场,公司大规模供应三星SDILG化学、日本村田、SAFT等一线厂商。
中材科技 002080.SZ
公司主要从事风电叶片、玻璃纤维、锂电池隔膜三类业务。隔膜行业的主要载体是中材锂膜公司,成立于2016年,2019年8月,中材科技收购湖南中锂60%股权,2021年5月,为进一步发挥协同效益 资产整合南中锂。目前公司可生产5~20μ湿法隔膜及各种涂层隔膜产品。
公司主要覆盖宁德时代、比亚迪、亿纬锂能的主流锂电池客户市场Amperex Technology Limited、LGES等国家 内外领先的电池企业供货。
小结:锂电池隔膜龙头相继上市,背后的真相不仅仅是“双碳”在时代机遇的推动下,自身的技术壁垒也是如此推动了领先的发展进程。此外,海外厂商扩产不足,国内隔膜企业供应全球市场也在增加隔膜轨道。
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