2022年锂电隔膜行业专题报告.docx

2022年锂电隔膜行业专题报告一、隔膜为四大主材之一，行业特征明显1.1隔膜为锂电池四大主材之一，可分为干法、湿法、涂覆三类隔膜、正极材料、负极材料和电解液是组成锂离子电池最重要的材料，隔膜作为锂电池四大主材之一，在锂电材料总成本占比4%左右。锂电池隔膜具有大量曲折贯通的微孔，能够保证电解质离子自由通过形成充放电回路，其主要功能是隔离正负极，防止电池短路，同时保证锂离子在充放电期间正常通过微孔通道以保证电池正常工作。隔膜的性能的优劣决定着锂离子电池的内阻、容量、循环性能、充放电电流密度等关键特性。目前商业化锂电池隔膜主要为聚乙烯（PE）隔膜、聚丙烯（PP）隔膜以及PE和PP复合多层微孔膜。PE隔膜强度高，加工范围宽；PP隔膜孔隙率、透气率、力学性能高。普通3C电池主要采用单层PE膜或单层PP膜；动力电池一般采用PE/PP双层膜、PP/PP双层膜或PP/PE/PP三层膜。然而，聚烯烃隔膜存在非常明显的缺点，热稳定性和对电解液的浸润性不足，使得对聚烯烃隔膜进行涂覆改性成为趋势方向。隔膜的生产工艺主要分为湿法和干法两类。锂离子电池隔膜生产工艺包括原材料配方和快速配方调整、微孔制备技术、成套设备自主设计等工艺。其中，微孔制备技术是锂离子电池隔膜制备工艺的核心，按照其工艺类型可以分为干法拉伸（单向和双向拉伸两种）和湿法工艺两类。隔膜中干法单向拉伸专利主要掌握在以美国Celgard公司、日本宇部为代表的国际厂商，湿法工艺最早由日本旭化成提出，专利主要掌握在以日本旭化成、东燃化学为代表的国际厂商。而经过多年努力，国内干法单向拉伸技术由星源材质2008年自主研发成功并取得了相应的专利技术；干法双向拉伸技术是我国中国科学院化学所研究自主开发的工艺。干法隔膜安全性高，且成本较低，因此大多应用于大型磷酸铁锂动力锂电池中；而湿法隔膜由于厚度更薄、孔隙率高，孔径的均匀性和透气率较高，相比干法隔膜在力学性能、透气性能和理化性能方面均具有一定优势，因此在重视能量密度的三元电池中应用更广泛。隔膜涂覆是在原有锂离子电池隔膜上面（包括干法湿法隔膜）以三氧化二铝和粘结剂以及去离子水混合搅拌为浆料，采用微凹版挤压涂布的方式来在基材隔膜上面做一层或者两面各一层的陶瓷面，厚度为2－4um。陶瓷隔膜新增了原膜的机械强度，使得电池耐高温、防穿刺、降低厚度方面表现出优异性能。同时不会影响透气性，保证了锂离子的流动，从而提高了安全性。通过涂覆加工处理，不仅可提升隔膜的热稳定性、改善其机械强度，防止隔膜收缩而导致的正负极大面积接触，还能提高隔膜的耐刺穿能力，防止电池长期循环工况下锂枝晶刺穿隔膜引发的短路。同时，涂覆工艺有利于增强隔膜的保液性和浸润性，从而延长电池循环寿命。涂覆材料可以分为无机和有机两种，无机材料主要有陶瓷（勃姆石、氧化铝），有机材料主要有PVDF、芳纶等，一般而言陶瓷相对较为便宜动力电池里运用较多，而芳纶价格较高，主要用于消费电子类。1.2隔膜行业：重资产、收率低、毛利高，产能和专利是竞争核心1.2.1特征之一：重资产、设备要求高锂电隔膜行业是典型的“重资产”行业，固定资产占比居于四大材料之首。锂电池所需四大材料分别为隔膜、正极、负极、电解液，分别取恩捷股份、星源材质、当升科技、璞泰来和天赐材料、容百科技为例，可以发现恩捷股份和星源材质的固定资产占比约为40%，远超其他材料行业。设备投资大、回本周期长。参考星源材质“高性能锂离子电池湿法隔膜及涂覆隔膜（一期、二期）项目”，公司总投资75亿元，硬件设备投资50.61亿元，硬件设备投资占比为67%，设备投入十分巨大。投资回收期方面，隔膜行业投资回收期较长，略高于正极行业，为8年左右。隔膜生产对生产设备选型要求较高，需要根据不同生产工艺定制设备产线，生产难度较大，生产设备、工艺不同能够直接影响隔膜的综合理化性能。目前，干法隔膜生产设备已经基本完成国产化，北京自动化研究所、桂林电科所和济南机械装备总厂等都可以供应，国外供应商有奥地利SML兰精机械等。而锂电池湿法隔膜生产设备复杂，主要依赖进口，世界上主要设备供应商有德国布鲁克纳、日本制钢所、日本东丽、韩国MASTER、韩国韩承、法国ESOPP等。头部隔膜厂商与设备厂商保持紧密联系，优质设备供应商产能被企业绑定。以恩捷股份为例，其主要设备供应商为日本制钢所，以2020年产能为例，其生产线产能约为每年15-20条产线（对应隔膜产能约15-20亿平米），每年可优先保证上海恩捷每年10-15条产线需求，剩余产能主要供应是日本东丽和日本旭化成，产能已经被上海恩捷锁定，其他隔膜厂商难以切入。而星源材质设备的主要供应商为德国布鲁克纳，2021年公司与其交易金额为1.3亿欧元，公司绑定了其部分产能，关系紧密。此外设备价格高昂，以公司2022年向布鲁克纳机械有限公司购买12条双向拉伸微孔电池