隔膜是電解反應(yīng)時,用以將正負兩極分開防止在電解池中直接反應(yīng)損失能量的一層薄膜。
在鋰
電池的結(jié)構(gòu)中,隔膜是關(guān)鍵的內(nèi)層組件之一,它對鋰
電池的作用是非常重要的,一是可以給鋰電池提供安全保障,二是還能夠提供實現(xiàn)充放電功能、倍率性能的微孔通道。
鋰隔膜的生產(chǎn)具有較高的技術(shù)壁壘,其成本約占鋰離子電池成本的10%-20%,而毛利率則達到50%-60%,居于鋰電池四大主要材料中毛利率首位,因此鋰隔膜又被業(yè)內(nèi)認為是鋰離子電池產(chǎn)業(yè)鏈中最具投資價值的行業(yè)之一。
一、鋰隔膜產(chǎn)業(yè)鏈
鋰隔膜產(chǎn)業(yè)鏈較為簡單,上游涉及原料及輔料,中游鋰隔膜制造,下游主要對應(yīng)鋰電池消費。
具體來看,上游為乙烯、丙烯、對苯二甲酸、乙二醇等原材料制備而成的聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚酰亞胺(PI)、聚酰胺(PA)等聚合物。目前,我國聚乙烯正處于高端專用料產(chǎn)能不足的狀態(tài),主要依賴于從中東國家進口。聚丙烯的進口量較為穩(wěn)定,但國內(nèi)通用聚丙烯生產(chǎn)過剩,而高端聚丙烯進口依存度較高?傮w上,大部分主要原材料都基本依賴進口,因此原材料價格波動容易對鋰隔膜生產(chǎn)商的成本造成較大影響。
PE、PP、PI、PA聚合物再經(jīng)過不同的工藝制備便可以制得鋰隔膜產(chǎn)品。其中,鋰隔膜的生產(chǎn)成本主要來源于聚乙烯、聚丙烯、石蠟油和二氯甲烷,大體占比約52%。
鋰隔膜制備主要包括干法雙拉、干法單拉和濕法工藝三種技術(shù)路線。干法工藝隔膜以聚丙烯為原材料制備,濕法工藝隔膜則以聚乙烯為原材料制備。2016-2018年,干法隔膜需求分別為5.55億平米、5.56億平米、6.06億平米,而主要干法隔膜企業(yè)產(chǎn)能在2016年已經(jīng)達到7.2億平米,超出2018年需求。2016-2018年濕法隔膜需求分別為5.75平米、8.06平米、12.34億平米,但實際有效產(chǎn)能分別為4.7平米、8.5平米、13億平米,濕法隔膜2017年供需平衡,2018年供大于求。
由于濕法隔膜在短路率低、孔隙率和透氣性可控方面更優(yōu)于干法隔膜,因此導(dǎo)致市場上呈現(xiàn)以濕法工藝為主,干法工藝為輔的格局。目前,濕法+涂覆運用于三元動力電池取得的效果更是受到電池行業(yè)各大廠商們的追捧。
鋰隔膜制造還依賴相關(guān)設(shè)備。主要有收卷機、拉伸機、薄膜擠出系統(tǒng)、分切機以及熱處理機等。其中薄膜擠出系統(tǒng)、流延機、拉伸機合計占設(shè)備總價格比例的約72%。
鋰隔膜的用途主要來自動力電池、消費電池和儲能電池的需求,具體對應(yīng)新能源汽車、3C電子、儲能電站等領(lǐng)域。
目前,新能源汽車高速增長,2018年全球新能源汽車銷量超過200萬輛,其中我國新能源汽車銷量120萬輛,巨大的
電動車銷量帶動著鋰隔膜需求的大幅上升。
3C消費類電子產(chǎn)品,如手機、電腦筆記本、平板電腦以及相機等,過去受益消費電子需求的迅速發(fā)展,目前市場已經(jīng)進入成熟期,整體出貨量保持緩慢增長。據(jù)統(tǒng)計,2018年筆記本電腦出貨約1.6億臺,智能手機出貨約14億部,平板電腦出貨約1.7億臺,相機出貨約2000萬臺。
儲能電站主要用于風(fēng)電、光電、電網(wǎng)側(cè)儲能等大儲能以及通訊基站、家庭儲能為代表的小儲能。2018年我國儲能電池出貨約為5.6GWh,基本以大儲能為主,而小儲能現(xiàn)階段還處于導(dǎo)入期,對隔膜需求規(guī)模較小,但受5G顯著提速影響,未來發(fā)展?jié)摿薮蟆?/div>
二、鋰隔膜市場
鋰電池市場的應(yīng)用中,干法隔膜和濕法隔膜并存,但從全球鋰電池企業(yè)的選擇來看,近年來隨著三元鋰電池占比的提高,濕法隔膜產(chǎn)量的占比是穩(wěn)步提升的。2018年,全球鋰隔膜出貨量約53億平米。2018年中國鋰隔膜出貨量為20.2億平米,其中濕法隔膜產(chǎn)量達到13億平米,干法隔膜出貨量7億平米,合計占據(jù)了全球鋰隔膜38%的市場供應(yīng)。
過去幾年,鋰隔膜全球市場份額主要由被日本、美國、韓國主導(dǎo)。
2015年,美國企業(yè)Celgard被日本旭化成收購后,意味著美國退出了鋰隔膜市場。2017年,除中國外,全球鋰隔膜市場已經(jīng)皆為日韓企業(yè),占比超過50%。他們分別是日本的旭化成(收購了Celgard)、東燃(與東麗合建隔膜生產(chǎn)廠)、宇部和住友化學(xué),韓國SK創(chuàng)新、W-scope等。
過去幾年,中國依靠自主研發(fā)和技術(shù)積累逐漸成為鋰隔膜新軍
2009-2012年,我國共有37家隔膜廠商設(shè)立。在資本的助推下,我國隔膜產(chǎn)能與產(chǎn)量迎來爆發(fā)式增長,并逐步成為全球隔膜市場中重要的組成部分。例如,2016年星源材質(zhì)以1.2億平米的銷量摘得國內(nèi)干法隔膜銷量第一的桂冠。2018年,上海恩捷產(chǎn)能由2017年的3億平米快速上升到13億平米,超過了曾經(jīng)的濕法隔膜“老大”日本東麗。
然而,就目前來看,全球最好的鋰電池隔膜材料主要出自旭化成和東燃化學(xué)兩家日本公司。具體表現(xiàn)為我國目前鋰電池鋁塑膜市場有90%以上的份額受他們壟斷。雖然我國在鋰電池隔膜的干法工藝方面已邁入了世界第一方陣,但在濕法隔膜領(lǐng)域,國內(nèi)企業(yè)雖掌握方法,但整體仍難以與外國巨頭抗衡,并且核心生產(chǎn)設(shè)備還需依賴進口?傮w來說,與日本生產(chǎn)的鋰電池隔膜相比,在高端隔膜領(lǐng)域,我國的差距明顯,仍有部分依賴進口。
三、鋰隔膜國產(chǎn)化
鋰隔膜生產(chǎn)資金投入巨大,對工藝有著比較苛刻要求,因此需要長時間的研發(fā)和生產(chǎn)經(jīng)驗積累,這也是為什么其在我國鋰電池四大主材料中最后才能實現(xiàn)國產(chǎn)替代環(huán)節(jié)的原因。
2004年,新鄉(xiāng)格瑞恩公司第一條生產(chǎn)線調(diào)試成功并產(chǎn)出合格品開始,標志著我國隔膜行業(yè)正式起步。隨后,我國隔膜行業(yè)歷經(jīng)2010年前依賴進口,到2010-2017年自主研發(fā)進行技術(shù)積累,國產(chǎn)替代加速,再到2017年后國產(chǎn)化初步實現(xiàn)并高速發(fā)展。經(jīng)過十幾年的努力,在新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈的帶動下,我國隔膜行業(yè)日漸成熟,目前隔膜國產(chǎn)化率已達93%,其中干法隔膜已完全實現(xiàn)國產(chǎn)化。
然而,在隔膜國產(chǎn)化的過程也造成了國內(nèi)隔膜行業(yè)產(chǎn)能嚴重過剩的問題。
2015-2017年是我國隔膜行業(yè)的黃金時期,當時國內(nèi)需求快速增長,但產(chǎn)能不足導(dǎo)致隔膜單價高。隨著隔膜單價的不斷走高,電池企業(yè)成本壓力繼續(xù)加大,行業(yè)開始整體收緊,甚至部分壓力轉(zhuǎn)移至隔膜企業(yè)。并且在2017年,超過25條濕法隔膜產(chǎn)線在投產(chǎn),更是使得產(chǎn)能越來越充足。最終,2018年隔膜產(chǎn)能供給的嚴重過剩且再疊加新能源汽車補貼退坡的沖擊,隔膜價格遭受大幅下滑。
從2014第一季度到2020年2月中旬,我國濕法隔膜單價已經(jīng)從5.8元/平米具體降至5μm報價2.3-3.5元/平米,7μm報價1.3-2.1元/平米,9μm報價0.7-1.5元/平米,16μm報價1.1-1.8元/平米。干法單拉隔膜單價從3.7元/平米降至16μm報價1-1.2元/平米,20μm報價0.8-1元/平米,干法雙拉隔膜單價從3.2元/平米降至16μm報價0.9-1.6元平米,20μm報價0.7-1.5元/平米。
可以看到,資本涌入帶來的價格之爭早已讓國內(nèi)隔膜行業(yè)陷入“大混戰(zhàn)”,競爭越發(fā)加劇。據(jù)統(tǒng)計,2018年具備量產(chǎn)能力的隔膜企業(yè)數(shù)量已經(jīng)不到40家,2019年以來企業(yè)數(shù)量仍在縮減。但是,這也是好的一面。因為隨著行業(yè)洗牌催促落后產(chǎn)能的陸續(xù)退出,未來集中度會越來越高,隔膜行業(yè)將重新進入一個良性發(fā)展階段。
恩捷股份(002812):2018年完成上海恩捷90.8%股權(quán)收購成為國內(nèi)外優(yōu)質(zhì)鋰電龍頭企業(yè)的隔膜供應(yīng)商。2018年在我國濕法隔膜市場市占率達45%,在全球隔膜市場市占率達14%,位列全球第一。公司濕法鋰隔膜主要供應(yīng)全球主流鋰電池生產(chǎn)商,如松下,三星,LG化學(xué),以及占國內(nèi)鋰電池市場約76%市場份額的三家鋰電池生產(chǎn)企業(yè),如寧德時代、比亞迪、國軒。此外,還有包括孚能、力神在內(nèi)的其他超過20家的國內(nèi)鋰電池企業(yè)。
星源材質(zhì)(300568):干法隔膜龍頭,2008年打破日韓企業(yè)壟斷,生產(chǎn)出中國第一卷鋰隔膜。2018年在我國干法隔膜市場市占率就已經(jīng)接近30%,在海外,僅有celgard、宇部有大批量供應(yīng),但市場份額也逐漸被星源材質(zhì)等中資企業(yè)搶占。濕法隔膜方面,起步較國內(nèi)同行稍晚,但在經(jīng)過產(chǎn)線的不斷磨合調(diào)試,以合肥星源為代表的濕法隔膜產(chǎn)線已經(jīng)扭虧為盈。2019年上半年,濕法隔膜市占率達到了7%,進入了國內(nèi)前五。公司干法鋰隔膜主要供應(yīng)全球主流鋰電池生產(chǎn)商,如索尼、松下、三星、LG等,并在2019年也開始陸續(xù)給這些海外客戶批量供應(yīng)濕法隔膜。
(責(zé)任編輯:子蕊)
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