1、證券研究報告 | 2021年12月03日 鋰電行業深度系列六:鋁塑膜鋰電行業深度系列六:鋁塑膜 軟包需求穩步提升軟包需求穩步提升 國產化前景可期國產化前景可期 行業研究 深度報告 電力設備新能源 鋰電池 投資評級:超配(維持評級) 投資建議 鋁塑膜行業資產輕回報高,工藝、原料和設備壁壘高 電池封裝材料鋁塑膜是由鋁箔、尼龍層、CPP(流延聚丙烯)構成的三層復合結構,在電池材料成本中占比10-20%。橫向對比鋰電材料各環節,鋁塑膜仍然依賴 進口,國內行業集中度最高,國產利潤率與負極&電解液持平、單位資本開支低、壁壘高、進口替代空間大。技術壁壘體現為:1)原料:原料決定了沖深、耐液 、壽命等多項關鍵
2、性能;鋁箔挺度純度等性能要求高;粘結劑成分復雜、配方保密,多需上下游協作研發。2)工藝:工藝水平決定批次間一致性、穩定性、產品 良率等,日韓企業先發具有know-how優勢并存在專利封鎖。3)設備:涂布機等核心設備精密度高,定制化周期長,研發難度大。 軟包鋰電加速滲透,百億市場揚帆起航 軟包電池能量密度、循環壽命、靈活性等方面具有綜合優勢,在消費電子領域滲透率已達80%以上。動力電池領域,歐洲超七成主流車型搭載軟包勢頭正盛;國 內孚能放量、小鵬蔚來等新晉軟包路線,滲透率觸底回升??次磥碥洶袌隹臻g廣闊:1)軟包體積能量密度高、安全性高負荷汽車發展需求;2)固態電池大勢 所趨,軟包疊片工藝&聚合
3、物電池經驗契合需求。我們預計2025年全球軟包電池出貨量638GWh,CAGR為34%,對應鋁塑膜需求6.9億平,市場規模近118億元 。 鋁塑膜供需失衡迎機遇,國內廠商國產替代分三步走 當前大日本印刷DNP/昭和/栗村占據全球七成份額,在技術客戶具備先發優勢。國內新綸收購T&T實現突破、紫江打破原料設備海外壟斷,替代步伐加速。我們 認為鋁塑膜國產替代正迎來新機遇:1)海外廠商鋁塑膜業務在集團多為非核心業務,我們預計2024年后隨著技術成熟,國內鋁塑膜廠有希望快速搶占份額。2) LG、SKI等電池廠受日韓貿易政策及成本影響,希望擴充供應商,提升議價能力和供應鏈控制力。3)國內遠景AESC、孚能
4、等軟包廠崛起迅速,本土軟包電池廠 崛起將帶動國產供應鏈發展。4)本土鋁塑膜領軍企業在產品性能已基本與海外持平,成本上低10%-20%,性價比優勢凸顯。短期來看國內鋁塑膜廠現在消費鋁 塑膜領域進口替代;中期有望伴隨比亞迪刀片電池放量快速發展;長期看本土廠商憑成本產能優勢實現動力電池領域的國產替代。 投資建議:我們推薦關注客戶實力領先的恩捷股份、福斯特等。1)恩捷股份:定增擴產2.8億平鋁塑膜年產能,遠期產能4億平,有望依靠客戶和技術優勢開 拓市場;2)福斯特:公司在2015年開始自主研發鋁塑膜項目,并在2018年實現中試產能。公司具備自主知識產權的鋁箔處理技術,目前鋁塑膜年產能2000 萬平,產
5、品主要供給于消費電池領域,規劃擴產至3000萬平,逐步拓展至動力電池及儲能領域。 風險提示:電動車銷量不及預期;全球軟包鋰電池需求低于預期;專利技術風險。 2 nXiXdYjZfUdWyQzRzRxP6McM9PoMqQnPnMlOoPtRiNoOoQbRpPxOxNnRtRNZnQtP 一、鋁塑膜介紹:軟包鋰電池關鍵封裝材料 鋁塑膜的構成及用途 鋁塑復合膜(簡稱鋁塑膜)是鋰離子電池專用封裝材料,常用于軟包電池和刀片電池中。單片電芯在組裝后密封在鋁塑膜當中,形成一個電池。鋁塑膜起到保護 內部電極、隔絕外界環境的作用。在軟包鋰電池中,鋁塑膜占總材料成本10-20%,僅次于正極材料和隔膜,目前技術
6、壁壘高、國產化率低。 黑膜(鋁塑膜)作為一個細分品類,主要由流延聚丙烯膜與黑色母粒(炭黑、助劑等)混煉流延制成,應用于蘋果電池及高端消費電子電池中。黑膜的優勢主要 有:1)使得印刷在鋁塑膜上的文字突顯性更佳;2)炭黑使得鋁塑膜外表面爽滑性提升,增強沖深性能;3)炭黑提高電池耐化性、延長壽命。鋼塑膜是將鋁塑 膜的鋁箔層更換為不銹鋼箔以及合金類箔等。鋼塑膜在耐穿刺、機械強度、耐磨損和耐腐蝕等性能上較鋁塑膜均有提升。 圖2:軟包鋰電池結構 資料來源:電池中國網,國信證券經濟研究所整理 圖1:2019年三元軟包鋰電池原料成本結構 資料來源: 新材料在線,國信證券經濟研究所整理 4 正極材料 30% 負
7、極材料 10% 電解液 7% 隔膜 25% 鋁塑膜 18% 其他 10% 圖4:2019年鋁塑膜生產成本結構 資料來源: GGII,國信證券經濟研究所整理 圖3:鋁塑膜結構示意圖 資料來源: 專利之星,國信證券經濟研究所整理 表1:鋁塑膜各結構作用及要求 資料來源:新材料在線,國信證券經濟研究所整理 鋁塑膜具體材料的性能要求 鋁塑膜由內部向外部分別為熱封層、鋁箔層、尼龍層,各層相互之間粘合而成。 熱封層一般由流延聚丙烯薄膜或聚丙烯薄膜組成,主要防止電解液泄漏腐蝕鋁箔、且能夠耐戳 穿。電芯脹氣主要就是熱封層與極耳粘合不良導致,故而其必須與金屬保持良好熱封粘結性。 鋁箔層主要由金屬鋁或鋁鐵合金構成
8、,其主要是通過與氧氣形成氧化膜,阻止水汽深入電芯內 部,同時其也是鋁塑膜沖深形變的主要結構。鋁箔層在鋁塑膜原材料中成本占比最高,達到 59%,在生產成本中占比35%。 尼龍層抗沖擊性能好、耐穿刺性能高,主要是保護鋁箔層不被劃傷。 粘合劑需要具備良好的耐電解液、耐高溫、熱老化、強粘結性能,并且不與電解液發生反應。 5 作用要求厚度 尼龍層 保護中間層鋁箔層不受劃傷,減少碰撞等外 力對電池的損傷。 抗沖擊性能好,耐穿刺性能好,耐熱及絕緣性 能好,耐摩擦性能好。材料一般為尼龍、PET。 1240m 鋁箔層 金屬 Al 在室溫下會與空氣反應生成氧化膜, 阻止水汽滲入從而保護電芯內部。鋁箔層也 是鋁塑膜
9、沖深形變的主要結構。 材料一般使用純鋁類或鋁-鐵類合金(軟質材)。 鋁箔厚度大于30m 時水蒸氣透過率才可能達到 0 g/。 3050m 熱封層 阻止泄露的電解液腐蝕鋁箔層。同時,軟包 電池失效的主要因素是電芯脹氣和漏液,而 這主要是由于極耳與聚丙烯薄膜(CPP)粘 合不良引起。 熱封層材料必須與金屬 Ni、Al 及極耳有良好的 熱封粘貼性,具有耐電解液、 絕緣性和耐戳穿 性能,能防止電極與鋰離子電池軟包裝材料之 間的短路。 20100m 粘合層粘結各層材料 較強的耐電解液性能,耐高溫&耐老化性能以及 強粘接性能,并且不能與電解液發生反應。材 料一般為無溶劑聚氨酯膠粘劑或無苯型聚氨酯 膠粘劑(
10、醇溶性或水性)等。 2-3m 外部外部 內部內部 制造費用及人 工 40.5% 壓延鋁箔 35.0% CPP 15.0% 尼龍 6.0% 粘結劑 3.5% 圖5:鋁塑膜生產工藝流程圖 資料來源:明冠新材公告,國信證券經濟研究所整理 鋁塑膜生產流程介紹 表面處理&涂布:鋁箔表面處理后傳送到涂膠工序,通過定量擠出涂布或定量微凹涂布方式將粘結劑均勻涂敷在基材上; 熱處理:完成膠粘劑涂布之后的基材經過烘箱進行充分干燥,完成粘結劑的流平、干燥、初步膠粘等工藝需求; 貼合:熱處理后的涂布膠粘劑與貼合基材進行低溫熱復合,有效避免熱法高溫冷熱擠壓貼合帶來的應力集中、樹脂結晶麻點等機械性能和外觀缺陷; 雙面處理
11、:單面復合后的鋁箔再重復上述涂布與貼合工藝,以完成另一面材料的復合; 熟化分切:復合后的成品,依膠粘劑自身特性需求采用熱風干燥設備進行熟化作業,完成后依客戶需求裁切成指定幅寬。 6 涂布基材(鋁箔或涂布基材(鋁箔或 復合第一面的鋁箔)復合第一面的鋁箔) 表面處理表面處理涂布涂布 自配膠粘自配膠粘 劑劑 烘烤烘烤熱處理熱處理 貼合貼合 貼合膜(尼龍膜、貼合膜(尼龍膜、 聚丙烯膜或聚丙烯膜或PETPET) 發送貼發送貼 合膜合膜 收卷收卷熟化熟化分切分切檢查檢查包裝入庫包裝入庫 第二次涂布第二次涂布 資料來源:新材料在線,國信證券經濟研究所整理 表2:鋁塑膜生產工藝對比 表3:2021年各型號鋁塑
12、膜應用領域及價格 資料來源:百川盈孚,國信證券經濟研究所整理 鋁塑膜的兩種生產工藝介紹:干法vs熱法 干法工藝:由昭和電工和索尼提出,其是將熱封層與鋁箔層直接粘結并壓合。該方法工藝簡單 ,產品防短路性能優異、沖深性能好,但耐電解液和抗水性較差,主要應用于高容量軟包消費 電池、動力電池中。 熱法工藝:由大日本印刷和尼桑公司共同開發,其使用改性聚乙烯MPP將鋁箔層與熱封層相 連接,然后通過緩慢升溫升壓的方式進行熱合成。該方法工藝流程簡單,產品耐電解液和抗水 性能良好,但沖深成型性能差、防短路性能差,主要應用在消費軟包電池中。國內明冠新材近 年來創新工藝,提出了干熱復合法,使得兩種方法的優勢均得以保
13、留。 不同厚度鋁塑膜應用領域、價格存在差異。根據厚度不同,鋁塑膜可分為86-88um、113- 123um、152-153um等多種。88um、133um分別應用于薄型化數碼電池、3C移動電池中 ,二者價格相差不大。152um主要應用于動力電池和儲能領域,其機械性能要求高、使用時 間要求長,價格較113um產品高20%-40%。此外,日韓進口的鋁塑膜較國產鋁塑膜價格也普 遍偏高,113um產品栗村化學價格比上海紫江、道明光學高10%-15%。 7 產品厚度主要應用領域國內價格(元/平米)日本廠商價格(元/平米) 88m薄型化數碼電池- 113m3C移動電池14-1825-27 152m動力電池
14、20-2728-33 干法熱法 工藝 鋁箔層與熱封層用粘合劑粘結后壓 合而成 鋁箔層和熱封層之間用改 性聚乙烯連接,而后升溫 升壓下熱合成 優點 沖深成型性能,防短路性能,外觀 (雜質、針孔少),裁切性能好, 工藝簡單,成本低 耐電解液和抗水性能優異, 工藝流程簡單,生產效率 高 缺點 耐電解液和抗水性能不及熱法;工 藝流程較復雜,操作難度大 沖深成型性能差,防短路 性能差,外觀差,裁切性 能差,設備要求高 應用 高能量密度消費電池,動力電池, 儲能電池 容量要求不高的消費類電 池 代表企業昭和電工、栗樹化學、道明光學大日本印刷、紫江企業 示意圖 尼龍層25um 粘結層2-3um 鋁箔層40u
15、m 粘結層2-3um CPP-40um 尼龍層25um 粘結層2-3um 鋁箔層40um MPP 10-15um CPP-30um 鋁塑膜產能投資特點:輕資產、利潤高、性能要求高 國產化程度顯著低于其他環節:2020年國產鋁塑膜出貨量僅占全球的25%,顯著低于四大主材。 行業集中度高:國內行業較為集中,2020年行業CR3為76%,CR5達92%,集中度顯著高于其他各環節。 頭部企業利潤率較高:頭部企業毛利率保持在30%左右(紫江企業),與負極材料和電解液(30%左右) 基本持平,低于隔膜(35%-50%左右),主要因為鋁塑膜技術難度大,市場集中度高,國產化率低。 投資回收期短:參照環節龍頭企
16、業近年來公布的項目來看,鋁塑膜單位GWh資本開支約為800萬元,頭部 企業鋁塑膜產能投資回收期在3-4年左右。 圖9:鋁塑膜毛利率處于鋰電材料較高水平 資料來源: 各公司公告、國信證券經濟研究所整理 圖8:鋁塑膜單位資本開支較低 資料來源: 各公司公告、國信證券經濟研究所整理;注:主要材料分別選取當 升、璞泰來、天賜、恩捷、明冠新材新建項目投資進行測算 圖7:2020年國內鋰電材料CR3和CR5 資料來源: GGII、國信證券經濟研究所整理 圖6:2020年全球鋰電主要材料出貨量占比 資料來源: GGII、國信證券經濟研究所整理 8 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70%
17、 80% 90% 100% 正極負極電解液隔膜鋁塑膜 中國日本韓國其他 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 正極負極電解液隔膜鋁塑膜 CR3CR5 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 20162017201820192020 當升科技(正極)璞泰來(負極) 恩捷股份(隔膜)天賜材料(電解液) 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 隔膜正極負極鋁塑膜電解液 單位產能投資額(億元/GWh,左軸) 投資回收期(年,右軸) 表4:鋁塑膜性
18、能要求高 資料來源:新材料在線,國信證券經濟研究所整理 鋁塑膜性能要求 鋁塑膜作為電池封裝材料,性能要求高。1)為防止水汽、氧氣進入電池內部發生反應,鋁塑膜需具備優異阻隔性;2)為防止內部化學反應,需有良好耐電 解液性;3)為防止成型過程中,電芯露點影響性能,需有優沖深性能;4)為阻礙電芯毛刺刺穿而造成短路,需具備耐穿刺性。5)此外,近年來鋰電池向著 輕薄化和小型化、大容量和高倍率的方向發展,前者要求鋁塑膜在具有極佳阻隔性同時向輕薄化發展,而后者要求具備更高的機械性能、長使用壽命。 9 性能具體要求 外觀良好不允許針刺、異物、粘結不均勻、氣泡、皺紋、臟物等缺陷。 極高的阻隔性 鋁塑膜包裹在電池
19、外部應當阻隔水汽、氧氣進入電池內部產生化學反應。電池級鋁塑膜要求比普通鋁塑膜的阻隔性高1000倍。水蒸汽透過量10-4g/m2.d;氧 氣透過量40u/15mm。 耐水泡性成品電池在常溫水沖浸泡二十天封口嚴密,不產生鼓氣現象。 耐穿刺性內膜能經受電芯周邊毛刺穿刺及熱封時金屬電極不與膜中間鋁箔短路。成品點狀腐蝕率和短路率2.5N、15mm。 耐高溫、絕緣性在170和3kg/cm2左右的壓力下熱封時,內膜中如果沒有耐高溫的絕緣層存在,金屬電極常常被壓到包裝鋁箔上,造成短路。 優異的沖壓成型性 要求沖壓成型性能優良,便于生產成型,并保障密封性。沖坑后四個邊角最薄處不小于原來50%的厚度、內層PP 層
20、厚度為6065微米。否則會造成電池成型 后有漏點,嚴重影響電池性能。 鋁塑膜核心壁壘體現在原材料、工藝和設備三個方面 鋁塑膜制備過程中,核心壁壘體現在原材料、工藝和設備三個方面;而其中工藝、原料是制約國內鋁塑膜發展的最主要因素: 原材料:決定鋁塑膜的沖深深度、耐電解液、耐高溫及使用壽命等關鍵性能。1)沖深性能主要受鋁箔耐折性、延展性等影響,需要高純度、高挺度的鋁箔 材料。2)粘結劑作為剝離強度的決定性成分,其需要根據電解液成分等因素,通過多種有機溶劑和樹脂制備而成,通常為鋁塑膜廠與粘結劑廠共同開發, 配方及工藝是核心商業機密。 國產鋁箔質量較差,粘結劑&CPP依賴進口。1)國產的鋁箔多采用水洗
21、除油和鉻酐鈍化處理,表面易與水中的氫發生反應導致氫脆,進而耐折度低,造成 沖深深度不佳。同時國內鋁箔表面處理工藝落后、污染大,會影響產品剝離強度。2)粘結劑成分復雜且配方多樣,國內廠商經驗不足,產品耐高溫和絕緣 性能差、耐酸性弱。3)中國是全球最大聚丙烯生產與消費國,產能占全球32%,但是研發能力不足、產品同質化嚴重,在海外專利壁壘保護下高端產品及 CPP多依賴進口。 工藝:日本昭和、DNP鋁塑膜業務起步早、經驗豐富,工藝上積累核心技術。鋁塑膜生產過程中需要使用4-7層復合材料,對基材和貼合進行改性和處理, 并對同一材料進行流延復合法、多層共擠法等加工處理,工藝要求高。如鋁箔表面處理工藝會影響
22、基材表面清潔度及表面張力,進而影響復合膜粘結強度; 昭和電工會CPP和尼龍層間增加特殊潤滑劑提高沖深性能。此外,鋁塑膜注重各批次之間的一致性、穩定性,以及良率,企業工藝水平積累至關重要。 熱法和干法工藝均由日本企業原創,國內企業在工藝方面會受到相關專利以及經驗限制,進而導致產品沖深性能、耐電解液、耐高溫等性能與世界一流水平 存在差距。 10 鋁塑膜核心壁壘體現在原材料、工藝和設備三個方面 設備:鋁塑膜設備主要包括鋁箔涂布機、干法復合機、雙面涂布機、熱法復合機、分切機、熟化設備等。其中涂布機等核心設備精密度要求高,生產壁壘 高。動力類鋁塑膜設備要求高,均為定制化精密設備,定制周期普遍在15個月以
23、上。 綜上,受限于原料、設備等問題,國產鋁塑膜在密封性、沖深性能、剝離強度方面仍存在不足,多用于中低端消費電子領域;而高端消費電子及動力電池 領域產品多以來海外企業。我們認為,國產鋁塑膜廠家的突破點應聚焦于工藝創新,規避專利壁壘并創新原料配方、甚至搶先布局固態電池用鋁塑膜等新 技術,以此實現彎道超車。 11 表5:國產鋁塑膜與海外差距 資料來源:知網-鋁塑膜:進口替代可期,國信證券經濟研究所整理 主要方面國產現有不足之處 工藝 原材料處理:壓延鋁箔處理時會產生雜志、形成孔隙,進而使得鋁塑膜易彎曲變形、沖殼易折斷;CPP與鋁箔層壓延或存在褶皺,進而使得產品直通率低。 膠粘劑配方方面技術積累少,易
24、出現鋁塑膜分層剝離現象。 設備工藝:參數設置經驗較小,產品可靠性、一致性難保障。 原材料 鋁箔:國產鋁箔產量占全球總量一半以上,但挺度不足、表面處理易發生氫脆,易產生氫脆現象,進而使得國產鋁箔耐折次數在3000-5000次,低于日本產品的 萬次以上耐折次數。 CPP/PP膜:PP配方壁壘較高,產品耐高溫、絕緣性較差;國內CPP多采用淋膜機淋涂,與高導熱鋁箔表面結合時,易彎曲、產生層狀結晶。 BOPA膜:尼龍層主要結構,國內產品主供消費電子領域鋁塑膜。 粘合層:鋁箔層與粘合層結合性能不佳,沖深性能較差。干法用粘合劑多依賴進口。 設備國產核心設備在生產精度等方面與海外仍存差距。 二、軟包滲透率穩步
25、提升 鋁塑膜需求旺盛 圖10:不同形狀電芯系統成組效率(%) 資料來源:GGII,國信證券經濟研究所整理 表6:各類型電池性能對比 資料來源: 北極星儲能網、鋰離子動力電池技術現狀及發展趨勢、國信證券經濟研究所整理 軟包電池具有優異的綜合性能 鋰離子電池根據外形和包裝材料可分為圓柱、方形、聚合物軟包三種,軟包鋰離子電池在能量密度、循環壽命、靈活性等方面具有綜合優勢: 安全性高:軟包鋁塑膜發生熱失控時,一般會脹氣釋放能量。而方形、圓柱電池等多采用硬殼包裝,熱量無法釋放情況下或引起爆炸。 內阻低、循環壽命高:軟包電池疊片式工藝等價于多極片并聯,內阻較其他形狀電池顯著下降,能夠明顯降低電池自耗電,并
26、且使得電池擁有了良好的循環 壽命和倍率特性。軟包電池每100次循環較鋁殼方形電池衰減少4%-7%。 電池容量大:軟包鋰電采用鋁塑膜后減少了結構件的應用,因而較鋼殼鋰電池減輕質量約40%。相同尺寸下,軟包電池較鋼殼電池容量提升10%-15%,較 鋁殼電池提升5%-10%。 設計靈活性高:厚度、形狀等可以根據客戶需求進行定制。 軟包電池在一致性、成組效率等方面存在不足,但短板在逐步補齊。軟包電池沒有剛性殼體防護,外部壓力易影響其電化學狀態,一致性較差。由于鋁塑膜強度 較低,因而需要加入一定的防護層,這使其成組效率低于方形電池。近年來軟包單體電芯容量提升、輕量化材料應用等進一步提高軟包電池成組效率。
27、根據奇瑞 新能源數據,其軟包成組效率有望達到80%左右。 13 65% 70% 65%65% 75% 70% 60% 62% 64% 66% 68% 70% 72% 74% 76% 圓柱電芯方形電芯軟包電芯 20182019 性能參數圓柱電池方形電池軟包電池 能量密度中中高;已有300Wh/kg以上的樣品 安全性 安全性低;鋼殼封裝,發生安 全問題時易發生爆炸。 安全性低;鋁殼或鋼殼封裝,發 生安全問題時易發生爆炸。 安全性高;發生安全問題時軟包會 鼓氣裂開而不會爆炸。 重量較重輕 輕;相同容量下,較鋼殼方形輕 40%,較鋁殼方形輕20% 標準化程度高低低 工藝要求低中高 充放電倍率多極耳焊接
28、,倍率性能低中高 優勢 設備和工藝成熟,生產效率高, 成本低、一致性好,單體力學 性能好 結構簡單,循環壽命長,生產效 率高,易形成規模效應,產品合 格率高 安全性好,容量高,重量輕,循環 壽命長,內阻小,散熱性好,設計 靈活 劣勢 成組能量效率低,充電功率不 足,循環壽命短 設計外觀固定,單體密度低,成 本較高,邊角處化學活性低長期 使用電池性能下降明顯,PACK散 熱效果較差 生產效率低,一致性差,成本高, 機械強度低 消費電子走向高容量&輕薄化,推動軟包電池滲透率提升 隨著手機、筆記本電腦等產品功能擴展、性能提升以及便攜化需求增加,下游客戶對于電池容量、靈活性以及循環壽命提出了更高要求,
29、而軟包憑借其性能優 勢實現了滲透率的快速提升。2020年手機/筆記本電腦/平板電腦用鋰電池中,軟包電池滲透率已達87.5%/88.2%/99.6%。根據EV Tank數據,2020年全球小 軟包鋰離子電池出貨量55.2億顆,同比+19%。我們預計,未來便攜化、輕薄化、高容量的需求將使得軟包電池滲透率不斷提升,進而帶動鋁塑膜需求增長。 圖13:全球小軟包鋰電池出貨量(百萬只) 資料來源: EV Tank,國信證券經濟研究所整理 圖12:全球筆記本電腦鋰離子電池類型占比 資料來源: Techno Systems Research、國信證券經濟研究所整理 圖11:全球手機鋰離子電池類型占比 資料來源
30、: Techno Systems Research、國信證券經濟研究所整理 14 50.78%40.37%31.45%19.76%7.74%3.84%2.25% 0% 20% 40% 60% 80% 100% 2015201620172018201920202021E 軟包方型圓柱型 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% 2015201620172018201920202021E 軟包方型 0.0% 5.0% 10.0% 15.0
31、% 20.0% 25.0% 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 20162017201820192020 2021E2022E2023E2024E2025E 出貨量(百萬只,左軸)YoY(%,右軸) 歐洲軟包勢頭正盛,國內未來前景廣闊 歐洲新能源車市場軟包電池勢頭正盛。歐洲新能源車發展早期由LG能源、SKI供應軟包電池,因而軟包 滲透率較高。據EV sales數據,2020年歐洲銷量前20的車型中,有15種搭載軟包電池。而這15種車型 總銷量占歐洲新能源車總銷量的47%。戴姆勒、福特、日產、現代起亞等車企均為其主流車型搭配軟包 電池,并且未來均傾向于采用軟包路線
32、。自2020年以來,歐洲各車企電動化進程不斷加速,戴姆勒、 大眾、通用、現代起亞等多與電池廠簽訂長單,鎖定軟包產能。 國內軟包滲透率低,未來前景廣闊。國內新能源車發展初期,方形電池成為國內主流技術路線。2020 年國內軟包電池裝機占比為5.7%,較2018年下降7.8個百分點;主要由于補貼政策退坡后,國內車企成 本敏感度提高,轉向其他技術路線。國內軟包動力電池廠產能有限,也是限制軟包發展的重要原因。 表7:主流軟包電池廠及其配套車型 資料來源:中國產業信息網,國信證券經濟研究所整理 圖15:國內軟包電池裝機占比情況 資料來源:起點鋰電,國信證券經濟研究所整理 圖14:2020年歐洲最暢銷的20
33、款車型中15款搭載軟包電池 資料來源: EV sales,國信證券經濟研究所整理;注:圖中深色標注車型均 搭載軟包電池,比例為該車型銷量占比。 15 0% 1% 2% 3% 4% 5% 6% 7% 8% Renault Zoe Tesla Model 3 大眾ID.3 現代Kona EV 奧迪Tron 大眾swa gene-Golf Nissan Leaf Peuguot-208 起亞Niro EV 奔馳Meredes A250e 沃爾沃XC40 Mitsubishi 大眾Passat GTE 寶馬330e 沃爾沃XC60T8 寶馬i3 福特Kuga PHEV 大眾e-up 奔馳Meredes
34、 Smart For two EV 軟包企業配套車企應用車型 LG能源 通用GM Chevrolet Volt、Bolt、Spark EV、 Cadiliac ELR 菲亞特克萊斯勒Pacifica 福特Focus Electric、EV 現代 Sonata Hybrid、Optima Hybrid、 Ioniq HV/EV 雷諾-日產Renault Twizy、Zoe、Fluence 大眾保時捷taycan、ID、奧迪e-tron 沃爾沃XC90 T8 Hybrid 戴姆勒smart for four electric drive 塔塔捷豹IPACE 遠景 AESC 日產 Leaf、e-NV
35、200、Fuga Hybrid、 Infiniti M、Cima Hybrid、Infinti M35h、Skyline Hybrid 馬自達Premacy Hydrogen RE Hybrid 雷諾Kangoo、Fluence 東風日產啟辰晨風 三菱Dignity SKI 現代Blueon 起亞Soul EV 戴姆勒 梅賽德斯奔馳SLS AMG E-cell、 EQC 北汽藍谷麥格納ARCFOX T 11.0% 13.0% 13.5% 9.0% 5.7% 7.6% 0% 2% 4% 6% 8% 10% 12% 14% 16% 201620172018201920202021H1 軟包電池裝機
36、占比(%) 高能量密度需求下,車企、動力電池廠加速軟包布局 高能量密度需求下軟包性能凸顯,車企、動力電池廠加速布局。從車企層面看,2021年蔚來開始選用軟包電池,小鵬搭載的電池也由圓柱轉向軟包。從電池 廠看,寧德時代自2018年起為日產供貨軟包;鐵鋰龍頭國軒高科2020年實現軟包電池量產;蜂巢能源在2021年推出其軟包HEV電池。軟包業務占比較大的 電池企業中遠期產能規劃也較為積極:孚能鎮江16GWh項目2020年底建成,產能逐步爬坡,并與吉利合資新建120GWh基地;遠景AESC規劃20GWh項目 預計2021年開始投產,遠期規劃超100GWh;萬向123遠期產能規劃近80GWh。 在下游需
37、求帶動下,2021年軟包電池各月裝機量同比均有明顯提升,上半年的滲透率已恢復至7.6%。 圖17:2021年前三季度國內動力電池裝機結構 資料來源:動力電池聯盟,GGII,國信證券經濟研究所整理 圖16:2020年國內軟包電池出貨前十大廠商 資料來源:起點鋰電,國信證券經濟研究所整理 16 孚能科技 20.0% 天津捷威 16.3% 寧德時代 12.6% 億緯鋰能 11.6% 多氟多 10.3% 盟固利 6.8% 萬向A123 6.2% 其他 16.2% 0% 20% 40% 60% 80% 100% 方形軟包圓柱 2025年軟包出貨有望達638GWh,鋁塑膜市場規模將至118億 看未來,我們
38、認為軟包電池憑借其高能量密度、高安全性優勢,滲透率有望穩步提升。 整車角度看,汽車對電池體積敏感性將進一步提高,安全性是關鍵?;厮輦鹘y燃油車發展歷程,增大車輛內部空間是長期趨勢。我們預計,隨著新能源車智 能化提高,為追求舒適和乘坐滿意度,內部空間擴容勢在必行。屆時體積更小、能量密度更高、且電池形狀可設計的軟包電池優勢更為顯著。此外,動力電 池安全性仍是首要考慮因素,而軟包電池安全性高的優勢也將推動其滲透率逐步提升。 電池層面看,固態電池大勢所趨、軟包形態更契合其要求。無機固態電解質膜相柔韌性相對較差,因此固態電池預計大多采用疊片工藝,而非圓柱封裝路線 。軟包一方面能量密度更高,另一方面具有較為
39、豐富的膠狀物質封裝經驗,更易于固態電池發展。隨著鋁塑膜國產化降本,軟包路線將更具性價比。 綜上,我們預計2025年全球軟包電池出貨量有望達到638GWh,2021-2025年CAGR為34%,我們測算,2025年全球鋁塑膜需求量有望達到6.9億平,2021- 2025年CAGR為32%,對應市場規模約為118億元。 17 圖19:全球鋁塑膜需求及市場規模(億平、億元) 資料來源:GGII、IDC、EV Tank,國信證券經濟研究所整理與測算 圖18:全球軟包電池裝機量及滲透率(GWh、%) 資料來源:GGII、IDC、EV Tank,國信證券經濟研究所整理與測算 0.3 0.3 0.4 0.4
40、 0.4 0.4 0.4 0 100 200 300 400 500 600 700 2018201920202021E2022E2023E2024E2025E 軟包電池裝機量(GWh,左軸)軟包電池滲透率(%,右軸) 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 2018201920202021E2022E2023E2024E2025E 鋁塑膜需求量(億平,左軸)鋁塑膜市場規模(億元,右軸) 2025年軟包出貨有望達638GWh,鋁塑膜市場規模將至118億 18 表8:2021-2025年鋁塑膜市
41、場需求及空間測算 資料來源:GGII、IDC、EV Tank,國信證券經濟研究所整理與測算 2018201920202021E2022E2023E2024E2025E 動力電池 裝機量(GWh)90.8108.8142.7300.8436.0631.4921.61293.4 軟包電池滲透率25.5%28.0%31.0%30.0%30.0%30.0%32.0%32.0% 軟包電池裝機量(GWh)23.130.544.290.3130.8189.4294.9413.9 單GWh所需鋁塑膜(萬平)100100100100100100100100 鋁塑膜需求(億平)0.230.300.440.901.
42、311.892.954.14 消費電子電池 裝機量(GWh)68.073.092.1110.2123.7138.9154.1170.8 軟包電池滲透率73%77%81%84%87%89%91%92% 軟包電池裝機量(GWh)49.656.574.792.6107.2123.3140.2157.4 單GWh所需鋁塑膜(萬平)130130130130130130130130 鋁塑膜需求(億平)0.650.730.971.201.391.601.822.05 二輪車&電動工具電池 裝機量(GWh)31.638.646.355.667.680.896.6114.3 軟包電池滲透率10%12%14%16
43、%18%21%23%25% 軟包電池裝機量(GWh)3.24.66.58.912.217.022.228.6 單GWh所需鋁塑膜(萬平)130130130130130130130130 鋁塑膜需求(億平)0.040.060.080.120.160.220.290.37 儲能電池 裝機量(GWh)11.417.627.039.156.782.3119.6174.0 軟包電池滲透率10%11%12%13%14%15%16%17% 軟包電池裝機量(GWh)1.11.93.25.17.912.319.129.6 單GWh所需鋁塑膜(萬平)100100100100100100100100 鋁塑膜需求(億
44、平)0.010.020.030.050.080.120.190.30 合計 全球電池裝機量(GWh)201.8238.0308.1508.4692.1951.61323.01804.6 軟包電池滲透率(%)38%39%42%39%37%36%36%35% 軟包電池裝機量(GWh)77.093.5128.7197.2259.3344.8481.5638.3 yoy21%38%53%31%33%40%33% 鋁塑膜需求量(億平)0.931.121.532.282.953.875.306.94 yoy20%37%49%30%31%37%31% 鋁塑膜價格(元/平)2423222120191817 鋁
45、塑膜市場規模(億元)22.325.733.747.859.073.595.4118.0 yoy15%31%42%23%25%30%24% 日韓企業先發優勢顯著 鋁塑膜行業的核心競爭要素在于技術和客戶: 1)技術:鋁塑膜原料要求高、生產工藝難度大,專利保護形成了較高的技術壁壘和準入門檻。在各工藝環節中,企業專有技術將對產品一致性、直通率有很大影 響,先發企業具有know-how優勢。 2)客戶:鋰電池作為安全產品對鋁塑膜性能要求高,下游認證周期較長,動力類產品一般需要18-24個月左右認證,供應商粘性大。 日韓企業多為膜類或印刷類企業工藝經驗豐富,部分企業具備原料自供能力,技術強產品優。同時其業
46、務布局早,深刻綁定下游客戶。 昭和電工:鋁塑膜原料自供的化工巨頭。昭和電工是電氣化學出身,其是日本最早實現樹脂和鋁產品國產化以及最大生產商之一。1997年公司與索尼聯合開發 出首代鋁塑膜,并通過不斷技術創新研發實現了干法和熱法兩種工藝。公司也將推出了多代鋁塑膜產品,實現沖深性能更深、厚度更低。昭和下設11個事業部 14個核心業務,涉及化學品、無機材料、鋁、電池材料等多領域。昭和各事業部原料供應、科技研發方面有益互動,鋁塑膜原料均由內部自供,品質得到高度 保障。昭和的CPP樹脂、鋁箔等原料甚至供應給DNP使用。 19 表9:昭和電工業務及發展戰略 資料來源:昭和電工官網,國信證券經濟研究所整理
47、類別業務定位細分業務主營產品及內容 基礎技術&材料業務 無機、有機及鋁產品處理平臺,為其他三類業務提 供創新和提升的技術平臺 陶瓷業務耐火材料、電容器用陶瓷 功能化學品業務 化妝品原料、電子材料用樹脂、高效液相色譜柱等先進個性化產 品 鋁業務鋁制部件材料及加工品 穩定盈利業務 保持業務穩定的盈利能力和優異的投資回報率,在 市場格局穩定下保持高競爭力 設備解決方案硬盤、SiC外延片 碳業務電煉鋼爐用黑鉛電極 工業氣體業務氧氣、氮氣、氬氣、壓縮氫氣、碳酸與干冰 石油化工業務乙烯、烯丙醇、NPAC、聚丙烯 電子材料業務鋁塑膜、稀土等 核心成長業務 在成長性市場搶占壓倒性優勢,以此保證集團未來 成長
48、電子業務半導體相關材料、LED等 汽車業務樹脂基汽車模組產品 新一代業務 有前景的市場中增長潛力大的業務,有望成為集團 未來發展新的支柱產業 生命科學業務再生醫學 三、海外企業布局領先 國產替代拐點將至 主要海外廠商介紹 大日本印刷DNP:包裝和薄膜產品工藝經驗豐富。DNP成立于1876年,在20世紀50-80年代公司相繼開發了薄膜包裝多款產品,并在薄膜生產和PP工藝等領 域積累豐富經驗。2001年公司與尼桑合作開發了主要用于汽車的鋁塑膜產品。公司憑借工藝積累開發出了熱法產品,耐液性能突出,并連續創新多代。 栗村化學:具備薄膜工藝經驗和原料供應優勢。公司成立于1973年早期聚焦于綜合包裝業務,
49、20世紀90年代開始布局薄膜產品,并在21世紀開發出鋁塑膜。 公司的優勢在于包裝業務膜產品工藝經驗豐富,可延伸至鋁塑膜生產,同時公司自產BOPP(雙向拉伸聚丙烯薄膜)和CPP(流延聚丙烯薄膜)、原料成本和 質量可控。從公開信息看栗村化學鋁塑膜業務在電子材料事業部中,近年來營收占比呈現穩中向下的態勢。 T&T:公司成立于2011年,由全球領先的印刷和半導體公司凸版印刷,聯合日本最大的包裝容器公司東洋制罐共同成立。憑借兩家母公司在包裝領域的復合 材料及涂層等技術的經驗積累,T&T在2014年全球鋁塑膜市占率為12%、位列全球第四。T&T早期具有干法和熱法兩種工藝生產能力,主要產品為113um、 1
50、15um等,廣泛應用于平板電腦、手機、移動電源等。 21 圖21:栗村化學營收結構(億元) 資料來源:栗村化學官網,國信證券經濟研究所整理 圖20:DNP營收結構及發展規劃 資料來源:DNP公告,國信證券經濟研究所整理;注:其鋁塑膜業務在生活和工業供應業務板塊 39% 29% 28% 14% 25% 31% 44% 45% 40% 3% 1%1% 0% 20% 40% 60% 80% 100% 20192022E2024E 信息通訊業務生活和工業供應業務電子業務飲料業務 0% 5% 10% 15% 20% 25% 30% 35% 40% 0.0 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0