2021年铝塑膜行业研究(附下载)

 
点击 1回复 0 原帖 2021-12-07 11:16

 

铝塑膜是软包锂离子电池的外包装材料,电芯组装后用铝塑膜密封形成一个电池。

来源:天风证券 作者:孙潇雅

1.铝塑膜:百亿市场下的高ROIC锂电材料

1.1铝塑膜是软包电池外包装材料,拥有三明治结构,不同应用领域厚度有差别

铝塑膜是软包锂离子电池的外包装材料,电芯组装后用铝塑膜密封形成一个电池。由于电池内部有电解液存在,因此要求软包材料能够抵挡有机溶剂(电解液)的溶胀、溶解和吸收,同时保证氧气和水分的严格阻隔。

铝塑膜呈现三明治结构,由外阻层(尼龙层)+阻透层(铝箔)+热封层(CPP)组成。

铝塑膜按厚度可分为70μm以下、71~90μm、91~120μm和大于等于121μm四类。市场上常用的铝塑膜规格,动力领域常见有153μm;3C 领域的有88μm 和 113μm等。

1.2铝塑膜制造工艺可分为干法和热法,干法优势在于外观和冲深,热法在于耐电解液性强

铝塑膜主流制造工艺可分为干法和热法,干法对CPP要求更高。

干法:由铝箔和CPP直接用粘合剂复合,CPP无需经过高温二次结晶,故冲深性能(又叫冲压性,指金属经过冲压变型而不发生裂纹等缺陷的性能)和外观较好。但由于需要用粘合剂,电解液渗透性又强,容易腐蚀和溶胀CPP层并与粘合剂发生反应,故一般对CPP要求更高,需要有更好的阻隔性能。

热法:由铝箔和CPP之间用MPP粘结,在一定温度下热压合成,但由于长时间高温烘烤作用使Al脆化,导致冲深性能降低,但是耐电解液性强。

干热法产品性能逐渐趋同,均能满足下游需求。近年来随着工艺的不断改善,干法的耐电解液性增强,热法的冲深性能逐步提高。

1.3原材料成本占比近70%、制造费用占比25%,原材料中铝箔和CPP占大头

铝塑膜直接材料成本占比约70%,制造费用占比25%,是个比较容易发挥规模效应的细分赛道。

在材料中,铝箔和CPP是成本大头,具体比例受应用影响,一般而言动力类产品对CPP要求更高,故CPP成本占比会略高。(报告来源:未来智库)

1.4铝塑膜资产偏轻,投资回报率超50%+,为中游锂电材料之最

铝塑膜在锂电材料中属于资产较轻环节,换算到电池的单GWh投资仅高于电解液,低于其他材料。1平方米锂电铝塑膜固定资产投资约为6元,为横向对比,我们将其换算为1GWh电池所需材料投资:铝塑膜单GWh电池投资在600万元左右(三元正极在9000万元,铝箔和三元前驱体在5000万元,负极包含石墨化在3000万元,电解液不包含6F在200万元,基膜+涂覆在7000万元)。

从投资效果看,目前铝塑膜最优,ROIC达53%。我们以各材料行业头部企业为例,铝塑膜紫江在53%,远高于三元前驱体中伟26%,三元正极当升32%,负极璞泰来36%,隔膜恩捷40%。铜箔嘉元32%。

1.5铝塑膜下游是软包电池,其优势在安全性和单体能量密度,劣势在经济性差

根据封装形式的不同,锂电池可分为方形电池、软包电池和圆柱电池,主要区别在于壳体,方形和圆柱采用钢壳或者铝壳,软包采用铝塑膜。

软包电池的优势在于:1)高能量密度,三元软包单体能量密度在260wh/kg,三元方形单体在240wh/kg,三元圆柱单体在250wh/kg;2)安全性能好,发生安全问题只会鼓起但不会爆炸。

软包电池劣势在于:1)成组效率低,软包电池由于外包装较薄,在出现极端情况时容易被刺穿,因而在电池包环节需要加入金属防护层给予更多的保护,会带来成组效率不佳;2)成本高,如LGC供应的软包电池包2019年价格约为1.54元/Wh,同期宁德时代供应的三元方形电池包价格约为1.14元/Wh,松下供应的圆柱单体电芯价格约为0.96元/Wh。

1.6高能量密度+轻薄化的优势使得软包电池在3C消费市场大放异彩

3C电子产品如手机、平板电脑等逐渐向智能化、轻量化、小型化趋势发展,软包电池相比于方形和圆柱形电池的优势在于高能量密度、更轻薄、外形灵活,更符合消费电子需求,而其成本高的劣势对于对价格敏感性不高的消费电子来说不是问题。

目前软包电池在3C消费市场的渗透率高达80%,我们认为随着新消费电子如TWS、智能音箱的发展,有望提升至90%。2014-2017年软包锂电池的渗透率快速提升至70%,随着3C消费电子市场日渐成熟,渗透率增速放缓,截至2020年全球消费锂电市场规模为92.1GWh,软包锂电渗透率为81.1%,未来随着5G持续发力,新消费电子如TWS、智能音箱等成为增长动力。

1.7在海外动力市场,软包是LGC、SKI主流路线,颇受欧洲车企欢迎

从电池厂看,海外LGC、SKI以软包为主,松下以圆柱为主,SKI以方形为主。

从车企看,欧洲市场更偏好软包电池。据OFweek锂电网显示,2019年全球销量排行前十的新能源乘用车中,软包电池配套上升至4款。2020年欧洲销量排前20名的电动车中,其中有15款采用的是软包电池,包括戴姆勒、日产、雷诺、大众、现代、奥迪、沃尔沃等企业均有软包电池的车型。

从装机占比看,软包电池在国内份额在个位数,2021H1国内电池厂软包装机3.5GWh,占比在8%。装机绝对值和占比均较低。软包电池在国内份额较低系宁德、比亚迪等此前多采用方形电池路线,采用软包路线的电池厂如孚能、万向、远景等尚未起量。

1.8我们预计铝塑膜21年市场空间在66亿元,25年达147亿元,CAGR=22%

我们预计21年全球铝塑膜需求量在2.6亿平,25年达8.2亿平,CAGR=33%,21年市场空间在66亿元。25年达147亿元,

CAGR=22%。具体假设如下:

渗透率:动力渗透率依赖电池厂使用软包比例测算,宁德2%,松下、三星0%,LGC排除南京特斯拉在80%-85%,SKI 100%,其他30%左右。

用量:动力及其他电池单GWh用量在100万平,消费因体积较小用量较大在150万平。

单价:假设今年均价在25元(海外占比较高),25年降至18元/平,复合降幅在9%。

2.国产替代是核心逻辑

2.1铝塑膜70-80%的市场份额被海外企业占据,国产替代空间大

目前日本DNP在全球份额约50%,其次为昭和电工和栗村化学,份额分别在12%、11%,三家海外企业合计占据了73%的市场份额。此外新纶科技系收购日本凸版印刷铝塑膜业务而来,技术来源也是海外,即海外企业占据83%的份额。(报告来源:未来智库)

从全球铝塑膜市场空间看,21年66亿元,25年147亿元,4年CAGR仅22%,但若从国产企业国产替代看则空间大,我们预计21年国内企业份额在30%,对25年份额测算如下:

乐观:25年国产80%份额,对应国内厂商市场空间118亿元,CAGR=56%。

中性:25年国产70%份额,对应国内厂商市场空间103亿元,CAGR=51%。

悲观:25年国产60%份额,对应国内厂商市场空间88亿元,CAGR=45%。

2.2CTP+铝塑膜趋势开启,兼具高能量密度、高安全性

比亚迪在今年1月份DMI的发布会上宣布:其DMI车型上开始使用软包磷酸铁锂(又称小刀片),采用二次密封技术,即电芯采用软包(铝塑膜)封装,刀片电池采用硬铝外壳封装,我们认为铝塑膜优势如下:

提能量密度:软包电池是三种电池形状路线中能量密度最高的,故采用此种方案在一定程度上可提升电池系统的能量密度。

提安全性:软包电芯在出问题时只会鼓起,不会爆炸故电芯采用铝塑膜封装,安全性能更好。

降成本:以目前的秦PLUS DMI(软包铝塑膜+刀片硬铝外壳)方案和混动用LFP电芯(传统方案)结构件/铝塑膜成本对比:1)铝塑膜方案成本=8.3kwh(单车带电)*1(单kwh耗用铝塑膜)*20元/平+100*2.5(一对极耳)=416元,度电成本在50元/kwh=416/8,3;2)传统方案成本=(盖板5+铝壳4+其他结构件1)*100=1000元,度电成本在120元/kwh,可以看出软包铝塑膜方案较传统方案电芯度电成本下降70元,经济性较强。

2.3供应链安全+日韩企业扩产不激进,无法满足动力+高端消费需求

目前,铝塑膜市场多被海外企业占据(加上收购日式企业铝塑膜业务的新纶,海外企业占据83%的份额),特别动力和高端消费市场,随着全球电动车市场的高增,加之日式企业扩产相对保守,或为国产铝塑膜企业带来替代机会。我们预计全球动力+ATL 22、23年需求在2.1、3.1亿平(目前基本采用进口铝塑膜),而海外三家企业合计产能在2.2、2.3亿平,22年紧平衡,23年存在缺口。

2.4满足电池厂降本需求,国产铝塑膜价格低于进口20%-30%

目前,进口铝塑膜价格高出国产价格20%-30%,具体原因如下:

原材料依赖进口,进口CPP价格高昂。此前铝塑膜从材料到工艺到设备均依赖海外进口,随着国内铝塑膜的发展,目前已基本实现设备以及原材料中铝箔、尼龙的国产替代,但CPP原料进口依赖度仍然较大,特别是许多干法企业动力铝塑膜用CPP。

日韩企业产销链条长,在国内销售依赖经销商。为防止技术泄露,日韩企业均没有在中国设厂,而是通过代销的方式,产销链条加长,导致成本一直居高不下。据GGII统计, 昭和铝塑膜的代理商数量最多,有25家,其次是DNP有5家。其中,由于昭和电工代理商数量多,导致以次充好的现象时有发生。

目前国产铝塑膜价格低于进口20%-30%,可降低度电成本8.5元/kwh,降本1%,未来随着国产铝塑膜规模的扩大,铝塑膜价格有望进一步下探,进而降低动力电池成本。


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