锂电隔膜行业专题报告：湿法路线确立，全球隔膜需求高景气.pdf

最近一年行业指数走势 -15%-7%0%7%15%22%29%37%2019-06 2019-10 2020-02电气设备 上证指数 深证成指行业专题报告 投资评级 :增持 (维持 ) 表 1：重点公司投资评级 代码 公司 总市值（亿元） 收盘价（ 06.23） EPS（元） PE 投资评级 2019A 2020E 2021E 2019A 2020E 2021E 002812 恩捷股份 531.22 65.96 1.06 1.49 2.12 47.86 43.62 30.11 买入 2020 年 06 月 23 日 锂电隔膜行业专题报告 电气设备 投资要点： 隔膜 是锂离子电池中的关键环节 ，湿法 隔膜 路线 格局基本确立 隔膜是锂离子电池中的关键环节 ， 其性能的优劣对锂电池的轻量化和安全性至关重要 。 湿法隔膜比干法隔膜在力学、透气和理化性能 等 方面均具有一定优势，涂覆后可以大幅提升热稳定性，总体来说湿法涂覆隔膜具有明显的性能优势。 2019年湿法隔膜出货量 19.9亿平米，同比增长 51.2%，占隔膜总出货量 比例达 72.6%。 随着高能密度电池的推广应用，湿法隔膜 路线的格局已基本确立 。 电动化浪潮下动力电池需求爆发， 全球 锂电隔膜 需求向好 欧盟 实施 最严碳排放政策倒逼转型电动化 ， 同时 欧洲国家 大幅 提高补贴额度， 全球主流车企的电动新车型在 未来几 年将迎来投放周期 ； 国内 政策落地 ，叠加国产特斯拉和合资车企放量， 疫情影响消退后 2020年 下半年 开始行业有望继续快速增长，全球动力电池行业即将爆发。 受益下游 高景气，动力电池隔膜需求增长， 我们测算 2020-2022 年动力电池隔膜需求有望达到 27.47、 39.75、 50.92 亿平方米，同比增长 50.12%、 44.68%、 28.10%。 隔膜进入小幅降价区间， 未来有望充分受益原材料成本下降 2018 年以前行业价格整体降幅较大， 2018 年来价格进入每年窄幅下降的通道中。 2019 年隔膜降价 25-30%，目前湿法基膜半成品价格 1.4-1.6元 /平；由于行业新产能释放， 2020 年隔膜降价幅度预计为 10-15%。 隔膜成本构成清晰，原材料成本占比较大。 聚乙烯 作为主要原材料 ，行业整体价格呈现波动下行趋势 ，同时 上游 原油价格下降， 下游聚乙烯价格有望继续下行 。 未来 隔膜成本有望充分受益原材料价格下降。 投资建议 ： 关注全球湿法隔膜龙头恩捷股份 隔膜 行业 高景气， 建议关注 恩捷股份 ： 公司在整个隔膜市场的市占率超过 29%，如果仅考虑湿法隔膜在动力电池市场的应用，市占率超过 50%，公司已经是全球出货量最大的锂电池隔膜供应商。 公司产能规模全球第一， 行业降价形势下 仍有 50%毛利率，在全行业处于领先优势。 未来有望凭借技术、成本、规模和客户等方面的优势，在动力和消费类锂电领域并举， 持续 提升 全球 市场份额。 风险提示： （ 1） 全球新能源汽车销量不及预期； （ 2） 行业产能投产进度不及预期；产品价格下跌幅度超出预期 等。 行业研究 财通证券研究所 湿法 路线确立，全球 隔膜需求 高景气 请阅读 最后一页的重要声明 以才聚财 ，财通天下 证券研究报告 联系 信息 龚斯闻 分析师 SAC 证书编号： S0160518050001 gswctsec 021-68592229 林煜 联系人 linyuctsec 021-68592290 付正浩 联系人 fuzhenghaoctsec 021-68592272 周淼顺 联系人 zhoumsctsec 021-68592219 相关报告 1 锂电渐入佳境需求向好，光伏抢装产业链价格趋稳 :电新产业链价格跟踪简报 2020-06-19 2 5 月新能源汽车销量继续回暖，光伏需求继续回暖 :电新行业周报 2020-06-19 3 德国加码电动车刺激政策，光伏需求逐步回暖 :电新行业周报 2020-06-10 数据来源： Wind,财通证券研究所 谨请参阅尾页重要声明及 财通 证券股票和行业评级标准 2 证券研究报告 行业专题报告 内容目录 1、 隔膜是锂电池关键材料，未来市场空间广阔 .4 1.1 隔膜是动力电池的关键材料，技术高筑就行业壁垒 . 4 1.2 湿法隔膜稳定性好，未来趋势确立 . 9 2、 电动化浪潮下动力电池需 求爆发，锂电隔膜市场广阔 .11 2.1 全球新能源汽车市场高速发展，新一波产品周期特斯拉引领衔 . 11 2.2 动力电池装机增长态势稳定，行业需求爆发 . 14 2.3 锂电隔膜出货量快速增长，湿法隔膜占比不断提升 . 15 3、 隔膜价 格进入稳定区间，原材料成本有望继续下降 .17 3.1 隔膜行业壁垒高： 技术工艺难、资金投入大、认证周期长 . 17 3.2 隔膜价格已进入稳定区间，未来降幅变小 . 19 3.3 聚乙烯价格持续下降，原材料成本端有望受益 . 19 4、 湿法隔膜产能快速提升，全球动力类隔膜需求向好 .21 4.1 湿法隔膜 格局确立，行业产能快速提升 . 21 4.2 欧洲市场有望迎来爆发，全球动力类隔膜需求向好 . 22 5、 投资建议：恩捷股份 全球锂电隔膜龙头 .22 6、 风险提示： .23 图表目录 图 1：锂电池产业链 .4 图 2：锂离子电池结构 .4 图 3：隔膜在锂电池充放电过程中起关键作用 .4 图 4：干法隔膜工艺流程 .5 图 5：湿法隔膜工艺流程 .6 图 6：湿法隔膜经过涂覆后形成综合性能更优异的涂布膜 .7 图 7：新能源领域将成为未来动力类锂电池的重要应用领域 .10 图 8： 三元电 池需求占比快速提升 .10 图 9：湿法隔膜渗透率不断攀升 .11 图 10： 全球新能源车市场销量及同比增速 .11 图 11： 2019 年全球新能源乘用车销量排名 TOP20 .12 图 12： 2014-2020E Tesla在中国的销量（辆） .13 图 13： 2014-2019 Tesla在中国的营收（百万元） .13 图 14：全球动力电池出货量及未来需求预计 .15 图 15：中国动力电池出货量 .15 图 16： 2014-2019 年国内锂电隔膜出货量情况 .15 图 17： 2014-2019 年干法湿法隔膜占比变化情况 .16 图 18： 国内湿法隔膜前 4厂商集中度持续提升 .17 图 19： 2019 年隔膜行业格局（万平） .17 图 20：生产设备主要依赖进口 .18 图 21：生产设备价格昂贵 .18 图 22：中国锂电池隔膜历年均价（元 /平米） .19 图 23：上海恩捷营业成本构成 .19 图 24：星源材质营业成本构成 .19 图 25：主要原材料聚乙烯价格走势（美元 /吨） .20 图 26：原油价格走势（美元 /吨） .20 谨请参阅尾页重要声明及 财通 证券股票和行业评级标准 3 证券研究报告 行业专题报告 表 1：锂电池隔膜所需性能要求 .5 表 2：三种隔膜的优缺点对比 .7 表 3：国内隔膜企业盈利对比 .8 表 4：国内隔膜产业发展历程 .9 表 5： 2018 和 2019 年全球电动车销量 TOP5（万辆） .13 表 6： 全球主流车企电动化进程规划 .14 表 7：锂电池隔膜技术壁垒高 .17 表 8： 国内隔膜企业产能规划（亿平） .21 表 9： 2020-2022 年全球锂电池隔膜需求预测 .22 谨请参阅尾页重要声明及 财通 证券股票和行业评级标准 4 证券研究报告 行业专题报告 1、 隔膜是锂电池关键材料，未来市场空间广阔 1.1 隔膜是动力电池的关键材料，技术高筑 就 行业壁垒 隔膜是锂离子电池中的关键环节。 锂离子电池是现代高性能电池的代表，由正极材料、负极材料、隔膜、电解液四个主要部分组成。隔膜是一种具有微孔结构的薄膜，是锂离子电池产业链中最具技术壁垒的关键内层组件，在动力电池中成本占比约为 10%-20%。隔膜在锂电池中主要起到隔绝正负极防止短路并提供微通道支持锂离子迁移的作用，对电池安全性、倍率性能和循环性能影响关键。 图 1： 锂电池产业链 数据来源： GGII， 财通证券研究所 图 2： 锂离子电池结构 图 3： 隔膜在锂电池充放电过程中起关键作用 数据来源： 金冠电气公告， 财通证券研究所 数据来源： RSC， 财通证券研究所 谨请参阅尾页重要声明及 财通 证券股票和行业评级标准 5 证券研究报告 行业专题报告 锂电池隔膜生产工艺复杂、技术壁垒高。 高性能锂电池需要隔膜具有厚度均匀性以及优良的力学性能（包括拉伸强度和抗穿刺强度）、透气性能、理化性能（包括润湿性、化学稳定性、热稳定性、安全性）。隔膜的优异与否直接影响锂电池的容量、循环能力以及安全性能等特性，性能优异的隔膜对提高电池的综合性能具有重要的作用。锂电池隔膜具有的诸多特性以及其性能指标的难以兼顾决定了其生产工艺技术壁垒高、研发难度大。 表 1： 锂电池隔膜所需性能要求 隔膜性能要求 该性能对锂电池性能的作用 电子绝缘性 保证电池正负极的机械隔离 足够的化学和电化学稳定性 保证隔膜不被电解质腐蚀 均匀的孔径和孔隙率 保证内部高电导率 足够的力学强度 保证穿刺、拉伸强度的前提下尽可能减小隔膜厚度 适合的表面张力 保证对电解液的浸润性 空间稳定性和平稳性 保证电池性能稳定 热稳定性和自动关断保护性 保证锂电池安全性 数据来源： 公开信息整理， 财通证券研究所 不同隔膜工艺在选材、厚度、微孔数量等性能上都有较大差异。 隔膜基膜制造根据微孔成孔机理主要分干法和湿法两种，其中干法可分为单拉、双拉两种，湿法按照拉伸取向是否同时可以分为异步、同步两种，同步法很均匀适合做消费电池，而异步法良品率高适合做动力电池 。 干法隔膜通过拉伸造孔。 干法工艺将高分子聚合物、添加剂等原材料混合，制成均匀熔体挤出，在拉伸应力下，形成片晶结构，热处理后获得硬弹性的聚合物薄膜，之后在一定的温度下再次拉伸，形成微孔，热定型后制得微孔膜。干法单拉工艺主要在美国 Celgard、日本 UBE手中，发展十分成熟。干法双拉工艺由我国中科院化学所研制，并由中科科技实现 产业化， 2001年化学所将双拉海外专利转让给 Celgard，使其成为干法隔膜的集大成者， 2015年被日本旭化成公司收购。 图 4： 干法 隔膜 工艺流程 谨请参阅尾页重要声明及 财通 证券股票和行业评级标准 6 证券研究报告 行业专题报告 数据来源： 金冠电气公司公告， 财通证券研究所 湿法隔膜通过萃取增塑剂造孔。 湿法工艺采用热致相分离原理，将增塑剂与聚烯烃树脂混合，熔融混合物降温过程中发生固液相 /液液相分离，压制膜片并加热至接近熔点温度后，拉伸使分子链取向一致，保温并用易挥发溶剂（二氯甲烷 /三氯乙烯）将增塑剂从薄膜中萃取出来，进而制得隔膜。 湿法隔膜目前占了主流，因其可以做的更薄，使电池能力密度更高，因而被大电池厂商如三洋、索尼、松下、万胜等采用。湿法隔膜的代表公司主要是日本旭化成、东丽东燃、韩国 SKI、上海恩捷等。 图 5： 湿法隔膜工艺流程 数据来源： 金冠电气公司公告， 财通证券研究所 干法湿法工艺并存，湿法优势凸显。 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诸多工艺。其中，微孔制备技术是锂电池隔膜制备工艺的核心，目前商业化应用中主要是以聚乙烯（ PE）和聚丙烯（ PP）为主的微孔聚烯烃隔膜，按工艺可分为干法（基材以 PP为主）和湿法（基材以 PE为主）隔膜。目前干法工艺主要包括干法单向拉伸和双向拉伸两种工艺。相对于干法工艺，湿法工艺技术制备的隔膜微孔分布均匀性好，孔隙率高，亲液性好，谨请参阅尾页重要声明及 财通 证券股票和行业评级标准 7 证券研究报告 行业专题报告 内阻较低；同时闭孔温度低，双向拉伸强度高，可以制备较薄的隔膜（目前应用于动力电池的湿法隔膜普遍为 9-12um，而干法为 12-16um），契合锂电池提升能量密度的趋势。但由于 PE基材熔点较 PP基材低，热收缩性较干法隔膜差，厚度较薄情况下穿刺强度较差，难以直接应用于动力电池。 表 2： 三种隔膜的优缺点对比 项目 干法单拉 干法双拉 湿法隔膜 成孔均匀性 纵向拉伸强度 横向拉伸强度 纵向热收缩 横向热收缩 物性一致性 成本 综合评价 数据来源： 沧州明珠湿法隔膜及涂布技术的最新进展， 财通证券研究所 湿法隔膜除热强度外优势明显。 湿法隔膜在厚度上可达 5-7 m，符合锂电池高能量、轻量化发展趋势。但对于高能量密度的动力电池来说，厚度太低的薄膜会带来更高的安全风险。经涂覆后，薄膜的穿刺强度、和耐热性都有显著改善，破膜温度从 120 提升至 160 乃至 400 ，热收缩率从 120 的 3.4%以上提升至 130的 2%乃至 150度的 3%以内，从而缓解动力电池快充放热，隔膜热收缩造成电池正负极接触、燃烧、爆炸的安全问题。 经涂覆后完全契合三元正极锂电池。 由于聚烯烃大分子链的存在，无涂覆隔膜表面为低的表面能，对电解液亲和性差。而涂覆材料，如陶瓷，主要 成分为超细氧化铝，其具有较大的比表面积，且为多孔结构，有利于与电解液之间的亲和，能增加隔膜与电解液的接触面，吸液率从 116%增加至 190%，提升电容量，电池在反复充放电过程中保持良好电性能。涂覆后的湿法隔膜大大提高了隔膜的穿刺强度，提高电池安全性，亦使薄膜显示出更好的电解液亲润性，吸液率从 116%提升至 190%以上，促进电池循环性能，大幅度提高了电池使用寿命。综合来看，湿法涂覆隔膜相对于干法隔膜，具有更好的孔径均匀度、孔隙率和透气度。相对于湿法隔膜，显著提升了其热稳定性、穿刺强度和热稳定性，是综合性能与安全 性的新型隔膜材料，成为三元材料电池隔膜的不二之选。 图 6： 湿法隔膜经过涂覆后形成综合性能更优异的涂布膜 谨请参阅尾页重要声明及 财通 证券股票和行业评级标准 8 证券研究报告 行业专题报告 数据来源： 公开资料整理， 财通证券研究所 目前湿法隔膜行业存在整体上的产能过剩。 从 供给端 看，国内 10家主要隔膜企业2018年有效产能达 24.2亿平方米。从 需求端 看，假设 1Gwh对应隔膜需求 1500万平方米，母卷到装机效率 60%。 2018全年动力电池装机总量为 56.89GWh，则隔膜总有效产能需求约 5亿平方米。海外动力电池隔膜产能需求基本一致，全球消费电池需求也基本在该量级，则 2018年全球产能需求约 15亿平方米。供需对比下可发现，目前湿法隔膜行业存在整体上的产能过剩，行业平均产能利用率仅约 60%。隔膜产业发展至目前阶段，产能释放已快于需求增速，则行业产能利用率中枢将持续下滑，并由此使得隔膜价格持续下滑。在此背景下，行业盈利能力受压明显，并且出现了明显的两级分化，主 要表现为一方面龙头企业保持较好的盈利能力，而另一方面后续企业盈利却大幅下滑甚至出现亏损。 表 3： 国内隔膜企业盈利对比 2017 2018 2019 谨请参阅尾页重要声明及 财通 证券股票和行业评级标准 9 证券研究报告 行业专题报告 毛利率 净利率 毛利率 净利率 毛利率 净利率 上海恩捷 66.3% 43.4% 66.0% 48.0% 59.7% 44.3% 星源材质 51.9% 16.9% 48.3% 34.7% 41.8% 21.7% 湖南中锂 （被中材科技收购） 60.1% 13.2% -126.2% 21.9% 中材 科技 -314.2% -80.9% 13.5% 苏州捷力 （被恩捷股份收购） 29.6% -0.5% 30.5% -24.1% 24.9% -6.2% 辽源鸿图 55.8% 26.5% 56.5% 27.1% 26.6% -29.5% 沧州明珠 47.8% 30.1% -5.7% -15.4% -51.8% -105.4% 重庆纽米 34.9% 3.1% 27.0% -92.6% -19.5% -161.1% 数据来源： 公司公告， GGII, 财通证券研究所 国内隔膜产业在发展中经历了进口依赖到自主研发，再到逐步完成国产替代的过程。 隔膜是锂电池四大关键材料中最晚实现国产的环节，到 2010年，锂电池正极、负极和电解液都实现了国产化，但隔膜一直依赖进口，受制于人，所以价格也非常高。 2011年国内开始对整个新能源汽车产业链实行力度极大的补贴政策后，隔膜行业的投资、技术和工艺水平开始大幅提升， 2015年后部分企业已掌握了核心技术并掌握了成本优势。 2018年后，隔膜国产化比例已达到 90%。 表 4： 国内隔膜产业发展历程 时间 产业阶段 产业发展状态 2010年前 完全依赖进口 全球锂电池隔膜被日本旭化成、东燃化学及美国 Clegard垄断，国内隔膜企业不足 5家，进口隔膜供不应求。 2009-2011年 自主研发 国内补贴政策支持力度加大，行业需求大幅增长，刺激大量企业进入产业链，投资不断增加、同时技术及工艺水平提升，行业内部分企业开始拥有了较先进的水平。 2015-2018年 国产替代期 随着新能源汽车市场的发展，市场空间高速扩张，同时部分隔膜企业已完成核心技术突破并掌握了成本优势，国产替代加速。 2018年至今 目前阶段 隔膜国产化比例达到 90%，其中干法隔膜完全实现国产化，但中高端湿法隔膜仍部分依赖进口。 数据来源： 公开信息整理， 财通证券研究所 1.2 湿法隔膜稳定性好，未来趋势确立 谨请参阅尾页重要声明及 财通 证券股票和行业评级标准 10 证券研究报告 行业专题报告 锂离子电池隔膜广泛应用于新能源汽车、储能电站、电动自行车、电动工具、医疗及数码类电子产品等领域。目前，隔膜需求量主要来自于电子消费品及动力电池两大市场，随新能源汽车周期上行，动力电池成为湿法隔膜需求的第一大驱动力。未来储能、启停电池等新兴应用领域的崛起，也将进一步拓宽干法隔膜市场空间。 图 7： 新能源领域将成为未来动力类锂电池的重要应用领域 数据来源： 星 源 材质招股说明书， 财通证券研究所 湿法隔膜稳定性好，动力市场大显身手。 湿法隔膜通过在基膜上涂覆，能够大幅提高隔膜的热稳定性、降低高温收缩率、避免隔膜大幅收缩造成的极片外露，产品性能已全面领先干法薄膜，在动力锂电池和高端电子消费品的应用领域上逐渐成为主流市场方向。 当前三元电池湿法隔膜渗透率已达 95%-98%的高水平。 2017年国内隔膜产量为 14.4亿平，同比增长 32%。湿法隔膜产量达到 7.8亿平方米，同比增长 70%，占比高达 54%，市场份额首次赶超干法隔膜。我们预期，三元路线坚定支撑湿法隔膜发展，市场占有率将进一步提升，其规模增速或将远超干法隔膜，迎来爆发式增长。 图 8： 三元电池需求占比快速提升