铝塑膜行业报告：软包动力电池趋势向上，铝塑膜国产化进程加速.pdf

行业及产业 行业研究/行业深度 证券研究报告 化工 / 化学制品 2018 年 05 月 25 日 软包动力电池趋势向上，铝塑膜国产化进程加速 看好 万国电车系列深度之六：铝塑膜行业报告 相关研究 证券分析师 宋涛 A0230516070001 songtaoswsresearch 研究支持 沈衡 A0230117050016 shenhengswsresearch 联系人 马昕晔 (8621)232978187433 maxyswsresearch 本期投资提示： 铝塑膜是软包锂电池封装的关键材料 ， 市场主要被日韩企业垄断 。 锂电池按电芯外壳材质可分为软包和硬壳两类。软包锂电池因为采用铝塑膜进行软包装，相比硬壳电池具有能力密度高、安全系数高、可循环性好的优势。 锂电池 用 铝塑膜 作为 软包锂电池 电芯 封装 的关键 材料 ，对电池的性能有着重要的影响。为了保证软包锂电池正常运行，铝塑膜的生产对原材料和工艺要求十分严苛， 目前 市场 主要 被日韩企业垄断。 软包动力电池渗透趋势向上，拉动铝塑膜需求增长 。 我国新能源车企传统上偏向于使用方形和圆柱电池，但随着新能源补贴政策和电池能量密度挂钩及轻量化要求，越来越多的车企和电池厂商开始采用软包技术路线以提高电池能量密度。 2017 年销量前六名的车企有四家在部分或全部车型中使用软包电池。 出货量前十的 动力电池厂商中有 四家布局软包电池，知名电池厂商如 孚能科技、上海卡耐、猛狮科技、天津捷威等均公布了 5-10GWh 的扩产计划 ， 9 家 主流 软包电池企业 2017 年底 的 软包电池产能达 到 27GWh， 2018 年底软包动力电池总产能将达产能 38GWh。 此外，国内动力电池巨头 CATL 正在开发软包电池，金沙江收购 AESC后将在镇江建设生产基地，未来在龙头企业的带动下， 软包电 池渗透率有望快速提升 ，从而带动铝塑膜市场的扩大。 我们预计 2020年 软包电池对铝塑膜的总需求量将 达到 2.4亿平，市场规模 约 58 亿元 ，其中动力软包电池用铝塑膜市场规模约 18 亿元。 技术突破 +外延并购 +规模化生产 ，铝塑膜国产化进程加快。 近年来 国内企业通过内生技术研发或外延并购等方式，开始逐步进军铝塑膜市场。国内铝塑膜产品在性能质量仍与国外高端产品存在差距，但相比之下具备性价比优势和销售优势，并且在不断完善技术和工艺。数码类国产铝塑膜已经得到批量应用 ， 部分动力类铝塑膜进入客户测试阶段。 而以新纶科技为代表的企业，通过收购日本 T&T 的成熟铝塑膜资产，快速实现了向国内软包动力电池企业的导入，形成先发优势。 随着技术水平的进一步提高，国内铝塑膜企业有望通过成本优势逐步提高市场占有率。 投资建议： 未来随着 软包动力电池渗透率的不断提升，将成为铝塑膜需求增长的主要推动力，国内企业通过内生技术提升和外延收购使得铝塑膜国产化进程加快，掌握先发优势的企业有望持续受益。 重点推荐： 新纶科技： 公司通过收购日本 T&T 成熟铝塑膜资产，快速将产品导入国内动力电池企业，成为孚能科技、捷威动力、上海卡耐等软包动力电池企业核心供应商，在动力电池应用领域先发优势明显，奠定龙头地位 ； 道明光学： 公司 是国内极少数能够量产铝塑膜的企业之一，经过公司前期的市场开拓， 2017 年度已获得超过三十家 3C 锂电池企业订单， 动力电池客户认证中。 其余关注： 璞泰 来、福斯特、创新股份等。 风险提示： 软包动力电池渗透率低于预期，铝塑膜行业竞争加剧 导致价格加速下跌 请务必仔细阅读正文 之后的各项信息披露与声明 行业深度 请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明 第 2 页 共 21 页 简单金融 成就梦想 投资案件 关键假设点 2018-2020 年软包动力电池渗透率分别为 20%、 30%、 40%；软包储能电池渗透率 10%、15%、 20%；软包 3C 电池渗透率 70%、 75%、 80%。 软包动力和储能电池每 Gwh 铝塑膜用量 150 万平方米， 3C 电池每 Gwh 铝塑膜用量550 万平方米。 软包动力和储能电池用铝塑膜价格每年下滑 3%， 3C电池用铝塑膜价格每年下滑 5%。 有别于大众的认识 市场担心软包动力电池趋势尚不明朗，同时铝塑膜工艺难度大，市场主要被日韩垄断，国产化进程缓慢。 我们认为随着新能源补贴政策和电池能量密度挂钩及轻量化要求，越来越多的车企和电池厂商开始采用软包技术路线以提高电池能量密度。 2017 年销量前六名的车企有四家在部分或全部车型中使用软包电池。出货量前十的动力电池厂商中有四家布局软包电池，知名电池厂商如 孚能科技、上海卡耐、猛狮科技、天津捷威等均公布了 5-10GWh的扩产计划 ， 9 家 主流 软包电池企业 2017 年底 的 软包电池产能达 到 27GWh， 2018 年底软包动力电池总产能将达产能 38GWh。此外，国内动力电池巨头 CATL 正在开发软包电池，金沙江收购 AESC 后将在镇江建设生产基地，未来在龙头企业的带动下，软包电池渗透率有望快速提升，从而带动铝塑膜市场的扩大。 未来铝塑膜最大的推动市场在于动力电池，而新能源汽车发展最快的市场在国内，日韩铝塑膜企业在国内渠道和服务响应及价格方面缺乏优势，国内企业通过技术提升和外延并购，已实现了铝塑膜的国产化量产。以新纶科技为代表的企业 通过收购日本 T&T的成熟铝塑膜资产，快速实现了向国内软包动力电池企业的导入 ，已成为国内软包动力电池客户核心供应商。未来铝塑膜国产化进程势必进入加速期。 核心假设风险 软包动力电池渗透率低于预期，铝塑膜行业竞争加剧导致价格加速下跌 行业深度 请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明 第 3 页 共 21 页 简单金融 成就梦想 1. 铝塑膜：软包锂电池核心材料 . 6 1.1 软包电池在安全性及能量密度方面更具优势 . 6 1.2 铝塑膜是软包电池关键材料，工艺壁垒极高 . 7 2. 动力软 包电池渗透率上升，铝塑膜前景广阔 . 9 2.1 动力软包电池高增长带动铝塑膜需求 . 10 2.2 消费电子需求稳定，储能蓝海市场潜力大 . 14 2.3 铝塑膜下游需求旺盛， 2020 年市场规模有望达到 58 亿 . 16 3. 全球市场寡头垄断，铝塑膜国产化进程加快 . 17 4. 标的公 司 . 18 4.1 新纶科技 . 18 4.2 道明光学 . 19 4.3 璞泰来 . 19 4.4 福斯特 . 20 4.5 创新股份 . 20 目录 行业深度 请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明 第 4 页 共 21 页 简单金融 成就梦想 图表目录 图 1：软包锂电池外观 . 6 图 2：软包锂电池结构示意图 . 6 图 3：铝塑膜结构示意图 . 8 图 4：不同制备方法铝塑膜结构示意图 . 8 图 5： 2011-2020 中国锂离子电池市场规模及预测 . 9 图 6：动力锂电池市场占比加速提升 . 9 图 7：软包和硬壳电池产量对比 . 10 图 8：电动汽车爆发，软包电池占比有所下降 . 10 图 9：我国新能源汽车产销爆发式增长 . 10 图 10：动力电池产量 快速增长 . 10 图 11：不同类型新能源车软包配套装机量情况（单位： Mwh） . 11 图 12：新能源乘用车销售占比连年上升 . 11 图 13： 2017 全球销量前十车型软包电池使用情况（ GWh） . 13 图 14： 2017 年出货排名前十动力厂商软包布局情况（ GWh） . 13 图 15：智能手机和平板电脑出货量下降 . 14 图 16： 3C 锂电池增速趋缓，软包电池渗透率上升 . 14 图 17：电化学储能项目累计装机规模 . 16 图 18：中国锂电储能 市场产量稳定上升 . 16 图 19： 2016 年全球铝塑膜市场占比 . 17 图 20： 2015 年国内铝塑膜市场占有率 . 17 表 1：软包和硬壳电池优缺点比较 . 6 表 2：部分软包电池能量密度统计 . 7 表 3：铝塑膜关键技术要求 . 7 表 4：热法和干法工艺比较 . 8 表 5：铝塑膜按厚度分类情况 . 9 表 6：新能源乘用车补贴政策变化 . 12 表 7： 2017 年纯电动汽 车软包动力电池装机量排名统计 . 13 行业深度 请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明 第 5 页 共 21 页 简单金融 成就梦想 表 8：国内部分动力软包电池企业扩产情况 . 13 表 9：不同电化学储能技术对比 . 15 表 10： 铝塑膜市场规模测算 . 16 表 11：国内部分铝塑膜企业情 况一览表 . 18 表 12：相对估值表 . 20 行业深度 请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明 第 6 页 共 21 页 简单金融 成就梦想 1. 铝塑膜：软包锂电池核心材料 1.1 软包电池在安全性及能量密度方面更具优势 锂电池按电芯外壳的材质可分为软包和硬壳两大类：硬壳锂电池以钢壳或铝壳封装，按内部正负极片的排列方式又可分为圆柱形和方形；软包锂电池则采用铝塑复合膜封装。不同封装材质的电池各有优劣，与硬壳电池相比，软包锂电池重量轻、内阻小、设计灵活，在安全性、可循环性和能量密度上更具优势。 图 1：软包锂电池外观 图 2：软包锂电池结构示意图 资料来源 :第一锂电网，申万宏源研究 资料来源：第一锂电网，申万宏源研究 表 1：软包和硬壳电池优缺点比较 类型 优点 缺点 圆柱 工艺成熟、良品率高；一致性好，便于整车成 型 重量重；电池管理要求高，电芯内部热量难以释放， 存在安全问题 方形 重量轻，抗冲击性好，较安全 型号多，工艺难统一；能量密度不如软包电池 软包 轻薄，内阻小；能量密度高，循环性好，安全 成本高；一致性差；易漏液 资料来源： ofweek 锂电网，申万宏源研究 软包电池组安全性能 好 ，高能状态下爆炸风险基本为 零。 在安全隐患下，金属外壳电池内部容易积蓄能量和气体，从而导致连环爆炸，而软包电池最多只会气鼓。原因在于软包的铝塑膜具有一定延展性，胀气等情况下可以提供相对大的缓冲空间。同时，软包电池的内阻相对较小，可以极大降低电池的自耗电， 100 次循环衰减比铝壳少 4%-7%， 因此 软包电池循环性更好，寿命更长。 软包 还 在能量密度上 带给 电池 更大 提升空间。 铝塑膜封装不仅减轻了包装材料的重量，同时 省去了很多硬壳电池必须的结构件，使得同等重量下软包电池能相对节约 20以上的空间。此外， 软包 装 电池 形状尺寸灵活、设计轻便，可以 根据实际的需要进行定制，从而加大 空间利用率，提高能量密度。 目前国内市场动力电池单体能量密度普遍在 130-250wh/kg行业深度 请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明 第 7 页 共 21 页 简单金融 成就梦想 之间，平均 200wh/kg 左右。在同样的材料体系下，软包电池能量密度平均高 10%， 最高甚至达到 280wh/kg。 表 2：部分软包电池能量密度统计 公司 电池材料体系 单体能量密度（量产） wh/kg 上海卡耐 NCM111/523 220 国能电池 三元 /磷酸铁锂 240/180 多氟多 三元 235 天津捷威 三元 210 天劲股份 三元 230 孚能科技 三元 240 资料来源：高工锂电，申万宏源研究 1.2 铝塑膜是软包电池关键材料，工艺壁垒极高 锂电池用铝塑膜是软包锂电池 电芯 封装 的关键 材料 ， 最早 由 昭和电工开发， 经 大日本印刷（ DNP）推广发展 壮大。 单片电池组装后用铝塑膜密封形成整个电池，铝塑膜起到保护内容物的作用。对软包电池而言，电池芯内包装成型材料不仅仅是电池的包装，更是电池不可缺少的重要组成部分，对锂电池的性能具有重要的影响。 作为 软包 锂电池的主材之一， 铝塑膜 是锂电池材料领域技术难度最高 、壁垒最大 的环节 ，超过 隔膜、正极、负极 和 电解液。 为了保证软包锂电池能长 时间 稳定运行，铝塑 膜需要极高的阻隔性、良好的冷冲压成型性、耐穿刺性、耐电解液腐蚀性和绝缘性 等，使其对原材料和生产工艺都有着苛刻的要求。 表 3：铝塑膜关键技术要求 性质 详细描述 极高的阻隔性 需要包裹在电池外部阻隔水汽、氧气进入电池内部产生化学反应，要求比普通铝塑复合膜的阻隔性高 1 万倍。 良好的冷冲压成型性 要求冲压成型性能优良，便于生产成型，并保障密封性 。 耐穿刺性 聚合物锂电池芯周边有铜、铝网毛刺，在做抽真空收缩时，毛刺会猛刺内膜，若刺穿内膜直至铝箔，电芯内 的氢氟酸对铝箔造成点状腐蚀，严重时导致漏液同时造成短路，导致电池报废。 耐电解液稳定性 有机溶剂通常会溶胀溶解、吸收软包装 材料 ，要求铝塑膜有良好的电解液稳定性，否则会破坏复合层间粘接效果，影响电化学性能。 耐高温，绝缘性强 在 170和 3kg/cm2左右的压力下热封时，内膜中如果没有耐高温的绝缘层存在，金属电极常常被压到包装铝箔上，造成短路，使电池报废，因此要求铝塑膜有较高的耐高温性和绝缘性。 资料来源：新材料在线，申万宏源研究 铝塑膜功能结构一般为 3 层，包括外部尼龙层（ ON 层 )，中间铝箔层 (AL 层 )，以及内层热封层（ CPP 层或 PP 层），主要原材料包括尼龙、铝箔、聚丙烯 CPP 和粘结剂等。 外部ON 层保护 AL 层不受刮伤，要求外层材料耐穿刺、抗冲击； AL 层起阻隔作用，防止水分侵入并阻隔氧气，以保护电池内容物；内层为耐电解液层，防止泄露的电解液腐蚀 AL 层，要求与铝箔层间的复合强度高。层与层之间通过粘结性助剂进行压合粘结，将三层功能材料行业深度 请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明 第 8 页 共 21 页 简单金融 成就梦想 均匀、牢固地粘结起来是生产铝塑膜的关键。 原材料中特种铝箔和 CPP 技术含量极高， 已被昭和电工高度垄断 。我国铝塑膜生产企业在原材料采购方面高度依赖进口，已成为限制国内铝塑膜产业发展的重要因素。 铝塑膜的主流生产工艺包括干法和热法。 干法工艺中， AL 层和 CPP 层用粘合剂结合后直接压合结合，优势在于其产品冲深成型性能和防短路性能良好，但工艺流程复杂，操作难度大。热法工艺中， AL 层和 CPP 层之间先由 10-15 微米的 MPP 黏合，然后再缓慢升温升压热合。热法工艺流程相对简单，但对设备要求较高，且由于长时间高温烘烤导致产品 冲深成型性能 和防短路性能不够理想。干法适用于高能量密度、大倍率、高容量的电池，应用更加广泛，除 DNP 外，世界上主流铝塑膜生产厂商均选择干法工艺。 表 4：热法和干法工艺比较 干法 热法 工艺 AL和 CPP之间用粘合剂粘接后，直接压合而成。 AL 和 CPP 之间用 MPP 接着，然后再缓慢升温升压热合成，制作过程 长 设备 设备要求不高，工艺流程较复杂，操作难度大。 设备要求更高，只能日本进口，工艺流程简单，生产效率较高 成本 相对较低 相对较高 深冲性能 强 弱 耐电解液 弱 强 外观、裁剪性能 强 弱 应用 广泛应用于手机等高能量密度的电池，及电动 车、航模等大倍率、高容量动力电池上 主要应用在对容量要求不高的消费电池上 代表厂商 日本昭和电工 PKG 大日本印刷 DNP 资料来源：电池中国网，申万宏源研究 国内铝塑膜企业技术和国外仍有差距。 我国几家在铝塑膜试水的企业也大多采用干法工艺，但在操作上还未能掌握干法工艺的精髓，如干法复合时， CPP 与铝箔表面黏着不佳，易出现褶皱和分层剥离问题，导致产品良率较低；铝箔表面处理工艺不到位，直接影响后续工艺的效果，使得国产铝塑膜在耐 电 解 液性能和冲深 等关键指标上落后于国际领先标准，图 3： 铝塑膜结构示意图 图 4：不同制备方法铝塑膜结构示意图 资料来源：电池中国网，申万宏源研究 资料来源：第一锂电网，申万宏源研究 行业深度 请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明 第 9 页 共 21 页 简单金融 成就梦想 如国内铝塑膜冲深最好做到 5mm，而国外能达到 8mm-12mm。由于产品品质与进口产品仍有差距，国产铝塑膜销售对象仍以二、三线电池厂家为主，一线厂家占比不大；销售产品以数码类为主，动力类几乎为零。 国产铝塑膜售价较国外有优势。 目前市场上常规铝塑膜的厚度一般分为三挡，即86-88m、 113-123m、 152-153m。 88m 和 113m 两档用于薄型化数码电池和 3C 移动电池等，价格区间基本一致。 153m 的用于动力电池和工业储能领域，对机械强度、阻隔性、能量密度的要求更高，工艺要求更为严格，价格上也更贵。 一般国产铝塑膜比进口铝塑膜便宜 20%-30%。 表 5：铝塑膜按厚度分类情况 厚度 应用领域 国外价格 国内价格 88m 薄型化数码电池 25-35 元平米 20-30 元平米 113m 3C 移动电池 25-35 元平米 20-30 元平米 152m 动力电池 35-45 元平米 30-40 元平米 资料来源：第一锂电网，申万宏源研究 2. 动力软包电池渗透率上升，铝塑膜前景广阔 中国已成为全球锂电池发展最迅速及最活跃的地区之一。 据中国化学与物理电源行业协会统计， 2016 年中国锂电池产值为 1115 亿元，相比 2011 年增长近 6 倍，年复合增长率达 32%。在下游市场容量不断扩张的同时，其消费结构也在发生变化。 动力电池已成为锂电池最大应用领域。 锂电池有三个主要应用领域： 3C 消费电子、动力电池和储能电池。目前 3C 消费电子市场日益成熟、增速放缓， 而 动力电池需求随着新能源汽车的 爆发快速放量 。 2016 年动力电池市场占比达到 53%，超过 3C 成为锂电池最大的需求端 ， 2017年占比进一步提升至约 62%， 锂电池的需求重心已经 由 3C市场向动力市场转移。 图 5： 2011-2020 中国锂离子电池市场规模及预测 图 6：动力锂电池市场占比加速提升 资料来源：智研咨询，申万宏源研究 资料来源： ofweek 锂电网，申万宏源研究 0%5%10%15%20%25%30%35%40%05001000150020002500我国锂电池市场规模（单位 :亿元）同比增长率行业深度 请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明 第 10 页 共 21 页 简单金融 成就梦想 得益于在消费电子领域的不断渗透，我国软包锂电池发展迅速， 2011-2016 年间产量年复合增长率达 50.3%。 同时，软包电池在整个锂电池行业中的渗透率也不断上升。 2013年国内软包电池市场占比达 40%以上，已经超过圆柱和方形电池。 2014 年起，软包电池渗透率有所下降，主要是受国内电动汽车产业爆发， 国轩、 比亚迪 等 动力 电池企业大规模扩充方形电芯产线 的影响。 图 7：软包和硬壳电池产量对比 图 8：电动汽车爆发，软包电池占比有所下降 资料来源： GGII，申万宏源研究 资料来源： GGII，中国储能网，申万宏源研究 2.1 动力软包电池高增长带动铝塑膜需求 近年来，各国愈发深刻意识到能源和环保问题的严峻性，纷纷出台禁售燃油车时间表，我国工信部也开展了相关研究，并明确表态将制定燃油车停售时间表，为国内新能源汽车的发展奠定政策基调。“十三五”国家战略性新兴产业发展规划等政策中还提出到 2020 年实现当年新能源汽车产销 200 万辆以上、累计产销量超过 500 万辆的目标。从长期看，新能源汽车取代燃油车登上历史舞台是大势所趋，各大车企也纷纷布局新能源汽车。 在政策和市场的驱 动下，全球新能源汽车发展迅猛。 根据各厂商规划， 2020 年全球新能源汽车产量将达 1200 万辆，对应动力全球电池需求量 360GWh。我国新能源汽车的发展尤其令人瞩目，从 2011 年产量不足 万 辆 到 2017 年 产量达到 79.4 万量，年均复合增长率达113.8%。 2017 年新能源汽车市场占比 2.7， 同比 提高了 0.9 个百分点。 伴随着新能源汽车的快速成长，动力电池迎来巨大的发展机遇。 2017 年全球动力锂电池产量达 69GWh，同比增长 52%；其中我国的动力锂电池占比接近 2/3，达到 44.5GWh，比2013 年 1.5GWh 增 长了近 30 倍，复合增长率达 133%。动力电池已经取代 3C 数码电池，成为锂电池市场发展的最主要推动力。 图 9：我国新能源汽车产销爆发式增长 图 10：动力电池产量快速增长