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芳纶涂覆突破技术壁垒,国产0-1产业化趋势确定

2023-02-20 [646]

核心观点:

 

  宏观层面看来,碳中和产业至关重要。能源危机与能源安全问题迫在眉睫。能源危机最紧张的时候还没到来,2023俄罗斯天然气真正断供,各国危机感增强,引发能源安全、产业链安全的思考。 碳中和产业链将远超房地产产业链,成为国民经济第一大支柱产业。未来几年发展清洁能源将是各个国家都最重视的产业,是政府提振经济的抓手,是全 球都争抢的环节,各国在你争我抢的过程中会出现更有利的政策,2025年将成为硬性指标,2023年在能源贵的地方出现爆发式增长。

  芳纶行业:对位芳纶下游需求丰富,国产替代空间大。 芳纶行业有着高的生产工艺和技术壁垒,长期以来,只有美国和日本等极少数发达国家具备生产芳纶产品的能力,芳纶行业的竞争呈寡头局面。 芳纶产业销售模式决定国产替代势在必行。芳纶产品溶剂具有毒性,难以直接进口,进入国内市场再半成品 加工送至下游生产环节涂料涂覆等。 03 芳纶涂覆:安全性要求催生新赛道,0-1替代 核心需求(安全性)催化技术变迁,新技术的优质供给替代旧材料,量价齐升铸造新成长。 替代原理:(1)PVDF价格高企,芳纶涂覆性价比上升;(2)国内芳纶企业突破技术壁垒,加速0-1商业化;(3)自身性能突出,最轻薄且可单独涂覆。 2025年涂覆用芳纶需求超5000吨,CAGR=69%,2025年芳纶涂覆膜市场空间近140亿,主要系动力高镍三元需求拉动。

  

01、宏观、中观、微观,聚焦细分领域alpha机会

 

  碳中和产业至关重要

  碳中和产业链将远远超过房地产产业链,成为国民经济第一大支柱产业。未来几年发展清洁能源是个个国家都最重视的产业。是政府提振经济的抓手,是全球都争抢的环节。美国出IRA法案目的在于重塑产业链格局,不必担心国内政策滑坡,各国在你争我抢的过程中会出现更 有利的政策。2025年将成为硬性指标,2023在能源贵的地方出现爆发式增长。

  锂电产业的洗牌与发展:锂电将进入TWh时代

  中国动力电池供给全球市场。2022 年1-10 月全球动力电池累计装车量为389GWh,同比+76.7%。在全球TOP-10 动力电池供应商中有6 家中国企业上榜,合 计装机量226.5GWh,市占率达到58.2%,较2021 年提升7.5pct。2022 年1-10 月宁德时代装车量位居1,装车137.9GWh,市占率为35.4%,同比 +4.3pct;LG 新能源位列第二,装车52.8GWh,市占率为13.6%,同比-7.2pct;比亚迪列第三,装车52.3GWh,市占率13.4%,同比+4.9pct。 2023 年全球锂电出货量有望进入TWh 时代。我们预计 2023 年我国新能源车销量有望突破1000 万辆,达到1050 万辆,同比增长61.5%,到2025 年有 望增长至1985 万辆, CAGR 达到45.1%。在动力、储能、消费需求的拉动下,预计2023 年全球锂电需求有望突破1TWh,达到1.26TWh。

  渗透率突破到一个位置之后,取而代之的很可能是快速的提升而非趋缓。 2022年下半年市场多次上调对下游电动车销量的预期。市场由下调电动车 销量预期至500万辆,到现在基本已经形成了预期销量600-650万辆的共 识。通过对市场的回溯,我们发现市场真正的演绎比我们想象的要乐观。对 于2023年以及之后的电动车销量增长,由于2022年中国新能源汽车渗透率 达到27.6%,市场担忧销量增速随之趋缓。我们认为,这个担忧的本质是对 渗透率定义。我们认为,新能源汽车的革命很可能是下一个智能机的革命, 渗透率突破到一个位置之后,取而代之的很可能是快速的提升而非趋缓。

  

02、芳纶行业:对位芳纶下游需求丰富,国产替代空间大

 

  芳纶行业—制造、销售与市场需求

  对位芳纶下游需求丰富,国产替代空间大,能量密度进一步提升,隔膜基膜向薄膜化方向持续发展。 干、湿法分工趋于明确,干法隔膜将主要应用于大巴 车、电动工具、储能领域,湿法隔膜将主要应用于乘用 车、消费类电子领域。 消费类电子领域,5μm隔膜已成为主流,出货量超过 50%,4μm隔膜已实现量产出货。在动力领域,7μm实 现批量供应,目前出货量已经接近9μm隔膜;5μm隔膜 初期开发完成,预计2023年下半年开始量产供应。

  电池企业对于安全性、生产加工性要求不断提高,推动涂布 膜占比持续提升。 手机、电动车及储能电站起火现象时有发生,电池企业对 电池安全的重视程度与日俱增。 功能涂布膜的优势在于,可提升隔膜热稳定性;防止正极 侧隔膜氧化;防止负极析锂刺穿隔膜;赋予隔膜粘接性, 方便裸电芯入壳、提升电芯生产效率;增加软包电池硬度 防止变形,改善循环寿命。 恩捷股份超高耐热芳纶涂布膜已在46系大圆柱上应用。

  

03、芳纶涂覆:安全性要求催生新赛道,0-1替代

 

  安全问题日益凸显,涂敷隔膜望成为主流

  新能源产业已经进入1-N高速发展阶段,电池安全性问题日益凸显。得益于碳中和的全球化,世界各国都将逐渐进入以清洁能源发展电力的时代。新能源汽车 行业的高速发展是实现碳中和的重要路径。随着锂离子电池能量密度目标的不断提升,所选用的材料体系稳定性降低,电池的安全问题日益凸显。在汽车工业 中,安全问题是头等大事。

  涂覆隔膜有望成为主流。由于隔膜主要原材料PE 和PP 的热变形温度较低,温度过高时隔膜热收缩严重,容易导致电池正负极接触而出现短路,进而导致电池 发生热失控。为了改善隔膜热稳定性,通常在隔膜表面涂上一层耐高温的涂覆材料,可以改善隔膜热收缩性能,同时可提高隔膜穿刺强度,防止锂枝晶刺穿, 从而提升电池安全性。随着电池安全重要性日益提升,涂覆隔膜有望成为主流。 在无机固态电池出现之前,芳纶材料隔膜是解决锂离子电池安全性的最好选择。隔膜对于电池的安全起到了至关重要的作用,芳纶隔膜耐高温性能好,在高温 条件下收缩率小,且通过了针刺及150摄氏度下2小时的热箱测试,保证了微宏高能量密度电池的安全性。

  芳纶涂覆是解决锂离子电池安全性的最好选择

  细分领域取代陶瓷涂覆:圆柱电池、3C电 池、出口电池领域。 性能优异:芳纶耐高温性能较陶瓷更优异、 提升电解液浸润速度尤其适用于圆柱电池。 初期价格仍高于陶瓷,更适合于出口等 细分领域。芳纶作为水性粘接剂将取代现有粘接剂 PVDF功能:陶瓷涂覆层骨架粘接处使用 传统水性粘接剂,则耐温性能较差,当陶 瓷受热温度扩散至粘接处时,易传导至隔 膜、熔融破裂;使用芳纶制成水性粘接 剂,芳纶涂层骨架本身有强度,可以承受 高温下膜不收缩,提升张力、耐热性能。 也可通过芳纶纤维改性使其具备粘接性 能。逐步替代陶瓷涂覆市场。

  芳纶材料本身与聚烯烃隔膜适配性 高,涂覆后各项性能指标表现均优 异,成为大部分中电池的一选。 芳纶材料国产替代,成本大幅降 低,叠加涂覆一体化,进一步降本 增效,芳纶隔膜成本逐步接近陶瓷 膜,有望逐步替代陶瓷涂覆市场。

  替代原理1:PVDF价格高企,芳纶涂覆性价比上升

  PVDF是传统涂覆材料与粘结剂,2020年四季度以来价格不断上涨,供需缺口支撑 价格高位企稳,难以下跌。 PVDF是传统的有机物涂覆材料,具有低内阻、高(厚度/孔隙率)均一性、力学性 能好、化学与电化学性能好等特点。 受到下游锂电和光伏的双重需求带动,叠加双控政策限制,PVDF从2020年四季度 以来供应缺口不断扩大,产品价格持续上涨。PVDF与芳纶价差缩小,替代效应,不断上涨的价格使PVDF失去性价比,芳纶材料性价比突显。 据卓创资讯,当前电池级PVDF价格已经从此前的9万元/吨左右,上涨到40万元/吨 左右水平,其中隔膜涂覆级PVDF价格在20-30万元/吨。电池级PVDF中期价格不见 回调态势,相较于芳纶、PMMA等材料失去性价比,被替代趋势显现。

  替代原理2:国内芳纶企业突破技术壁垒,加速0-1商业化

  国内芳纶企业突破技术壁垒,芳纶厂下场制膜,加速0-1商业化。早期国内隔膜厂制芳纶涂覆膜成本超5-6元/平,成本较高,限制应用场景。早期芳纶价格过高,仅作为特种隔膜应用于苹果、特斯拉部分产品。恩捷股份等企业只能进口日本帝人等企业的芳纶纺丝半成品,进口后再二次加工成可涂覆的完成品,再叠加溶剂回收等额外费用,成本高昂。2022年以来,国内芳纶企业下场制芳纶涂覆膜,催化0-1商业化推广。理论量产成本降至2-3元/平,较陶瓷膜1.5-2元/平相对价格合理。未来基膜+涂覆一体化企业将获得行业成本,有望持续渗透陶瓷涂覆膜市场。

  替代原理3:自身性能突出,最轻薄且可单独涂覆

  芳纶是性能优、最轻薄、且可单独涂覆的涂覆材料。芳纶膜最薄。芳纶材料的一致性好、无颗粒,涂层很薄,1.5um左右;相比之下,PVDF材料不可单独涂覆,需混合勃姆石等无机材料一起涂覆,底层需要在基膜上涂覆无机物实现造孔,PVDF+陶瓷混涂厚度常在2um以上。芳纶膜最轻薄。因芳纶的密度是所有涂覆材料中低之一,是陶瓷的40%、PMMA的50%、PVDF的80%。芳纶膜是唯可单独涂覆的材料。芳纶自身孔隙率较高,是目前唯可以不搭配无机材料而单独涂覆能保持高性能的有机材料。

  芳纶综合性能突出,其耐受温度高、提高对电解液的浸润性、抗穿刺性能佳。芳纶涂覆使隔膜耐热性能大幅提升。芳纶在耐热性上较PVDF更具优势,芳纶耐热性达400度,180度下热收缩不到5%,不易燃易爆,陶瓷隔膜170度就会收缩电解液亲润性好:芳纶是极性高分子有机物,与电解液亲润性高,有利于提高电池快充性能抗穿刺性能强:芳纶最大的优势之一是机械性能好,抗穿刺性能高于陶瓷隔膜,且提高隔膜的抗氧化性.

  市场空间:2025年芳纶涂覆膜市场空间近140亿

  假设:全球锂电池需求:2023、2025、2030年分别为1281、2281、7260GWh,CAGR=28%;全球涂覆膜需求:2023、2025、2030年分别为170、278、958亿平,CAGR=28%;芳纶涂覆膜渗透率:2023、2025、2030年分别为3.4%、8.7%、27.8% , CAGR=40% ;芳纶涂覆膜单价:2023、2025、2030年分别为10.6、5.3、2.5元/平,CAGR=-17%;2025年涂覆用芳纶需求超5000吨,主要系动力高镍三元需求拉动。CAGR=69%,2025年芳纶涂覆膜市场空间近140亿.芳纶涂覆膜需求:2023、2025、2030年分别为6.8、26、193亿平,CAGR=76%;芳纶涂覆膜市场空间:2023、2025、2030年分别为72、138、483亿元,CAGR=46%。

  未来趋势:芳纶涂覆国产化势在必行,成本进一步下降

  国产涂覆一体化成本优势明显。单面多层涂覆,单位用量及成本将增加。据公司公告,勃姆石/进口氧化铝/国产氧化铝/PVDF/国产间位芳纶/PMMA原材料涂覆收得率为70%,进口间位芳纶为60%,1GWh涂覆隔膜用量为17000000平方米;勃姆石/进口氧化铝/国产氧化铝/PVDF涂覆厚度为2微米,芳纶为1微米,PMMA为2.5微米。单GWh电池涂覆材料使用量=涂覆层厚度*涂覆材料密度=单GWh动力电池涂覆隔膜的使用量/隔膜生产良品率*单位涂覆层涂覆材料重量。

  

 

 

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