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文檔簡介

1、一、市場概述:電池安全日益受到重視,催生鋰電涂覆高成長賽道1.1 涂覆材料小而彌堅,護航電池大有可為¡ 涂覆工序可改善聚乙烯基膜性能。在聚烯烴隔膜上涂覆陶瓷等納米材 料或采用有機材料,使涂覆隔膜具備熱穩(wěn)定性高、熱收縮低、與電解 液浸潤性高的優(yōu)點,涂覆工藝日益受到重視。涂覆改性通過粘接劑將 功能涂層粘附在隔膜表面,以提高其熱穩(wěn)定性。圖表 1 為勃姆石涂覆 在聚乙烯基膜上的熱穩(wěn)定性測試,當(dāng)溫度加熱到 170 度,隔膜已發(fā)生 明顯形變,涂覆膜幾乎無收縮,涂覆工序可改善隔膜熔點低、安全性 差的不足之處。圖表 2 為聚乙烯基膜涂覆 PVDF 前后對比,聚乙烯基 膜呈現(xiàn)濕法隔膜典型的樹枝狀微孔結(jié)

2、構(gòu),表面涂覆 PVDF 有機粒子后,聚乙烯基膜上附著了一層 PVDF 涂覆層,形成大量微孔,提高電解液 保持率,有利于鋰電池內(nèi)阻的降低和放電功率的提高。圖表 1:隔膜的熱穩(wěn)定性測試(上/隔膜;下/涂覆膜)圖表 2:PVDF 涂覆前后對比(左/涂覆前;右/涂覆后) 鉅大官網(wǎng),來源:鉅大官網(wǎng),¡ 極片邊緣涂覆對電池的安全性和良品率具有重要意義。勃姆石等材料 亦可用在鋰電池電芯的極片涂覆,以提高鋰電池的安全性能及良品率。以比亞迪為例,其最新的刀片電池將采用勃姆石材料在電芯極片邊緣 進行涂覆。極片涂覆可分別應(yīng)用在電池的正極和負極:1) 正極極片邊緣涂覆:由于正極片一般小于負極片,極片寬邊的邊

3、緣在切割中容易出現(xiàn)毛刺,一旦刺穿隔膜接觸到負極會引起電池短路。勃姆石表面光滑,涂覆后可填平正極邊緣,使切割后的表面光滑無毛刺。行業(yè)內(nèi)由寧德時代率先使用勃姆石進行正極邊緣涂覆已形成示范效應(yīng),成功導(dǎo)入下游比亞迪、億緯鋰能等電池廠。2) 負極極片邊緣涂覆:負極表面粗糙,涂覆超小粒徑的勃姆石后,負極造孔變得均勻,可以改善電解液親潤性,使得鋰離子在充放電過程中更加通暢。負極邊緣涂覆還未形成主流,目前有應(yīng)用在 ATL 的消費電池上。圖表 3:鋰電池結(jié)構(gòu)(隔膜&正極&負極均可做涂覆處理)起點鋰電大數(shù)據(jù),- 6 -1.2 電池廠涂覆膜滲透率提升,水性涂覆具備低成本優(yōu)勢¡ 隔膜涂覆比例

4、在 70%以上, 已基本滲透主流電池廠。根據(jù) GGII, 2019 年我國涂覆隔膜占比為 53%,較 2015 年的 37%快速提升,我們預(yù)計該比例已提升至 70%以上。目前,三元動力電池已基本全部采用隔膜涂覆技術(shù),LFP 電池的涂覆比例在 60%左右,對涂覆技術(shù)的應(yīng)用逐步提升;消費電池領(lǐng)域,隔膜涂覆主要應(yīng)用于 3C 電池等高端領(lǐng)域。寧德時代、LG 新能源、松下、比亞迪、億緯鋰能、中創(chuàng)新航等全球主流電池企業(yè)已經(jīng)普遍采用隔膜涂覆技術(shù)。圖表 4:我國主流電池企業(yè)涂覆膜應(yīng)用情況(2022 年)企業(yè)名稱 是否采用涂 使用涂覆隔膜的電池類型涂覆膜供應(yīng)商 覆隔膜 寧德時代是三元電池 磷酸鐵鋰電池比亞迪是三

5、元電池 磷酸鐵鋰電池國軒高科是三元電池 磷酸鐵鋰電池璞泰來、恩捷股份、星源材質(zhì)等金力新能源、恩捷股份等恩捷股份、星源材質(zhì)等LG 新能源是三元電池東麗、旭化成、恩捷股份等億緯鋰能是三元電池中材科技、金力新能源等GGII,壹石通招股說明書,圖表 5:全球涂覆隔膜需求預(yù)測(億平)5004003002001000全球涂覆隔膜需求(億平)YOY15746260%50%40%30%20%10%0%201920202021E2022E2023E2024E2025EGGII,測算¡ 水性涂覆具備低成本優(yōu)勢已占據(jù)主流市場。下游電池廠對涂覆隔膜的 需求由下述兩種方式驅(qū)動:1)成本驅(qū)動:考慮性價比,一般應(yīng)

6、用于磷 酸鐵鋰電池、小動力電池和儲能電池等,涂覆隔膜可以保證基本的耐 熱性、透氣性,但是粘結(jié)性、吸液性一般。由于成本驅(qū)動,具備性價 比優(yōu)勢的水性涂覆工藝占據(jù)了約七成的涂覆市場。2)性能驅(qū)動:主要 應(yīng)用于高端三元或者消費電池,要求單位面積或者體積內(nèi)能量密度高,涂覆膜能足夠保障電池安全。一般采用油性涂覆、油水混涂的方法, 能夠同時保證耐熱性、吸液性、透氣性、隔膜輕薄性,但是相較于單 獨的水性涂覆價格高昂。- 7 -圖表 6:隔膜涂覆應(yīng)用情況總結(jié)(2022 年)動力電池、3C 消費電池里的隔膜需要進行涂覆, 能量密度越高,性能要求越高的電池對涂覆要求越高,可能進行多種材料涂覆70%30%部分小動力電

7、池、儲能電池里的隔膜可以不涂覆,但隨著電池能量密度提升,為保障電池安全,這部分隔膜也開始進行涂覆涂覆漿料里沒有水,被有機物在高溫加熱熔融后形成的有機溶劑替代,涂覆物主要為 PVDF、芳綸等,具備高性能優(yōu)勢25%75%涂覆漿料里溶劑為水,涂覆物主要為氧化鋁、勃姆石、PMMA 等,市場上最普遍的涂覆方式,具備低成本優(yōu)勢GGII,鑫欏鋰電,¡ 無機涂覆材料在涂覆材料的比重達 90.32%。在涂覆材料中,以勃姆石、氧化鋁為主要涂覆材料的無機涂覆較以 PVDF、芳綸為代表的有機涂 覆和有機無機混合涂覆技術(shù)更加成熟,無機涂覆隔膜的可拉伸強度和 熱收縮率更好,同時成本更低,經(jīng)濟可行性更好。2019

8、 年,據(jù) EVTank,我國鋰電池?zé)o機涂覆材料占涂覆材料的比重達 90.32%。圖表 7:不同涂覆材料的特點和主要應(yīng)用領(lǐng)域涂覆材料涂覆隔膜種類產(chǎn)品主要特點主要應(yīng)用領(lǐng)域 1. 提高隔膜的耐熱性、增強隔膜的抗刺穿性陶瓷(勃姆石、氧化鋁)無機涂覆陶瓷+PVDF有機+無機涂覆2. 改善電池的倍率性能和循環(huán)性能3. 提升電芯的良品率4. 減少電池在使用過程中的自放電1. 耐高溫、降低熱收縮2. 提升粘接性和電池硬度儲能鋰電池、動力鋰電池動力鋰電池、 消費電子電池3. 增強吸液性,提升循環(huán)壽命1. 提升粘接性和電池硬度PVDF、芳綸有機涂覆2. 提高隔膜的耐熱性動力鋰電池、GGII,注:松下電子鎳鈷鋁酸鋰

9、電池采用芳綸涂覆 消費電子電池3. 提高隔膜的抗氧化性圖表 8:2019-2025 年隔膜用無機涂覆材料需求測算(萬噸)40.0035.0030.0025.0020.0015.0010.005.000.00隔膜用無機涂覆材料需求(萬噸)YOY35.2011.66201920202021E2022E2023E2024E2025E60%50%40%30%20%10%0%測算- 8 -1.3 涂覆種類結(jié)構(gòu)豐富,性能關(guān)乎電池安全¡ 涂覆結(jié)構(gòu)種類豐富,滿足不同電池要求。目前市場主流涂覆方式包含下述六種:1)單面單層無機物涂覆(下圖左一),該涂覆工藝為在隔膜的一面涂上厚度在 2um 左右的陶瓷顆

10、粒(勃姆石、氧化鋁),為目前市場主流;2)雙面單層無機物涂覆(下圖左二),海外涂覆膜應(yīng)用比例較高;3)雙面單層有機物&無機物涂覆(下圖左三),有機涂覆材料的選擇有 PVDF、芳綸、PMMA,目前應(yīng)用比例較大為 PVDF。由于水會對幾乎所有的正極材料造成損害,尤其是對高鎳正極,鋰溶出很厲害,會導(dǎo)致漿料 PH 值升高和容量下降,涂覆時一般在隔膜靠近正極的一端涂覆有機物搭配油性溶劑,在隔膜靠近負極的一端涂覆無機物搭配水性溶劑;4)單面雙層有機物&無機物涂覆(下圖右一),該涂覆工藝在一面涂覆一層無機物,接著涂覆一層有機物,雙層涂覆的優(yōu)點是有機物涂覆在無機物上面能防止無機物粉體脫落;5)

11、雙面雙層有機物&無機物涂覆(下圖右二);6)雙面單層有機物&無機物混合涂覆(下圖右三),該涂覆工藝將陶瓷顆?;旌显?PVDF 熔融液中。圖表 9:不同涂覆材料的特點和主要應(yīng)用領(lǐng)域注: 此處有機物涂覆粒子用 PVDF 作為例子,有機涂覆材料還包括芳綸、PMMA 等¡ 涂覆材料關(guān)鍵性能指標(biāo)與鋰電池的安全性等息息相關(guān)。無機涂覆材料 評判標(biāo)準中,純度、磁性異物、中位粒徑等為核心指標(biāo),其中磁性異 物的控制影響鋰電池自放電現(xiàn)象發(fā)生的概率,與電池的安全性能相關(guān) 聯(lián),而中位粒徑?jīng)Q定電池的充放電效率。有機涂覆材料評判標(biāo)準中, 粒子的分子量分布、結(jié)晶度、機械性能以及磁性異物含量為核心指標(biāo)

12、。圖表 10:有機及無機涂覆材料的核心指標(biāo)指標(biāo)量化標(biāo)準無機物(氧化鋁、勃姆石)純度99%-99.99%純度決定熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性,但隔膜涂覆純度要求不是很高磁性異物尺寸為 100m以上的磁性異物數(shù)量<5 個/Kg關(guān)鍵指標(biāo),金屬銅、鐵、鋅等,金屬雜質(zhì)影響鋰離子轉(zhuǎn)移,形成鋰電池自放0.2-3m0.03-20m縮變高導(dǎo)致性能變差機械性能-純度高導(dǎo)致材料的機械強度高,耐酸堿性能強磁性異物10PPM從管道、反應(yīng)釜里帶來的磁性異物需把控在要求范圍內(nèi)壹石通招股說明書,電現(xiàn)象粒徑主要看中位粒徑;分布越窄、涂覆的厚度越均一,顆粒間的空隙越均勻,鋰離子通過越順暢,快充快放的效率越高有機物(PVDF、芳綸)

13、分子量分布保證分子量分布均一,PVDF 分子量過低會導(dǎo)致粘結(jié)性不夠,混合一起涂容易導(dǎo)致極片剝離,而分子量過高會導(dǎo)致粘度過大,影響厚度及透氣性結(jié)晶度50%結(jié)晶度過高會導(dǎo)致涂層過硬,發(fā)生褶皺形變導(dǎo)致涂層出現(xiàn)裂痕、脫落,熱收- 9 -1.4 涂覆材料市場空間測算:2025 年超 140 億元¡ 涂覆材料市場空間 2025 年預(yù)計超 140 億??紤]到不同涂覆結(jié)構(gòu)類型在市場中占比不同,假設(shè) 2022 年,雙面單層涂覆(無機物)/雙面單層或單面雙層涂覆(有機物&無機物)/單面單層涂覆(無機物)/其他涂覆( 有機物&無機物) 分別 占比為 9%/19%/67%/5%。 假設(shè) 20

14、22/2023/2024/2025 年 全 球 鋰 電 池 合 計 需 求 為 693/1078/1531/2231GWh,在 70%涂覆膜良品率下,對應(yīng)全球涂覆隔膜需求分別為 157/236/326/462 億平,年復(fù)合增速在 40%以上,對應(yīng)隔膜用無機涂覆材料需求分別為 11.66/17.32/24.17/35.20 萬噸,對應(yīng)隔膜用有機涂覆材料需求分別為 1.64/2.62/4.34/7.46 萬噸;假設(shè)極片邊緣涂覆單 GWh 用量為 50 噸, 極片邊緣涂覆滲透率分別為 51%/58%/67%/77%, 對 應(yīng) 極 片 邊 緣 涂 覆 材 料 需 求 為 1.76/3.14/5.12/

15、8.59 萬噸。假設(shè)無機涂覆材料平均價格在 1.9-2 萬元/噸,有機涂覆材料平均價格在 7-9 萬元/噸,極片邊緣涂覆材料價格在 1.9-2 萬元/噸,根據(jù)我們的測算 2022/2023/2024/2025 年,涂覆材料市場空間分別為 39.04/59.52/88.84/140.92 萬噸,年復(fù)合增速在 50%以上。圖表 11:全球涂覆材料市場空間測算(億元)項目201920202021E2022E2023E2024E2025E全球鋰電池合計(GWh)246305465693107815312231高鎳三元213969112207383708中鎳三元117140192241289347417

16、鈷酸鋰33353739424447LFP76911683015407561059單位 GWh LFP電池隔膜用量(億平)0.210.210.170.160.160.150.14單位 GWh 三元電池隔膜用量(億平)0.150.150.140.140.130.120.12單位 GWh 鈷酸鋰電池隔膜用量(億平)0.140.130.120.110.110.100.10高鎳三元隔膜出貨量(億平)4.368.3213.8621.2737.5766.39117.29中鎳三元隔膜出貨量(億平)24.7229.4838.6445.8752.5660.2469.03鈷酸鋰電池隔膜出貨量(億平)6666667L

17、FP電池隔膜出貨量(億平)22274069118158211涂覆比例71%74%76%77%79%83%88%三元79%82%85%88%91%94%96%其中:高鎳三元100%100%100%100%100%100%100%其中:中鎳三元75%77%80%82%84%87%90%鈷酸鋰100%100%100%100%100%100%100%LFP53%57%61%65%70%74%80%涂覆膜良品率54%59%68%70%72%74%77%全球涂覆隔膜需求(億平)7689111157236326462YOY16%25%42%50%38%41%不同涂覆類型占比100%100%100%100%1

18、00%100%100%比例:雙面單層/無機+無機7%8%9%9%9%10%10%比例:雙面單層或單面雙層/有機+無機17%17%18%19%21%25%28%比例:單面單層/無機69%66%63%67%65%59%50%比例:其他7%9%10%5%4%6%11%無機材料單平單面涂覆重量(克/平)6.676.646.606.536.466.386.29有機材料單平單面涂覆重量(克/平)3.954.114.224.314.324.264.09隔膜用無機涂覆材料需求(萬噸)5.806.878.6811.6617.3224.1735.20YOY18%26%34%49%40%46%隔膜用有機涂覆材料需求

19、(萬噸)0.710.961.341.642.624.347.46YOY35%40%22%60%65%72%極片邊緣涂覆材料單位用量(噸/GWh)50505050505050極片邊緣涂覆滲透率(%)15%23%34%51%58%67%77%極片邊緣涂覆材料需求(萬噸)0.180.340.791.763.145.128.59- 10 -無機涂覆材料平均價格(萬元/噸)2.32.22.02.02.02.01.9有機涂覆材料平均價格(萬元/噸)9.18.47.97.57.27.27.5極片邊緣涂覆材料平均價格(萬元/噸)2.32.22.02.02.02.01.9涂覆材料市場空間(億元)20.4924.

20、1029.4839.0459.5288.84140.92YOY18%22%32%52%49%59%來源:測算圖表 12:涂覆材料市場空間預(yù)測(億元)圖表 13:無機&有機涂覆材料市場需求預(yù)測(萬噸)160.00140.00120.00100.0080.0060.0040.0020.000.00涂覆材料市場空間(億元)YOY140.9239.042019 2020 2021E 2022E 2023E 2024E 2025E70%60%50%40%30%20%10%0%40.0030.0020.0010.000.00隔膜用無機涂覆材料需求(萬噸) YOYYOY35.2011.66.461.

21、647隔膜用有機涂覆材料需求(萬噸)20192020 2021E 2022E 2023E 2024E 2025E80%60%40%20%0%來源:測算測算圖表 14:不同涂覆結(jié)構(gòu)在下游中占比預(yù)測(2022 年)比例:雙面單層/無機+無機比例:雙面單層或單面雙層/有機+無機比例:單面單層/無機比例:其他來源:測算1.5 涂覆材料成本測算:看好勃姆石擁有長期成本優(yōu)勢¡ 無機涂覆材料成本低,芳綸涂覆成本最高。我們選取主流的涂覆材料 進行成本對比,材料包括勃姆石、進口(日本)氧化鋁、國產(chǎn)氧化鋁、電池涂覆級 PVDF、對位芳綸、PMMA。假設(shè):1)1GWh 涂覆隔膜用 量為 0.17 萬平;2

22、)涂覆膜良品率 70%;3)無機涂覆材料單層涂覆厚 度為 2um,有機涂覆材料單層涂覆厚度為 1.5um,其中 PMMA 單層涂 覆厚度為 2.5um;4)單位價格勃姆石/進口氧化鋁/國產(chǎn)氧化鋁/PVDF/ 芳綸/PMMA 分別為 2/3.5/1.9/10/20/1.85 萬元/噸;5)人工、能耗、折 舊成本,勃姆石/進口氧化鋁/國產(chǎn)氧化鋁/PVDF/芳綸/PMMA 分別為 0.2/0.2/0.2/0.35/0.4/0.2 元/平。根據(jù)我們的測算,勃姆石/進口氧化鋁/ 國 產(chǎn) 氧 化 鋁/PVDF/芳 綸/PMMA單 位 材 料 成 本 分 別 為 0.17/0.35/0.21/0.38/0.

23、62/0.20 元/平,單 GWh 總 成本分別為 296/595/360/648/1049/337 萬元/GWh,勃姆石具有最低的單平涂覆材 料成本和單 GWh 涂覆成本。- 11 -圖表 15:隔膜涂覆材料單平成本測算(2022 年)產(chǎn)品勃姆石進口氧化鋁國產(chǎn)氧化鋁PVDF芳綸PMMA型號BG-611日本 AI2O3FJA-0719LGB對位芳綸旭化成 80N1GWh 涂覆隔膜用量(m2)170000001700000017000000170000001700000017000000良品率70%70%70%70%70%70%涂覆厚度(um)2221.51.52.5比重(g/cm3)3.053

24、.53.91.781.443.0單平單面涂覆層涂覆材料重量(g/m2)6.177.82.672.167.51GWh 電池對應(yīng)涂覆材料重量(噸)1481701896552182單位價格(萬元/噸)23.51.910201.85人工、能耗、折舊成本(元/平)0.20.20.20.350.40.2對應(yīng)單平涂覆材料成本(元/平)0.170.350.210.380.620.20對應(yīng)單平總成本(元/平) 0.370.550.410.731.020.40對應(yīng)單 GWh 成本(萬元/GWh)2965953606481049337來源:測算注 1: 單 GWh 電池所需涂覆材料使用量 = 單GWh 動力電池中涂

25、覆隔膜的使用量 / 隔膜生產(chǎn)良品率 * 單位涂覆層涂覆材料重量;其中單位涂覆層涂覆材料重量 = 涂覆層厚度 * 涂覆材料密度注 2: 產(chǎn)品價格為當(dāng)期批發(fā)價格,表格數(shù)據(jù)為研究員測算,僅供參考;注 3: 該測算假設(shè)單面涂覆層數(shù)僅為 1,現(xiàn)實情況可進行單面多層涂覆,單位用量及成本將增加圖表 16:隔膜涂覆單平材料成本(元/平)圖表 17:涂覆材料單 GWh 成本(萬元/GWh)1.020.730.550.370.410.401.201.000.800.600.400.200.00對應(yīng)單平總成本(元/平)對應(yīng)單平材料成本(元/平)PMMA芳綸PVDF國產(chǎn)氧化鋁進口氧化鋁勃姆石對應(yīng)單GWh成本(萬元/G

26、Wh)020040060080010001200公司公告,測算公司公告,測算¡ 涂覆材料成本分析一:涂覆材料成本可拆分為原材料成本和加工成本。其中:原材料成本包含勃姆石、氧化鋁、PVDF、PMMA、芳綸等涂覆 材料,以及增稠劑、分散劑、粘合劑等添加劑的采購成本;加工成本包含水性加工或者油性加工所涉及的人工、能耗、折舊成本,取決于溶劑的選擇。我們分別對原材料成本及加工成本進行拆分分析。圖表 18:不同涂覆材料涂覆成本拆分(%)項目 涂覆材料 原材料成本占比 加工成本占比 勃姆石45.3%54.7%水性涂覆國產(chǎn)氧化鋁52.7%47.3%進口氧化鋁63.5%36.5%油性涂覆PVDF48.

27、1%51.9%公司公告,測算芳綸59.9%40.1%¡ 涂覆材料成本分析二:原材料成本結(jié)構(gòu)分析。我們通過對比勃姆石、芳綸、PVDF 的原材料成本結(jié)構(gòu),得出勃姆石原材料成本中制造費用占比最大,長期降本空間較其他材料更優(yōu)。1)勃姆石:參考壹石通 2021 年公告發(fā)行人及保薦機構(gòu)回復(fù)意見(二),勃姆石制造費用占比 35.6%,原材料/燃動力占比分別為 38.2%/26.2%,考慮到國內(nèi)勃姆石制造剛起步,制造商在建工程轉(zhuǎn)固較大導(dǎo)致折舊費用大幅增加,加之新產(chǎn)線投產(chǎn)初期生產(chǎn)效能尚有待優(yōu)化,產(chǎn)品單位成本上升;我們認為,勃姆石制造費用中折舊及人工費- 12 -圖表 19:涂覆材料原材料成本拆分(%)

28、用均有較大下降空間。2) 芳綸:參考泰和新材 2020 年財報,芳綸材料原材料占比 67%,制造費用/燃動力占比分別為 20.3%/12.7%,芳綸原材料成本占比較高,目前國內(nèi)頭部公司如泰和新材通過酰氯自產(chǎn)、增大采購量、老舊產(chǎn)能臵、以及降低投資密度等來降低原料、人工、能耗成本;預(yù)計芳綸材料綜合成本仍將保持下降。3) PVDF:參考東陽光 2021 年財報,PVDF 原材料占比約 62.9%,制造費用/燃動力占比分別為 20.3%/20.5%。未來 1-2 年來看,PVDF的價格預(yù)計保持高位,主要系 R142b 受到國家限額,能評、環(huán)評取得難度高,22-23 年新增產(chǎn)能有限;同時,鋰電級 PVD

29、F 要求 20-30 多個評估指標(biāo),普通 PVDF 僅 3-5 個左右,據(jù)上市公司口徑僅 30%的 PVDF 符合電池級。但長期看,考慮到 PVDF 主要材料 R142b 中制造費用占比超過 47%,且目前 PVDF 利潤率在 60%以上(按照 15 萬元/噸隔膜涂覆料口徑),我們認為遠期 PVDF 成本將下降。涂覆材料項目占比 制造費用35.6%公司公告,勃姆石PVDF芳綸原材料38.2%燃動力26.2%制造費用16.4%原材料62.9%燃動力20.5%制造費用20.3%原材料67.0%燃動力12.7%¡ 涂覆材料成本分析三:加工成本結(jié)構(gòu)分析。加工成本包含水性加工成本或者油性加工成

30、本,取決于溶劑的選擇。水性加工難度更低,在常溫下將涂覆材料摻在水里制成懸濁液,而油性加工則需要高溫下將有機物在溶劑里熔融,期間高分子發(fā)生玻璃態(tài)轉(zhuǎn)換呈彈性體,不再是剛性物質(zhì),過程較水性加工更為復(fù)雜、難控制。通過測算,水性涂覆加工成本約 0.2 元/平,其中人工/能耗/折舊占比分別為 40%/40%/20%,各涂覆材料之間差異化不大。我們重點分析油性涂覆加工成本,其中 PVDF 涂覆加工成本約 0.35 元/平,芳綸涂覆加工成本約 0.4 元/平,二者差異主要體現(xiàn)在芳綸的人工成本更高(0.28 元/平),占比總加工成本的 70%,PVDF 人工費用約 0.2 元/平,占比 57%。目前國內(nèi)芳綸涂覆

31、尚未量產(chǎn),涂覆工藝常年被海外壟斷,國內(nèi)芳綸涂覆對工人的技術(shù)、經(jīng)驗要求較高,對應(yīng)人工成本較高;隨著芳綸國產(chǎn)化加速發(fā)展,我們認為人工成本比例將下降,有望改善產(chǎn)品綜合成本。圖表 20:隔膜涂覆材料單平單面加工成本拆分(元/平,%)涂覆材料制造費用拆分,按價值量:項目 勃姆石 氧化鋁 芳綸 PVDFPMMA人工0.0800.0800.2800.2000.080能耗0.080.0800.0800.1000.080折舊0.040.0400.0400.0500.040合計0.20.20.40.350.2涂覆材料制造費用拆分,按比例:項目 勃姆石 氧化鋁 芳綸 PVDFPMMA人工40.0%40.0%70.0

32、%57.1%40.0%能耗40.0%40.0%20.0%28.6%40.0%折舊20.0%20.0%10.0%14.3%20.0%合計100%100%100%100%100%來源:公司公告,- 13 -圖表 21:芳綸涂覆成本結(jié)構(gòu)拆分(%)芳綸NMP增稠劑分散劑粘合劑人工 能耗 折舊項目占比 芳綸56.3%原材料37.7%制造費用7.4%燃動力7.2%NMP2.9%增稠劑0.4%分散劑0.6%粘合劑2.1%人工29.2%能耗8.3%折舊4.2%合計100.0%原材料 制造費用燃動力芳綸涂覆成本中芳綸采購成本(56.3 )、人工費用(29.2 )占比較大,國產(chǎn)化后有望降低芳綸涂覆成本公司公告,&

33、#161; 涂覆材料成本總結(jié):看好勃姆石擁有長期成本優(yōu)勢。根據(jù)上述分析,勃姆石搭配的水性溶劑加工成本更低(0.2 元/平,油性溶劑加工成本在 0.35-0.4 元/平),且勃姆石原材料本身仍然有較大下降空間(制造及能耗成本在原材料成本中占比超 60%),我們認為中長期勃姆石的低成本優(yōu)勢將保持。芳綸涂覆目前原材料成本、人工成本占比較大(56%、29%),我們認為隨著國產(chǎn)化不斷推進,該項成本將持續(xù)改善。此外,芳綸廠提供給涂覆廠的芳綸溶液中所含溶劑,對下游隔膜廠環(huán) 保處理成本較高,目前泰和新材已有意向就溶劑處理與隔膜廠進行合 作,同時未來或?qū)⒅苯咏桓斗季]材料,此類費用預(yù)計將改善,芳綸性 價比將逐步體

34、現(xiàn),提升產(chǎn)品的價格競爭力。圖表 22:勃姆石涂覆成本結(jié)構(gòu)拆分(%)勃姆石水項目占比 勃姆石33.4%原材料38.2%粘合劑分散劑粘合劑6.0% 分散劑4.5%增稠劑增稠劑1.4%人工人工21.9%能耗能耗21.9%折舊折舊10.9%合計100.0%制造費用35.6%燃動力26.2%水0.0%原材料 制造費用燃動力壹石通招股說明書,圖表 23:芳綸一般以溶液形式出品到下游涂覆廠芳綸溶液 隔膜 芳綸溶液中的溶劑對環(huán)境污染較大,溶劑處理成本較高,我們認為系阻礙芳綸目前應(yīng)用于鋰電涂覆領(lǐng)域的原因之一公司財報,- 14 -二、無機涂覆市場:滲透率不斷攀升,勃姆石后來居上2.1 無機涂覆好處多,勃姆石份額崛

35、起¡ 無機涂覆材料里氧化鋁&勃姆石應(yīng)用比例高。無機涂覆較有機涂覆和有機無機混合涂覆技術(shù)更加成熟,無機涂覆隔膜的可拉伸強度和熱收縮率更好,同時成本更低,經(jīng)濟可行性更好。無機涂覆材料可以提高隔膜的絕緣性,降低鋰電池的短路率,同時提高良品率及安全性,在各類涂覆材料中占據(jù)主導(dǎo)地位。無機涂覆材料中,勃姆石和氧化鋁占據(jù)主要的市場,近年來勃姆石的份額不斷提升,同時下游反饋部分電池廠在和車企做原材料變更認證,將勃姆石作為涂覆材料替代氧化鋁; 2020 年,勃姆石在無機涂覆 市場中份額約 41%, 我們預(yù)計 2022/2023/2025 年,勃姆石份額將提升至 52%/60%/79%。圖表 2

36、4:勃姆石與氧化鋁的產(chǎn)品外貌及掃描電鏡下形態(tài)圖表 25:無機涂覆市場結(jié)構(gòu)及預(yù)測(%)產(chǎn)品產(chǎn)品外貌掃描電鏡下的形態(tài)勃姆石氧化鋁無機涂覆里氧化鋁占比無機涂覆里勃姆石占比68%79%52%60%36%41%45%120%100%80%60%40%20%0%201920202021E 2022E 2023E 2024E 2025E壹石通招股說明書,GGII,壹石通招股說明書,2.2 勃姆石性價比優(yōu)異,對氧化鋁形成替代¾ 勃姆石較氧化鋁在性能指標(biāo)上具有絕對優(yōu)勢。氧化鋁作為陶瓷涂覆材料,能夠顯著提高聚烯烴隔膜的綜合性能,但氧化鋁存在如硬度大、成本高、對設(shè)備磨損嚴重等問題,在一定程度上影響了其作為

37、陶瓷涂覆材料在電池隔膜中的應(yīng)用。勃姆石作為一種新興的陶瓷涂覆材料,具有硬度小、成本低、含水溶性鈉離子少等特性,能夠彌補氧化鋁作為聚烯烴隔膜涂覆材料的不足。1) 面密度:氧化鋁的面密度為 3.9g/m2,勃姆石的面密度僅為 3.05g/m2,勃姆石的應(yīng)用將顯著降低陶瓷涂層的總重量和鋰電池的制造成本。2) 比表面積&水溶性 Na+:勃姆石比表面積為 5m2/g,低于氧化鋁的6.3m2/g,同時勃姆石的水溶性 Na+的含量(0.002%)顯著低于氧化鋁(0.036%),可減少對水分的吸收,對鋰電池的電化學(xué)性能的改善起到積極影響。3) 莫氏硬度:氧化鋁的莫氏硬度為 9,是勃姆石的 3 倍,勃姆

38、石可降低陶瓷涂覆材料對涂覆設(shè)備的影響,進而降低設(shè)備損耗成本。圖表 26:勃姆石與氧化鋁的材料性能指標(biāo)對比鋁化合物 氧化鋁 勃姆石 晶體結(jié)構(gòu) 𝛼 𝐴𝑙2 𝑂3𝛾 𝐴𝑙𝑂𝑂𝐻莫氏硬度 93面密度( g/m 2)3.93.05比表面積( m 2/g)6.35水溶性 Na+( %)0.0360.002鋰離子電池用聚乙烯隔膜改性及其性能研究,- 15 -¡ 勃姆石涂覆膜具備更加優(yōu)異的機械性能。鋰電池隔膜需要有一定的機械強度,以防止隔膜失

39、效引起的安全問題,涂覆勃姆石后的聚乙烯隔膜較涂覆氧化鋁的聚乙烯隔膜具備更高的拉伸強度、更優(yōu)的斷裂伸長性能,除此之外,涂覆勃姆石后的隔膜也具有更加優(yōu)異的刺穿強度和剝離強度,綜上,對比氧化鋁,勃姆石具備更加優(yōu)異的機械性能。圖表 28 中 b)所示,原始聚乙烯隔膜在 130 度下發(fā)生明顯的熱收縮(左一),涂覆隔膜保持其原始狀態(tài),未發(fā)生變形。當(dāng)溫度升至 170 度時,氧化鋁涂覆隔膜也發(fā)生較大收縮(左二),而勃姆石涂覆隔膜尺寸幾乎沒有任何變化(左三)。勃姆石具備更加優(yōu)異的熱穩(wěn)定性,主要系勃姆石離子涂層和基體隔膜具有更好的界面結(jié)合力,使得勃姆石涂層充當(dāng)支撐骨架以抵抗高溫下聚乙烯基膜的熔融收縮。圖表 27:

40、PE、PE-氧化鋁和 PE-勃姆石隔膜的機械性能參數(shù) PEPE-氧化鋁 PE-勃姆石 拉伸強度( Mpa)55.2759.361.78斷裂伸長率( %)81161171穿刺強度( N)5.676.146.55剝離強度( kN/m)-0.10.3來源:鋰離子電池用聚乙烯隔膜改性及其性能研究,圖表 28:PE、PE-氧化鋁、PE-勃姆石隔膜a)應(yīng)力-應(yīng)變曲線圖;b)樣品在 130 度和 170 度,0.5 小時條件下熱處理來源:鋰離子電池用聚乙烯隔膜改性及其性能研究,¡ 勃姆石涂覆膜具備更好的電解液親液性能。鋰電池中,電解液是鋰離 子在正負極之前遷移的載體,電解液主要儲存于隔膜的微孔間,

41、隔膜 的微孔所能儲存的電解液的量稱之為隔膜的吸液率。涂覆鋁化合物的 PE 基膜表現(xiàn)出與電解液較好的親和性,相較于氧化鋁,勃姆石涂覆隔 膜的吸液率更高,達到 187%,而 PE 基膜與氧化鋁涂覆膜的吸液率分 別為 126%、144%。親水性接觸角測試下,PE 隔膜與水親和性較差,接觸角大于 177 度,勃姆石涂覆膜比氧化鋁涂覆膜表現(xiàn)出更好的濕潤 性能,與電解液的親液性能更優(yōu)。- 16 -圖表 29:PE、PE-氧化鋁和 PE-勃姆石隔膜的物理性能測試參數(shù) PEPE-氧化鋁 PE-勃姆石 接觸角(度) 11711.65.7孔隙率(%)55.7455.255.63吸液率(%)126144187離子電

42、導(dǎo)率( mS/cm)0.550.751來源:鋰離子電池用聚乙烯隔膜改性及其性能研究,圖表 30:電解液親和性(接觸角)測試a)PE 隔膜;b)氧化鋁涂覆膜;c)勃姆石涂覆膜來源:鋰離子電池用聚乙烯隔膜改性及其性能研究,¡ 勃姆石更具性價比,對氧化鋁形成替代。無機物采用水性漿料,其成 本大致可拆分為漿料成本+制造成本,其中漿料包括陶瓷材料、水、粘 合劑、分散劑、增稠劑;制造費用包含人工、能耗、折舊。根據(jù)測算,單平陶瓷涂覆材料成本中占比較大的有陶瓷、人工、能耗及折舊成本,分別占比約 45%、18%、18%、9%。當(dāng)前價格下,勃姆石、氧化鋁的 單位成本差別不大:按照勃姆石、進口氧化鋁、國產(chǎn)

43、氧化鋁的單位價 格分別為 2.0、3.5、1.9 萬元/噸計算,單平成本分別為 0.37、0.55、0.41 元/平,其中單平材料成本分別為 0.17、0.35、0.21 元/平,制造成本均為 0.20 元/平左右,包含加工、設(shè)備折舊等費用??紤]到勃姆石性能指標(biāo)優(yōu)勢強于氧化鋁,二者成本差異較小,我們認為勃姆石綜合性價比更高,對氧化鋁形成替代。圖表 31:單平陶瓷涂覆材料成本拆分(元/平;%)圖表 32:單平陶瓷涂覆材料成本結(jié)構(gòu)(%)項目用量 用量單位 單價 單價單位 成本 成本單位 占比 陶瓷10g2萬/噸0.200元/平45.1%水15g5元/噸0.000元/平0.0%粘合劑1.1g2萬/噸

44、0.022元/平5.0%分散劑0.66g2.5萬/噸0.017元/平3.7%增稠劑0.25g2萬/噸0.005元/平1.1%0.600.40對應(yīng)單平總成本(元/平)對應(yīng)單平材料成本(元/平)人工 能耗/0.080元/平18.0%0.080元/平18.0%0.20折舊0.040元/平9.0%合計/0.444元/平 100.0%0.000.550.370.41勃姆石進口氧化鋁國產(chǎn)氧化鋁來源:測算注 1: 產(chǎn)品價格為當(dāng)期批發(fā)價格,表格數(shù)據(jù)為研究員測算,僅供參考;注 2: 該測算假設(shè)單面涂覆層數(shù)僅為 1,現(xiàn)實情況可進行單面多層涂覆,單位用量及成本將增加來源:測算2.3 勃姆石有效產(chǎn)能有限,市場出現(xiàn)小幅

45、供不應(yīng)求¡ 勃姆石制造工藝復(fù)雜,掌握核心工藝的企業(yè)屈指可數(shù)。并不是所有勃姆石都可以做電池隔膜,真正的勃姆石是純 相的(下圖左),結(jié)晶非常規(guī)則,粒度分布均一,可以得到理想的陶瓷涂層。-勃姆石制造工藝復(fù)雜、難度較大,要求精準控制生產(chǎn)過程工藝參數(shù),減少磁性異物的引入,對原材料加料量、反應(yīng)參數(shù)、反應(yīng)溫度、反應(yīng)流量等工藝深入理解,目前全球掌握該技術(shù)的企業(yè)屈指可數(shù)。根據(jù)粉體圈,目前國內(nèi)勃姆石的生產(chǎn)企業(yè)有 20 多家,僅安徽壹石通材料科技股份有限公司- 17 -和中國鋁業(yè)鄭州有色金屬研究院有限公司等為數(shù)不多的企業(yè),已經(jīng)能夠產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用于鋰電陶瓷隔膜的勃姆石產(chǎn)品。圖表 33:純相的勃姆石-形狀潔凈規(guī)整

46、,粒度分布均一,可以得到理想的陶瓷涂層圖表 34:含雜項的勃姆石-無定型的不規(guī)則礦物,粒度分布很不均一,無法制漿料,無法涂覆均勻來源:粉體圈,來源:粉體圈,¡ 有 效 產(chǎn) 能 釋 放 少 , 勃 姆 石 供 需 趨 緊 。 根據(jù)我們的測算, 2021/2022/2023 勃姆石供需缺口(供給-需求)為- 0.25/-0.18/0.29 萬噸,全球供給僅小幅超過需求 ;2022 年單季度供需缺口 Q1/Q2/Q3/Q4 分別為-0.02/-0.03/-0.05/-0.08 萬噸,由于 2022 年全球有效供給大部分來自于壹石通,而壹石通產(chǎn)能釋放集中在下半年,我們預(yù)計勃姆石將出現(xiàn)供不應(yīng)求

47、。圖表 35:勃姆石供需平衡表(萬噸)2021202222-q122-q222-q322-q42023全球勃姆石需求(萬噸)4.407.330.661.272.113.3012.67YOY67%91%66%57%73%全球勃姆石供給(萬噸)4.157.150.651.232.053.2112.97壹石通1.603.900.350.671.121.757.00YOY144%91%66%57%79%Nabaltec AG1.001.450.130.250.420.651.65YOY45%91%66%57%14%南非 SASOl0.270.290.030.050.080.130.35YOY10%91%66%57%20%日本河合石灰工業(yè)株式會社0.120.130.010.020.040.060.15YOY10%91%66%57%20%日本大明化學(xué)工業(yè)株式會社0.110.120.010.020.030.050.14YOY10%91%66%57%20%中鋁鄭州研究院0.16

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