2022年電池箔行業(yè)研究報告

2022年電池箔行業(yè)研究報告1.電池鋁箔：電池生產(chǎn)基礎材料鋁箔是鋁延壓加工行業(yè)的產(chǎn)品之一，上游是電解鋁行業(yè)。鋁箔加工企業(yè)從電解鋁企業(yè)采購鋁錠加工生產(chǎn)鋁板帶箔。鋁板帶是指以鋁為主要原料，并且摻雜部分合金元素制造出來的鋁板或者鋁帶，具有質(zhì)輕、包覆性、屏蔽性好、耐腐蝕、強度高等優(yōu)點，成片狀的鋁產(chǎn)品稱為鋁板，厚度大于0.2mm鋁卷材稱為鋁帶；鋁箔一般是指厚度小于0.2mm、斷面為長方形的軋制產(chǎn)品，具有質(zhì)輕、密閉性和包覆性好等優(yōu)點。我國目前是全球最大的電解鋁生產(chǎn)國，巨大的鋁錠產(chǎn)量及潛在可以釋放的產(chǎn)能為下游鋁加工行業(yè)提供了充足的原材料供應。光箔產(chǎn)品定價方式為“鋁錠價+加工費”，加工費盈利較為穩(wěn)定，經(jīng)營業(yè)績受鋁錠價格周期波動的影響較??；涂碳箔定價方式為“一口價”，經(jīng)營業(yè)績受鋁錠價格周期波動的影響較大。鋁箔按厚度可分為雙零箔、單零箔、厚箔鋁板帶。厚箔厚度為0.1～0.2mm；單零箔是指厚度為0.01mm和小于0.1mm/的鋁箔；雙零箔是指厚度以mm為計量單位時小數(shù)點后有兩個零的箔，通常厚度小于0.01的鋁箔，即0.005~0.009mm鋁箔。鋁箔加工工藝較為復雜。目前行業(yè)內(nèi)有兩種常用加工工藝路線：鑄錠熱軋法和雙輥鑄軋法。熱軋是采用半連續(xù)鑄造法將鋁熔體鑄造成扁錠，對大塊的金屬鑄錠在其再結(jié)晶溫度以上進行熱軋和冷軋，軋制成一定厚度的板材作為鋁箔坯料；鑄軋是將鋁熔體通過鑄嘴導入內(nèi)部通有冷卻水的兩個軋輥之間，冷卻水保持流動，兩個不斷轉(zhuǎn)動的軋輥作為結(jié)晶器，鋁液在凝固后立即進行軋制到一定的厚度作為坯料，在鑄軋區(qū)完成凝固和熱軋兩個過程僅需2~3秒。相比而言，熱軋坯料通常質(zhì)量較好更適合于軋制高品質(zhì)的鋁箔產(chǎn)品。鑄錠熱軋法中熱軋坯料要經(jīng)過銑面、銑邊去除表面的氧化層等缺陷，然后經(jīng)過均勻化退火使鋁合金成分均勻化，再經(jīng)過熱軋、冷軋、中間退火等多重工序循環(huán)，有效改善成分偏析、晶粒尺寸等問題。相反鑄軋坯料的質(zhì)量較難控制，鑄軋坯料厚度為3mm～7mm，軋制鋁箔的變形量要小得多，所以鑄軋坯料的質(zhì)量，如氣道、夾雜、偏析、粗大晶粒等缺陷對鋁箔軋制的影響更直接，且由于結(jié)晶條件不同而易導致板邊部與中心以及板上下表面組織成分的不均勻。技術進步促使雙輥鑄軋法被越來越多企業(yè)使用。雙輥鑄軋法也有很大優(yōu)點，連續(xù)鑄軋在建設投入、流程、能耗等方面有突出優(yōu)勢，且可以與電解鋁熔鑄工藝配套，當前鑄軋生產(chǎn)鋁箔坯料的工藝水平不斷提高，從技術、經(jīng)濟兩方面考慮越來越多的企業(yè)將使用鑄軋工藝生產(chǎn)。此外，鼎勝新材申請了專利：一種新能源鋰電池低密度針孔正極集流體用鋁箔材料及其制備方法。該專利技術采用鑄軋-冷軋工藝流程，解決了從電池鋁箔從15um減薄至8-10um以下的技術難題，可以提升新能源鋰電池的能量密度，提高新能源汽車的續(xù)航能力，為鑄軋法使用提供了良好前景。電池鋁箔是電池生產(chǎn)的基礎材料。近年來，隨著鋰離子電池的發(fā)展，鋁箔憑借其良好的導電性能被應用在鋰電池核心部件正集流體上。鋰電池正極采用鋁箔、負極采用銅箔，鋁箔在其中的成本占比為2-3%；鈉電池中，由于鈉不會與鋁發(fā)生反應，故正負極均采用鋁箔，鋁箔在其中的成本占比為5%左右。因鋁的價格更低、密度更小無需充電運輸?shù)忍攸c，故使用鋁箔相較銅箔來說可以降低成本、電池質(zhì)量和運輸風險。電池鋁箔對于各個方面要求顯著高于傳統(tǒng)的鋁箔。第一，潔凈度高，鋁卷中不得混入任何碎屑、粉塵尤其是鐵屑類物質(zhì)；第二，板形要求高，鋁箔表面涂布正極材料的均勻性，對鋰離子電池使用壽命及續(xù)航能力都會大受影響，通常板形需控制在10I以下；第三，機械性能要求高，在保證鋁純度不變的情況下，被要求高抗拉高延伸，要求延伸率≥3%，二者實際上難以兼得；第四，厚度與針孔要求高，厚差要求≤±3%，但鋁箔厚度降低必定造成針孔數(shù)量增多，增加壓延過程造成斷帶的可能性，嚴重影響其品質(zhì)，這對鋁箔又提出了更高的要求；第五，表面要求極高，鋁箔表面不得有暗面亮點、黑油線、麻點等各種表面缺陷，這對鋰離子電池的涂布均勻和壓實工序都直接相關，對鋁箔機臺的清潔度和環(huán)境清潔度要求相當高；第六，達因值要求高，為保證涂布質(zhì)量，鋁箔表面達因應達到31達因以上，甚至有個別客戶要求大于33達因。由于工藝難度高、良率較低、轉(zhuǎn)產(chǎn)成本較高，故決定了行業(yè)內(nèi)一方面新建產(chǎn)線放量難度較大，另一方面?zhèn)鹘y(tǒng)鋁箔轉(zhuǎn)產(chǎn)電池箔意愿不足。2.下游需求超預期，2025年電池箔合計需求量可達92萬噸電池箔的主要下游領域有動力電池、儲能（以磷酸鐵鋰電池為主）、鈉電池等，經(jīng)測算2025年合計需求量可達92萬噸，CAGR48%。電池箔主要在鋰電池的正極和鈉電池的正負極用作集流體，是電池中不可或缺的組成部件之一。集流體作為正負極材料的載體，可以承載活性物質(zhì)并將電極活性物質(zhì)產(chǎn)生的電流匯集并輸出，有利于降低鋰離子電池的內(nèi)阻，提高電池的庫倫效率、循環(huán)穩(wěn)定性和倍率性能。金屬鋁具有價格低廉、抗腐蝕能力強、質(zhì)量輕因而有助于提高電池能量密度等優(yōu)點，常被用在鋰電池的正極和鈉電池的正負極。2.1.新能源汽車持續(xù)景氣，動力電池用鋁箔2025年需求量可達62萬噸動力電池的發(fā)展與新能源車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展高度契合。國務院發(fā)布的《2030年前碳達峰行動方案》提出，到2030年實現(xiàn)清潔能源動力的交通工具占比達到40%，為新能源車市場帶來了巨大的增長空間；海外各國節(jié)能減排持續(xù)推進，新能源車市場爆發(fā)式增長的潛力將繼續(xù)推動動力電池需求的增長。動力電池領域電池箔2025年需求量有望達到62萬噸，CAGR59%。根據(jù)EVsales及中國汽車工業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)，2021年我國新能源汽車銷量354.5萬輛，動力電池裝機量154.42GWh，相較上年同比增長142%；2021年海外新能源汽車銷量295.6萬輛，動力電池裝機量142.38GWh，相較上年同比增長96%。以450噸/GWh的鋁箔用量進行測算，動力領域電池箔需求量有望在2025年達到62萬噸，年復合增速59%。2.2.電化學儲能市場有望超預期，儲能電池箔2023年需求量可達23萬噸新型儲能成為能源領域碳達峰碳中和的關鍵支撐之一。2021年7月23日，《國家發(fā)展改革委、國家能源局關于加快推動新型儲能發(fā)展的指導意見》中指出，到2025年，實現(xiàn)新型儲能從商業(yè)化初期向規(guī)?；l(fā)展轉(zhuǎn)變，市場環(huán)境和商業(yè)模式基本成熟，裝機規(guī)模達30GW以上，新型儲能在推動能源領域碳達峰碳中和過程中發(fā)揮顯著作用。儲能電池領域電池箔2025年需求量有望達到23萬噸，CAGR可達42%。電化學儲能在電力系統(tǒng)中的應用場景廣泛，可分為發(fā)電側(cè)、輸配電側(cè)和用電側(cè)三大場景。由于磷酸鐵鋰電池具有壽命長、充電快、安全性高等優(yōu)點，我國化學儲能目前主要以磷酸鐵鋰電池為主。以550噸/GWh的鋁箔用量測算，預計2025年儲能領域電池鋁箔年需求量23萬噸，CAGR可達42%。2.3.鈉電池量產(chǎn)逐步落地，鈉電池用電池箔2025年需求量有望達6.6萬噸鈉離子電池作為一種新的電池技術路線，行業(yè)仍處于產(chǎn)業(yè)前期，未來成熟應用市場為電動兩輪車市場和電化學儲能市場。鈉離子電池最大的優(yōu)勢在于可實現(xiàn)5-10分鐘的快速充電能力，且無論是能量密度還是循環(huán)壽命，鈉離子電池都顯著優(yōu)于鉛酸電池。相比于鋰離子電池，鈉離子電池有更好的安全性。目前，鈉離子電池的循環(huán)壽命大約是鋰離子電池的65%左右，能量密度比鋰電池低20%。由于鈉離子電池現(xiàn)階段相對于鋰離子電池并沒有明顯的價格優(yōu)勢、能量密度較低、產(chǎn)業(yè)鏈不夠成熟等原因，行業(yè)目前仍處于產(chǎn)業(yè)前期。鈉電池領域電池箔2025年需求量6.6萬噸。鈉離子電池作為一種新的電池技術路線，眾多鋰離子電池企業(yè)入場布局，如寧德時代、鵬輝能源、圣陽股份、中國長城、欣旺達等，目前寧德時代的產(chǎn)能規(guī)劃已落地，并計劃在2023年實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，鈉電池市場有望迎來高速發(fā)展期。鈉電池正負極集流體均采用鋁箔，鈉電池中鋁箔用量是鋰電池的2倍以上，每Gwh鈉電池需要鋁箔900噸。綜上，三大下游市場拉動行業(yè)高增長，2025年全球電池鋁箔需求量92萬噸，CAGR48%。3.行業(yè)壁壘高企，競爭格局穩(wěn)定3.1.電池箔技術要求比傳統(tǒng)鋁箔更高鋁壓延加工行業(yè)技術含量高、工藝復雜、設備精度要求高。鋁箔加工流程是鋁加工工業(yè)中加工工序最多、厚度最小、難度最大的鋁材產(chǎn)品。鋁箔生產(chǎn)過程涉及多個復雜的軋制工藝和熱處理工序：鋁合金熔鑄、均勻化、鑄軋、冷軋、中間退火、箔軋，每個環(huán)節(jié)都存在技術難點，knowhow屬性強，各個環(huán)節(jié)緊密相扣且會對最終的成品率產(chǎn)生影響。電池箔相比傳統(tǒng)鋁箔版型要求更高。電池鋁箔厚差要求≤±3%、表面質(zhì)量要求嚴格、延伸率≥3%、達因值≥31；而傳統(tǒng)鋁箔厚差≤±5%、表面要求除輥眼外無其他量化要求、延伸率≥1.5%、達因值30即可。合金調(diào)配及熔鑄過程控制更嚴格：對合金雜質(zhì)的控制，以及如何在不斷減薄的同時通過合金調(diào)劑提升鋁箔質(zhì)量是行業(yè)內(nèi)第一道技術壁壘。通過在鋁錠熔煉過程中添加各種微量元素來調(diào)整鋁箔性能，電池箔的多項技術指標對合金微觀組織結(jié)構(gòu)要求互相沖突，需要掌握一定調(diào)劑比例，因此電池箔的合金調(diào)配需要有豐富的鋁箔生產(chǎn)經(jīng)驗，通過合適的合金成分及工藝設計，控制好固溶及析出量，平衡加工硬化及加工軟化之間的矛盾，保持高導電率高強度的同時，提高集流體電池箔延伸率。電池箔厚度減薄，氣泡、外來雜質(zhì)等缺陷隨之暴露，熔鑄過程控制至關重要。設備精度要求高：測厚儀、工作輥、版型控制儀是關鍵設備，除此之外還應考慮軋制油和添加劑的更換。電池用鋁箔厚度有不斷減薄趨勢，對生產(chǎn)技術是極大挑戰(zhàn)；工作輥直接跟鋁箔進行接觸，其細膩程度、粗度會影響鋁箔版型、表面質(zhì)量。為保證鋁箔生產(chǎn)的穩(wěn)定性和產(chǎn)品質(zhì)量，降低針孔數(shù)，鑄軋輥表面粗糙度的控制標準是粗糙度控制在0.8μm～1.0μm范圍內(nèi)，粗糙度波動范圍控制在小于0.013μm范圍內(nèi)；中軋輥表面粗糙度為0.03μm～0.05μm；箔軋輥表面粗糙度控制在0.02μm～0.03μm。軋制速度范圍難以掌控：高軋制速度可顯著增加變形區(qū)油膜厚度，減少摩擦因數(shù)，且高速軋制的熱效應產(chǎn)生的動態(tài)回復可使箔材發(fā)生顯著的加工軟化，故提高軋速是加大道次加工率和提高生產(chǎn)效率的有效途徑。但同時速度過高不利于板形的控制，箔材表面光亮度也變差。軋制電池鋁箔成品時通常速度不宜大于600m/min。3.2.認證和建設周期長，原有合作關系難以動搖鋁板帶箔下游行業(yè)發(fā)展均較為成熟，認證標準高、驗證周期長，合作關系穩(wěn)固。電池箔直供電池廠需滿足ISO/TS16949認證，該認證為國際汽車行業(yè)的技術規(guī)范，認證要求至少具備一年的連續(xù)生產(chǎn)過程。認證通過后由電芯廠進行初審，如果之前未涉足過汽車領域的業(yè)務，第一次審核通常難以通過，需進行審改；審改通過后為電池充放電測試，即終試，持續(xù)時間大概9個月。綜上，電池箔廠商完成首次認證基本需要2年的時間，一旦通過認證進入企業(yè)的供應鏈體系，電池廠會重視合作關系不會輕易更換供應商，且行業(yè)的核心特點是產(chǎn)品高度定制化，所以客戶轉(zhuǎn)換成本高將更傾向于維持原有供應關系，加劇了其他廠商入行難度，新進入者面臨著認證壁壘，難以撼動現(xiàn)有優(yōu)勢企業(yè)的行業(yè)地位。3.3.企業(yè)資金實力要求高鋁壓延加工行業(yè)投資規(guī)模大、建廠能耗限制大，對企業(yè)資金實力有一定要求。從上游采購鋁錠體量大耗費資金，生產(chǎn)建設過程對設備要求高，引進先進設備等價格昂貴的固定資產(chǎn)也需占用大量資金，且行業(yè)內(nèi)生產(chǎn)特點具有顯著規(guī)模經(jīng)濟效應，只有資金實力強大的企業(yè)才能投入大量固定資產(chǎn)等資源獲得該優(yōu)勢。因此對新進入者形成壁壘，實力較弱的小企業(yè)難以實現(xiàn)長足發(fā)展。以龍頭企業(yè)鼎勝新材為例，年研發(fā)費用高達6億多，是行業(yè)內(nèi)唯一能做8-10μm的產(chǎn)品的企業(yè)，并且有自己的專利技術。3.4.人才短缺制約企業(yè)競爭力提高人才是生產(chǎn)技術的關鍵驅(qū)動因素。高技術人才可以為企業(yè)批量生產(chǎn)性能優(yōu)越、質(zhì)量穩(wěn)定的產(chǎn)品提供了堅實的技術與管理支持然而行業(yè)內(nèi)大部分企業(yè)人才短缺制約企業(yè)規(guī)劃發(fā)展。箔軋主操手的培養(yǎng)周期長、成本高，即便資本投入充足，也難以在短期內(nèi)上量。新進入者和規(guī)模優(yōu)勢不明顯的小企業(yè)缺乏技術積累及吸引人才的平臺，顯著制約企業(yè)的競爭力提高。4.供給缺口短期仍將持續(xù)，龍頭企業(yè)優(yōu)勢顯著擴產(chǎn)周期長+行業(yè)壁壘高，短期供需仍偏緊。截至2021年，國內(nèi)電池鋁箔份額靠前的供應商主要有鼎勝新材、華北鋁業(yè)、萬順新材、神火股份、南山鋁業(yè)等，此外云鋁股份、常鋁股份等企業(yè)也正在快速擴產(chǎn)。但由于電池箔項目通常具有擴產(chǎn)周期較長、產(chǎn)能爬坡較慢的特點，因此國內(nèi)的鋰電鋁箔產(chǎn)能尚未完全釋放。根據(jù)行業(yè)內(nèi)各梯隊公司的電池箔項目建設規(guī)劃，新建電池箔項目至少需要2-3年的周期，并且存在單噸投資額差異較大、關鍵設備尚未國產(chǎn)化、產(chǎn)品驗證周期長等特點。在高技術壁壘下，一方面國內(nèi)電池鋁箔的競爭格局基本固化，其他行業(yè)公司難以進入，全球動力鋰電鋁箔生產(chǎn)廠家主要集中在日本和韓國；另一方面，國產(chǎn)電池箔的良率、一致性與穩(wěn)定性仍有較大提升空間。4.1.擴產(chǎn)周期長印證行業(yè)高壁壘關鍵設備依賴進口影響擴產(chǎn)周期，間接提升行業(yè)壁壘。目前在電池箔的新建項目中，國產(chǎn)設備精度與進口設備有一定差距，使用國產(chǎn)設備對電池箔達產(chǎn)速度和良品率有明顯影響，因此一些關鍵設備仍依賴進口。根據(jù)行業(yè)龍頭鼎勝新材的年產(chǎn)5萬噸動力電池電極用鋁合金箔項目規(guī)劃，即使在項目可研階段就進行設備考察與訂貨，且只進口關鍵部件和少量設備，僅采購設備（考察、訂貨、制造與交付）即需16個月，安裝調(diào)試也需7-8個月，同時設備進場后人員培訓及產(chǎn)能爬坡還需半年到一年時間。過去兩年，由于全球新冠疫情影響，進口設備發(fā)貨延期，設備安裝指導與調(diào)試專家無法到場，進一步延長了項目擴產(chǎn)周期，因此國內(nèi)電池箔擴產(chǎn)產(chǎn)能普遍存在延期情況。產(chǎn)能擴張速度慢于需求增長速度。根據(jù)國內(nèi)各公司擴產(chǎn)規(guī)劃，預計22-24年國內(nèi)電池鋁箔的有效產(chǎn)能分別為29.6、45.5、55.5萬噸，產(chǎn)能擴張速度遠小于需求增長速度。不同廠商單噸投資額差異較大，龍頭企業(yè)優(yōu)勢明顯。由于電池鋁箔的高壁壘屬性，龍頭企業(yè)較二三線企業(yè)具有較大的技術、管理和人才優(yōu)勢。在項目初始投資方面，鼎勝新材、神火股份、萬順新材和東陽光的單噸電池箔平均投資分別為1.22、1.44、2.26和2.93億元。此外，由于項目建成的產(chǎn)能爬坡期較長，爬坡速度也跟各家企業(yè)的工藝水平有關。在這種情況下，電池箔擴產(chǎn)周期往往與規(guī)劃時間不匹配，新投產(chǎn)的電池鋁箔實際出貨量也通常與規(guī)劃產(chǎn)能不一致?？傮w上，龍頭企業(yè)的單位初始投資更小、產(chǎn)能爬坡更快。4.2.高壁壘+高風險，新進入者產(chǎn)能供給有限新進入者+國外供應商無大幅擴產(chǎn)情況下，全球電池箔供需差將擴大。一方面，在技術要求+初始投資+擴產(chǎn)周期+產(chǎn)品驗證周期等多重壁壘下，新進入者需承擔高額風險，預計由新入行企業(yè)帶來的供給增量有限。另一方面，國外動力鋰電池用鋁箔主要來自日本和韓國，供應商有日本東洋鋁業(yè)、日本聯(lián)合鋁業(yè)和韓國樂天集團等，由于高耗能、電力供應等問