2024鋰電池新技術(shù)迭代

鋰電池新技術(shù)迭代鋰電池新技術(shù)迭代/CONTENTS0102033/CONTENTS010203344alpha1N1231alpha10%1betaalpha220-1alpha1TWh320TWh/0.6TWh3022021alpha20221alphaalpha25+ +1 23alpha1N1231alpha10%1betaalpha220-1alpha1TWh320TWh/0.6TWh3022021alpha20221alphaalpha25+ +1 2301 01020304601 01020304601碳中和產(chǎn)業(yè)鏈將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過房地產(chǎn)產(chǎn)業(yè)鏈，成為國民經(jīng)濟第一大支柱產(chǎn)業(yè)。未來幾年發(fā)展清潔能源是個個國家都最重視的產(chǎn)業(yè)美國出IRA 圖：“雙碳”是國家戰(zhàn)略目標(biāo)核心內(nèi)容之一 16%8%202016%57%19%LNG701碳中和產(chǎn)業(yè)鏈將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過房地產(chǎn)產(chǎn)業(yè)鏈，成為國民經(jīng)濟第一大支柱產(chǎn)業(yè)。未來幾年發(fā)展清潔能源是個個國家都最重視的產(chǎn)業(yè)美國出IRA 圖：“雙碳”是國家戰(zhàn)略目標(biāo)核心內(nèi)容之一 16%8%202016%57%19%LNG7鋰電產(chǎn)業(yè)的洗牌與發(fā)展：鋰電將進(jìn)入TWh時代01 20221-10月全球動力電池累計裝車量為389GWh，同比+76.7%。在全球TOP106家中國企業(yè)上榜，合計裝機量226.5GWh，市占率達(dá)到58.2%，較2021年提升7.5pct。2022年1-10月寧德時代裝車量位居首位，裝車137.9GWh，市占率為35.4%，同比+4.3pct；LG新能源位列第二，裝車52.8GWh，市占率為13.6%，同比-7.2pct；比亞迪列第三，裝車52.3GWh，市占率13.4%，同比+4.9pct。TWh20231000萬輛，達(dá)到105061.5%，到2025CAGR達(dá)到45.120231.26TWh。6450 口量 圖：全球動力電池逐月裝機量（GWh）圖：全球動力電池逐月庫存（GWh）40050540350304300202503102000215010020212022120212022008123456789101112123456789101112鋰電產(chǎn)業(yè)的洗牌與發(fā)展：鋰電將進(jìn)入TWh時代01 20221-10月全球動力電池累計裝車量為389GWh，同比+76.7%。在全球TOP106家中國企業(yè)上榜，合計裝機量226.5GWh，市占率達(dá)到58.2%，較2021年提升7.5pct。2022年1-10月寧德時代裝車量位居首位，裝車137.9GWh，市占率為35.4%，同比+4.3pct；LG新能源位列第二，裝車52.8GWh，市占率為13.6%，同比-7.2pct；比亞迪列第三，裝車52.3GWh，市占率13.4%，同比+4.9pct。TWh20231000萬輛，達(dá)到105061.5%，到2025CAGR達(dá)到45.120231.26TWh。6450 口量 圖：全球動力電池逐月裝機量（GWh）圖：全球動力電池逐月庫存（GWh）400505403503043002025031020002150100202120221202120220081234567891011121234567891011129鋰電產(chǎn)業(yè)的洗牌與發(fā)展：鋰電將進(jìn)入TWh時代01 20202025E滲透率突破到一個位置之后，取而代之的很可能是快速的提升而非趨緩。2022年下半年市場多次上調(diào)對下游電動車銷量的預(yù)期。市場由下調(diào)電動車銷量預(yù)期至500萬輛，到現(xiàn)在基本已經(jīng)形成了預(yù)期銷量600-650萬輛的共于2023年以及之后的電動車銷量增長，由于2022年中國新能源汽車滲透率達(dá)到27.6%，市場擔(dān)憂銷量增速隨之趨緩。我們認(rèn)為，這個擔(dān)憂的本質(zhì)是對滲透率定義。我們認(rèn)為，新能源汽車的革命很可能是下一個智能機的革命，滲透率突破到一個位置之后，取而代之的很可能是快速的提升而非趨緩。差異化競爭：一體化帶來成本優(yōu)勢，未來差異主要看高鎳比例和海外出口下游綁定：格局想打破比較難，下游客戶穩(wěn)定9鋰電產(chǎn)業(yè)的洗牌與發(fā)展：鋰電將進(jìn)入TWh時代01 20202025E滲透率突破到一個位置之后，取而代之的很可能是快速的提升而非趨緩。2022年下半年市場多次上調(diào)對下游電動車銷量的預(yù)期。市場由下調(diào)電動車銷量預(yù)期至500萬輛，到現(xiàn)在基本已經(jīng)形成了預(yù)期銷量600-650萬輛的共于2023年以及之后的電動車銷量增長，由于2022年中國新能源汽車滲透率達(dá)到27.6%，市場擔(dān)憂銷量增速隨之趨緩。我們認(rèn)為，這個擔(dān)憂的本質(zhì)是對滲透率定義。我們認(rèn)為，新能源汽車的革命很可能是下一個智能機的革命，滲透率突破到一個位置之后，取而代之的很可能是快速的提升而非趨緩。差異化競爭：一體化帶來成本優(yōu)勢，未來差異主要看高鎳比例和海外出口下游綁定：格局想打破比較難，下游客戶穩(wěn)定未來格局變化看二、三線電池廠：2022年電池廠擴產(chǎn)，格局變化需關(guān)注中航鋰電、億緯鋰能、蜂巢這些二線電池廠能否有效量產(chǎn)、扶持哪家101002芳綸行業(yè)—制造、銷售與市場需求 ：國內(nèi)對位芳綸下游需求結(jié)構(gòu) 高端對位芳綸下游需求豐富，國產(chǎn)替代空間大20%40%20%20% 外對位芳綸下游需求結(jié)構(gòu) 藝 5%10%30%10%15%30%1102芳綸行業(yè)—制造、銷售與市場需求 ：國內(nèi)對位芳綸下游需求結(jié)構(gòu) 高端對位芳綸下游需求豐富，國產(chǎn)替代空間大20%40%20%20% 外對位芳綸下游需求結(jié)構(gòu) 藝 5%10%30%10%15%30%11芳綸行業(yè)—發(fā)展趨勢02 鋰電隔膜芳綸涂覆市場需求前景廣闊電池企業(yè)對于安全性、生產(chǎn)加工性要求不斷提高，推動涂布膜占比持續(xù)提升。能量密度進(jìn)一步提升，隔膜基膜向薄膜化方向持續(xù)發(fā)展。干、濕法分工趨于明確，干法隔膜將主要應(yīng)用于大巴消費類電子領(lǐng)域，5μm隔膜已成為主流，出貨量超過50%，4μm隔膜已實現(xiàn)量產(chǎn)出貨。在動力領(lǐng)域，7μm現(xiàn)批量供應(yīng)，目前出貨量已經(jīng)接近9μm隔膜；5μm隔膜初期開發(fā)完成，預(yù)計2023年下半年開始量產(chǎn)供應(yīng)。手機、電動車及儲能電站起火現(xiàn)象時有發(fā)生，電池企業(yè)對電池安全的重視程度與日俱增。功能涂布膜的優(yōu)勢在于，可提升隔膜熱穩(wěn)定性；防止正極側(cè)隔膜氧化；防止負(fù)極析鋰刺穿隔膜；賦予隔膜粘接性，方便裸電芯入殼、提升電芯生產(chǎn)效率；增加軟包電池硬度防止變形，改善循環(huán)壽命。恩捷股份超高耐熱芳綸涂布膜已在46系大圓柱上應(yīng)用。化芳綸行業(yè)—發(fā)展趨勢02 鋰電隔膜芳綸涂覆市場需求前景廣闊電池企業(yè)對于安全性、生產(chǎn)加工性要求不斷提高，推動涂布膜占比持續(xù)提升。能量密度進(jìn)一步提升，隔膜基膜向薄膜化方向持續(xù)發(fā)展。干、濕法分工趨于明確，干法隔膜將主要應(yīng)用于大巴消費類電子領(lǐng)域，5μm隔膜已成為主流，出貨量超過50%，4μm隔膜已實現(xiàn)量產(chǎn)出貨。在動力領(lǐng)域，7μm現(xiàn)批量供應(yīng)，目前出貨量已經(jīng)接近9μm隔膜；5μm隔膜初期開發(fā)完成，預(yù)計2023年下半年開始量產(chǎn)供應(yīng)。手機、電動車及儲能電站起火現(xiàn)象時有發(fā)生，電池企業(yè)對電池安全的重視程度與日俱增。功能涂布膜的優(yōu)勢在于，可提升隔膜熱穩(wěn)定性；防止正極側(cè)隔膜氧化；防止負(fù)極析鋰刺穿隔膜；賦予隔膜粘接性，方便裸電芯入殼、提升電芯生產(chǎn)效率；增加軟包電池硬度防止變形，改善循環(huán)壽命。恩捷股份超高耐熱芳綸涂布膜已在46系大圓柱上應(yīng)用?；曰当?出口，國產(chǎn)化趨勢確定。出口快速增長，知識產(chǎn)權(quán)問題凸顯。權(quán)在競爭中被賦予的權(quán)重越來越高。一體化實現(xiàn)降成本增效，基膜涂布設(shè)備一體化成為趨勢。基膜-涂布一體化技術(shù)產(chǎn)線，可改善質(zhì)量、提升效率、降低損耗，是實現(xiàn)降本增效，提高核心競爭力的有效手段121313安全問題日益凸顯，涂敷隔膜望成為主流03 新能源產(chǎn)業(yè)已經(jīng)進(jìn)入得益于碳中和的全球化，世界各國都將逐漸進(jìn)入以清潔能源發(fā)展電力的時代。新能源汽車行業(yè)的高速發(fā)展是實現(xiàn)碳中和的重要路徑。隨著鋰離子電池能量密度目標(biāo)的不斷提升，所選用的材料體系穩(wěn)定性降低，電池的安全問題日益凸顯。在汽車工業(yè)中，安全問題是頭等大事。由于隔膜主要原材料的熱變形溫度較低，溫度過高時隔膜熱收縮嚴(yán)重，容易導(dǎo)致電池正負(fù)極接觸而出現(xiàn)短路，進(jìn)而導(dǎo)致電池隔膜對于電池的安全起到了至關(guān)重要的作用，芳綸隔膜耐高溫性能好，在高溫150攝氏度下2小時的熱箱測試，保證了微宏高能量密度電池的安全性。 圖：2022年H1全球新能源車銷量近500萬輛 圖：中國基/涂覆膜出貨量及涂覆占比（單位：億平） 56%902560%11050%70203.240%5029%156030%301016.620%101055.510%123456789101112(10)2.300%20152019((30)-40環(huán)比202220212020YOY14安全問題日益凸顯，涂敷隔膜望成為主流03 新能源產(chǎn)業(yè)已經(jīng)進(jìn)入得益于碳中和的全球化，世界各國都將逐漸進(jìn)入以清潔能源發(fā)展電力的時代。新能源汽車行業(yè)的高速發(fā)展是實現(xiàn)碳中和的重要路徑。隨著鋰離子電池能量密度目標(biāo)的不斷提升，所選用的材料體系穩(wěn)定性降低，電池的安全問題日益凸顯。在汽車工業(yè)中，安全問題是頭等大事。由于隔膜主要原材料的熱變形溫度較低，溫度過高時隔膜熱收縮嚴(yán)重，容易導(dǎo)致電池正負(fù)極接觸而出現(xiàn)短路，進(jìn)而導(dǎo)致電池隔膜對于電池的安全起到了至關(guān)重要的作用，芳綸隔膜耐高溫性能好，在高溫150攝氏度下2小時的熱箱測試，保證了微宏高能量密度電池的安全性。 圖：2022年H1全球新能源車銷量近500萬輛 圖：中國基/涂覆膜出貨量及涂覆占比（單位：億平） 56%902560%11050%70203.240%5029%156030%301016.620%101055.510%123456789101112(10)2.300%20152019((30)-40環(huán)比202220212020YOY14鋰電隔膜芳綸涂覆市場需求前景廣闊03 15PVDF芳綸PMMA隔膜改性PVDF具有粘結(jié)性，改善隔膜與極板的界面特性，從而增加電池硬度，提升安全性。同時還能增加隔膜對電解液的浸潤性與保液性，增加隔膜電化學(xué)穩(wěn)定性。PVDF可進(jìn)行水性涂覆或油性涂覆。芳綸涂覆使隔膜耐熱性能大幅提量密度和安全性能。PMMA可顯著提高粘結(jié)性、浸潤性與保液性，提高隔膜熱穩(wěn)定性，目前作為PVDF的替代品。外貌鏡下鋰電隔膜芳綸涂覆市場需求前景廣闊03 15PVDF芳綸PMMA隔膜改性PVDF具有粘結(jié)性，改善隔膜與極板的界面特性，從而增加電池硬度，提升安全性。同時還能增加隔膜對電解液的浸潤性與保液性，增加隔膜電化學(xué)穩(wěn)定性。PVDF可進(jìn)行水性涂覆或油性涂覆。芳綸涂覆使隔膜耐熱性能大幅提量密度和安全性能。PMMA可顯著提高粘結(jié)性、浸潤性與保液性，提高隔膜熱穩(wěn)定性，目前作為PVDF的替代品。外貌鏡下芳綸材料2020年以來國產(chǎn)化進(jìn)程突破，未來市占率持續(xù)上升0-103 PVDF芳綸PMMA發(fā)展趨勢PVDF市場價格或進(jìn)一步上漲，與此同時，芳綸材料各項性能表現(xiàn)出明顯優(yōu)勢、及明顯性價比，預(yù)計PVDF比例將持續(xù)下降。年在有機物中滲透率達(dá)PMMA自身物理屬性造成其耐熱性能較差，預(yù)計短期內(nèi)PMMA將替換部分PVDF用量，但其長期在隔膜涂覆中的應(yīng)用比例將受限。PVDF 202257%38%5% 圖：有機涂覆材料市場空（單位：億元） 圖：不同有機材料滲透率預(yù)測（單位：%） 圖：截至2022年底各材料占比 比例：PVDF比例：PMMA5%比例：芳綸YOY有機涂覆材料市場空間（億元）100%PVDF806030100100%80%20%68.645%38%36%38%PMMA57%5…44%12.8520%0%0%2019 202020212022E2023E2024E2025E202016芳綸材料2020年以來國產(chǎn)化進(jìn)程突破，未來市占率持續(xù)上升0-103 PVDF芳綸PMMA發(fā)展趨勢PVDF市場價格或進(jìn)一步上漲，與此同時，芳綸材料各項性能表現(xiàn)出明顯優(yōu)勢、及明顯性價比，預(yù)計PVDF比例將持續(xù)下降。年在有機物中滲透率達(dá)PMMA自身物理屬性造成其耐熱性能較差，預(yù)計短期內(nèi)PMMA將替換部分PVDF用量，但其長期在隔膜涂覆中的應(yīng)用比例將受限。PVDF 202257%38%5% 圖：有機涂覆材料市場空（單位：億元） 圖：不同有機材料滲透率預(yù)測（單位：%） 圖：截至2022年底各材料占比 比例：PVDF比例：PMMA5%比例：芳綸YOY有機涂覆材料市場空間（億元）100%PVDF806030100100%80%20%68.645%38%36%38%PMMA57%5…44%12.8520%0%0%2019 202020212022E2023E2024E2025E202016芳綸涂覆是解決鋰離子電池安全性的最好選擇行業(yè)內(nèi)開始出現(xiàn)龍頭企業(yè)03 適配發(fā)展技術(shù)多元化發(fā)展成為關(guān)注度極高的新興產(chǎn)業(yè)研究范式逐步確定國產(chǎn)替代3產(chǎn)業(yè)孵化中擴大替代2性能優(yōu)異1細(xì)分領(lǐng)域取代陶瓷涂覆：圓柱電池、3C電池、軍用電池、出口電池領(lǐng)域。性能優(yōu)異：芳綸耐高溫性能較陶瓷更優(yōu)異、提升電解液浸潤速度芳綸涂覆是解決鋰離子電池安全性的最好選擇行業(yè)內(nèi)開始出現(xiàn)龍頭企業(yè)03 適配發(fā)展技術(shù)多元化發(fā)展成為關(guān)注度極高的新興產(chǎn)業(yè)研究范式逐步確定國產(chǎn)替代3產(chǎn)業(yè)孵化中擴大替代2性能優(yōu)異1細(xì)分領(lǐng)域取代陶瓷涂覆：圓柱電池、3C電池、軍用電池、出口電池領(lǐng)域。性能優(yōu)異：芳綸耐高溫性能較陶瓷更優(yōu)異、提升電解液浸潤速度尤其適用于圓柱電池。細(xì)分領(lǐng)域。能。替代芳綸作為水性粘接劑將取代現(xiàn)有粘接劑PVDF功能：陶瓷涂覆層骨架粘接處使用傳統(tǒng)水性粘接劑，則耐溫性能較差，當(dāng)陶瓷受熱溫度擴散至粘接處時，易傳導(dǎo)至隔膜、熔融破裂；使用芳綸制成水性粘接劑也可通過芳綸纖維改性使其具備粘接性逐步替代陶瓷涂覆市場。異，成為大部分中高端電池的首選。芳綸材料國產(chǎn)替代，成本大幅降替代原理1：PVDF價格高企，芳綸涂覆性價比上升03 PVDF主要應(yīng)用在光伏封裝、建筑涂料領(lǐng)域，據(jù)粉體網(wǎng)，截至2022年年底，鋰電隔膜、粘結(jié)劑僅占其下游應(yīng)用10%。 圖：PVDF價格（萬元/噸） 華東地區(qū)粉料涂料）華東地區(qū)華東地區(qū)-粒料50 替代原理1：PVDF價格高企，芳綸涂覆性價比上升03 PVDF主要應(yīng)用在光伏封裝、建筑涂料領(lǐng)域，據(jù)粉體網(wǎng)，截至2022年年底，鋰電隔膜、粘結(jié)劑僅占其下游應(yīng)用10%。 圖：PVDF價格（萬元/噸） 華東地區(qū)粉料涂料）華東地區(qū)華東地區(qū)-粒料50 40302010018不斷上漲的價格使PVDF失去性價比，芳綸材料性價比突顯。據(jù)卓創(chuàng)資訊，當(dāng)前電池級PVDF價格已經(jīng)從此前的9萬元/噸左右，上漲到40萬元/噸左右水平，其中隔膜涂覆級PVDF價格在20-30萬元/噸。電池級PVDF中期價格不見回調(diào)態(tài)勢，相較于芳綸、PMMA等材料失去性價比，被替代趨勢顯現(xiàn)。PVDF是傳統(tǒng)涂覆材料與粘結(jié)劑，2020年四季度以來價格不斷上漲，供需缺口支撐價格高位企穩(wěn)，難以下跌。PVDF是傳統(tǒng)的有機物涂覆材料，具有低內(nèi)阻、高（厚度/孔隙率）均一性、力學(xué)性能好、化學(xué)與電化學(xué)性能好等特點。受到下游鋰電和光伏的雙重需求帶動，疊加雙控政策限制，PVDF從2020年四季度以來供應(yīng)缺口不斷擴大，產(chǎn)品價格持續(xù)上漲。替代原理2：國內(nèi)芳綸企業(yè)突破技術(shù)壁壘，加速0-1商業(yè)化03 0-1商業(yè)化。 圖：基膜涂覆一體化生產(chǎn)芳綸涂覆膜成本最低（單位：/替代原理2：國內(nèi)芳綸企業(yè)突破技術(shù)壁壘，加速0-1商業(yè)化03 0-1商業(yè)化。 圖：基膜涂覆一體化生產(chǎn)芳綸涂覆膜成本最低（單位：/平） 01234567191.46.22.5 5.2替代原理3：自身性能突出，最輕薄且可單獨涂覆03 圖：芳綸涂覆膜涂覆材料的涂覆厚度最薄、單平重量最低（單位：噸/GWh） 圖：1GWh電池對應(yīng)涂覆材料重（單位：噸） PMMA182-56-56PVDF65189170148010015020020PVDF--PMMABG-611AI2O3FJA-0719LGB80Num2221.51.51.52.5g/cm3)3.053.53.91.781.441.443g/m2)6.177.82.672.162.167.51GWh148170189655656182替代原理3：自身性能突出，最輕薄且可單獨涂覆03 圖：芳綸涂覆膜涂覆材料的涂覆厚度最薄、單平重量最低（單位：噸/GWh） 圖：1GWh電池對應(yīng)涂覆材料重（單位：噸） PMMA182-56-56PVDF65189170148010015020020PVDF--PMMABG-611AI2O3FJA-0719LGB80Num2221.51.51.52.5g/cm3)3.053.53.91.781.441.443g/m2)6.177.82.672.162.167.51GWh148170189655656182替代原理3：自身性能突出，最輕薄且可單獨涂覆03 性能對比 項目9μm+3層涂覆12μm+4層涂覆9μm+2+2混合涂覆芳綸單面芳綸單面芳綸雙面厚度偏差12±116±113±1透氣性（s/100c）TD200±30240±40200±40拉伸強度（Mpa）MD≥100≥120≥80穿刺強度（g）≥435≥600≥250130度熱收縮（%）TD≤2≤2≤2MD≤2≤2≤2150度熱收縮（%）TD≤3≤3≤3MD≤3≤3≤3180度熱收縮（%）TD≤5≤5≤5MD≤5≤5≤5項目PE基膜替代原理3：自身性能突出，最輕薄且可單獨涂覆03 性能對比 項目9μm+3層涂覆12μm+4層涂覆9μm+2+2混合涂覆芳綸單面芳綸單面芳綸雙面厚度偏差12±116±113±1透氣性（s/100c）TD200±30240±40200±40拉伸強度（Mpa）MD≥100≥120≥80穿刺強度（g）≥435≥600≥250130度熱收縮（%）TD≤2≤2≤2MD≤2≤2≤2150度熱收縮（%）TD≤3≤3≤3MD≤3≤3≤3180度熱收縮（%）TD≤5≤5≤5MD≤5≤5≤5項目PE基膜PE-PVDFPE-陶瓷PE-芳綸厚度均勻性4444拉伸強度43.53.53.5穿刺強度44.54.54.5透氣性54.54.54熱穩(wěn)定性3455潤濕性4555電池能量密度4555生產(chǎn)成本3445市場空間：2025年芳綸涂覆膜市場空間近140億03 圖：芳綸涂覆膜滲透率（%） 間 ） 6002505002004001503001002005.00%10000.00%2021A2022E2023E2024E2025E2030E02021A2022E2023E2024E2025E2030E2021A2022E2023E2024E20