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芳綸涂覆突破技術壁壘,國產0-1產業化趨勢確定

2023-02-20 [789]

核心觀點:

 

  宏觀層面看來,碳中和產業至關重要。能源危機與能源安全問題迫在眉睫。能源危機最緊張的時候還沒到來,2023俄羅斯天然氣真正斷供,各國危機感增強,引發能源安全、產業鏈安全的思考。 碳中和產業鏈將遠超房地產產業鏈,成為國民經濟第一大支柱產業。未來幾年發展清潔能源將是各個國家都最重視的產業,是政府提振經濟的抓手,是全 球都爭搶的環節,各國在你爭我搶的過程中會出現更有利的政策,2025年將成為硬性指標,2023年在能源貴的地方出現爆發式增長。

  芳綸行業:對位芳綸下游需求豐富,國產替代空間大。 芳綸行業有著高的生產工藝和技術壁壘,長期以來,只有美國和日本等極少數發達國家具備生產芳綸產品的能力,芳綸行業的競爭呈寡頭局面。 芳綸產業銷售模式決定國產替代勢在必行。芳綸產品溶劑具有毒性,難以直接進口,進入國內市場再半成品 加工送至下游生產環節涂料涂覆等。 03 芳綸涂覆:安全性要求催生新賽道,0-1替代 核心需求(安全性)催化技術變遷,新技術的優質供給替代舊材料,量價齊升鑄造新成長。 替代原理:(1)PVDF價格高企,芳綸涂覆性價比上升;(2)國內芳綸企業突破技術壁壘,加速0-1商業化;(3)自身性能突出,最輕薄且可單獨涂覆。 2025年涂覆用芳綸需求超5000噸,CAGR=69%,2025年芳綸涂覆膜市場空間近140億,主要系動力高鎳三元需求拉動。

  

01、宏觀、中觀、微觀,聚焦細分領域alpha機會

 

  碳中和產業至關重要

  碳中和產業鏈將遠遠超過房地產產業鏈,成為國民經濟第一大支柱產業。未來幾年發展清潔能源是個個國家都最重視的產業。是政府提振經濟的抓手,是全球都爭搶的環節。美國出IRA法案目的在于重塑產業鏈格局,不必擔心國內政策滑坡,各國在你爭我搶的過程中會出現更 有利的政策。2025年將成為硬性指標,2023在能源貴的地方出現爆發式增長。

  鋰電產業的洗牌與發展:鋰電將進入TWh時代

  中國動力電池供給全球市場。2022 年1-10 月全球動力電池累計裝車量為389GWh,同比+76.7%。在全球TOP-10 動力電池供應商中有6 家中國企業上榜,合 計裝機量226.5GWh,市占率達到58.2%,較2021 年提升7.5pct。2022 年1-10 月寧德時代裝車量位居1,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。 2023 年全球鋰電出貨量有望進入TWh 時代。我們預計 2023 年我國新能源車銷量有望突破1000 萬輛,達到1050 萬輛,同比增長61.5%,到2025 年有 望增長至1985 萬輛, CAGR 達到45.1%。在動力、儲能、消費需求的拉動下,預計2023 年全球鋰電需求有望突破1TWh,達到1.26TWh。

  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對下游電動車銷量的預期。市場由下調電動車 銷量預期至500萬輛,到現在基本已經形成了預期銷量600-650萬輛的共 識。通過對市場的回溯,我們發現市場真正的演繹比我們想象的要樂觀。對 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 達到27.6%,市場擔憂銷量增速隨之趨緩。我們認為,這個擔憂的本質是對 滲透率定義。我們認為,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。

  

02、芳綸行業:對位芳綸下游需求豐富,國產替代空間大

 

  芳綸行業—制造、銷售與市場需求

  對位芳綸下游需求豐富,國產替代空間大,能量密度進一步提升,隔膜基膜向薄膜化方向持續發展。 干、濕法分工趨于明確,干法隔膜將主要應用于大巴 車、電動工具、儲能領域,濕法隔膜將主要應用于乘用 車、消費類電子領域。 消費類電子領域,5μm隔膜已成為主流,出貨量超過 50%,4μm隔膜已實現量產出貨。在動力領域,7μm實 現批量供應,目前出貨量已經接近9μm隔膜;5μm隔膜 初期開發完成,預計2023年下半年開始量產供應。

  電池企業對于安全性、生產加工性要求不斷提高,推動涂布 膜占比持續提升。 手機、電動車及儲能電站起火現象時有發生,電池企業對 電池安全的重視程度與日俱增。 功能涂布膜的優勢在于,可提升隔膜熱穩定性;防止正極 側隔膜氧化;防止負極析鋰刺穿隔膜;賦予隔膜粘接性, 方便裸電芯入殼、提升電芯生產效率;增加軟包電池硬度 防止變形,改善循環壽命。 恩捷股份超高耐熱芳綸涂布膜已在46系大圓柱上應用。

  

03、芳綸涂覆:安全性要求催生新賽道,0-1替代

 

  安全問題日益凸顯,涂敷隔膜望成為主流

  新能源產業已經進入1-N高速發展階段,電池安全性問題日益凸顯。得益于碳中和的全球化,世界各國都將逐漸進入以清潔能源發展電力的時代。新能源汽車 行業的高速發展是實現碳中和的重要路徑。隨著鋰離子電池能量密度目標的不斷提升,所選用的材料體系穩定性降低,電池的安全問題日益凸顯。在汽車工業 中,安全問題是頭等大事。

  涂覆隔膜有望成為主流。由于隔膜主要原材料PE 和PP 的熱變形溫度較低,溫度過高時隔膜熱收縮嚴重,容易導致電池正負極接觸而出現短路,進而導致電池 發生熱失控。為了改善隔膜熱穩定性,通常在隔膜表面涂上一層耐高溫的涂覆材料,可以改善隔膜熱收縮性能,同時可提高隔膜穿刺強度,防止鋰枝晶刺穿, 從而提升電池安全性。隨著電池安全重要性日益提升,涂覆隔膜有望成為主流。 在無機固態電池出現之前,芳綸材料隔膜是解決鋰離子電池安全性的最好選擇。隔膜對于電池的安全起到了至關重要的作用,芳綸隔膜耐高溫性能好,在高溫 條件下收縮率小,且通過了針刺及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。

  芳綸涂覆是解決鋰離子電池安全性的最好選擇

  細分領域取代陶瓷涂覆:圓柱電池、3C電 池、出口電池領域。 性能優異:芳綸耐高溫性能較陶瓷更優異、 提升電解液浸潤速度尤其適用于圓柱電池。 初期價格仍高于陶瓷,更適合于出口等 細分領域。芳綸作為水性粘接劑將取代現有粘接劑 PVDF功能:陶瓷涂覆層骨架粘接處使用 傳統水性粘接劑,則耐溫性能較差,當陶 瓷受熱溫度擴散至粘接處時,易傳導至隔 膜、熔融破裂;使用芳綸制成水性粘接 劑,芳綸涂層骨架本身有強度,可以承受 高溫下膜不收縮,提升張力、耐熱性能。 也可通過芳綸纖維改性使其具備粘接性 能。逐步替代陶瓷涂覆市場。

  芳綸材料本身與聚烯烴隔膜適配性 高,涂覆后各項性能指標表現均優 異,成為大部分中電池的一選。 芳綸材料國產替代,成本大幅降 低,疊加涂覆一體化,進一步降本 增效,芳綸隔膜成本逐步接近陶瓷 膜,有望逐步替代陶瓷涂覆市場。

  替代原理1:PVDF價格高企,芳綸涂覆性價比上升

  PVDF是傳統涂覆材料與粘結劑,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,難以下跌。 PVDF是傳統的有機物涂覆材料,具有低內阻、高(厚度/孔隙率)均一性、力學性 能好、化學與電化學性能好等特點。 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 以來供應缺口不斷擴大,產品價格持續上漲。PVDF與芳綸價差縮小,替代效應,不斷上漲的價格使PVDF失去性價比,芳綸材料性價比突顯。 據卓創資訊,當前電池級PVDF價格已經從此前的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 回調態勢,相較于芳綸、PMMA等材料失去性價比,被替代趨勢顯現。

  替代原理2:國內芳綸企業突破技術壁壘,加速0-1商業化

  國內芳綸企業突破技術壁壘,芳綸廠下場制膜,加速0-1商業化。早期國內隔膜廠制芳綸涂覆膜成本超5-6元/平,成本較高,限制應用場景。早期芳綸價格過高,僅作為特種隔膜應用于蘋果、特斯拉部分產品。恩捷股份等企業只能進口日本帝人等企業的芳綸紡絲半成品,進口后再二次加工成可涂覆的完成品,再疊加溶劑回收等額外費用,成本高昂。2022年以來,國內芳綸企業下場制芳綸涂覆膜,催化0-1商業化推廣。理論量產成本降至2-3元/平,較陶瓷膜1.5-2元/平相對價格合理。未來基膜+涂覆一體化企業將獲得行業成本,有望持續滲透陶瓷涂覆膜市場。

  替代原理3:自身性能突出,最輕薄且可單獨涂覆

  芳綸是性能優、最輕薄、且可單獨涂覆的涂覆材料。芳綸膜最薄。芳綸材料的一致性好、無顆粒,涂層很薄,1.5um左右;相比之下,PVDF材料不可單獨涂覆,需混合勃姆石等無機材料一起涂覆,底層需要在基膜上涂覆無機物實現造孔,PVDF+陶瓷混涂厚度常在2um以上。芳綸膜最輕薄。因芳綸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%。芳綸膜是唯可單獨涂覆的材料。芳綸自身孔隙率較高,是目前唯可以不搭配無機材料而單獨涂覆能保持高性能的有機材料。

  芳綸綜合性能突出,其耐受溫度高、提高對電解液的浸潤性、抗穿刺性能佳。芳綸涂覆使隔膜耐熱性能大幅提升。芳綸在耐熱性上較PVDF更具優勢,芳綸耐熱性達400度,180度下熱收縮不到5%,不易燃易爆,陶瓷隔膜170度就會收縮電解液親潤性好:芳綸是極性高分子有機物,與電解液親潤性高,有利于提高電池快充性能抗穿刺性能強:芳綸最大的優勢之一是機械性能好,抗穿刺性能高于陶瓷隔膜,且提高隔膜的抗氧化性.

  市場空間:2025年芳綸涂覆膜市場空間近140億

  假設:全球鋰電池需求:2023、2025、2030年分別為1281、2281、7260GWh,CAGR=28%;全球涂覆膜需求:2023、2025、2030年分別為170、278、958億平,CAGR=28%;芳綸涂覆膜滲透率:2023、2025、2030年分別為3.4%、8.7%、27.8% , CAGR=40% ;芳綸涂覆膜單價:2023、2025、2030年分別為10.6、5.3、2.5元/平,CAGR=-17%;2025年涂覆用芳綸需求超5000噸,主要系動力高鎳三元需求拉動。CAGR=69%,2025年芳綸涂覆膜市場空間近140億.芳綸涂覆膜需求:2023、2025、2030年分別為6.8、26、193億平,CAGR=76%;芳綸涂覆膜市場空間:2023、2025、2030年分別為72、138、483億元,CAGR=46%。

  未來趨勢:芳綸涂覆國產化勢在必行,成本進一步下降

  國產涂覆一體化成本優勢明顯。單面多層涂覆,單位用量及成本將增加。據公司公告,勃姆石/進口氧化鋁/國產氧化鋁/PVDF/國產間位芳綸/PMMA原材料涂覆收得率為70%,進口間位芳綸為60%,1GWh涂覆隔膜用量為17000000平方米;勃姆石/進口氧化鋁/國產氧化鋁/PVDF涂覆厚度為2微米,芳綸為1微米,PMMA為2.5微米。單GWh電池涂覆材料使用量=涂覆層厚度*涂覆材料密度=單GWh動力電池涂覆隔膜的使用量/隔膜生產良品率*單位涂覆層涂覆材料重量。

  

 

 

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