氧化镁搅拌器(锂电隔膜行业研究：基膜重规模，涂覆膜重工艺、材料和专利)

Posted 2023-05-30

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氧化镁搅拌器(锂电隔膜行业研究：基膜重规模，涂覆膜重工艺、材料和专利)

（报告出品方/作者：天风证券，孙潇雅）

一、隔膜赛道：干法→ 湿法基膜→ 湿法涂覆

隔膜的核心性能指标在于一致性，具体包括孔径、孔隙率、浸润性、厚度

隔膜的基本作用是隔离开正极和负极以防止电池短路，同时保证锂离子在充电和放电期间能正常通过微孔通道以保证电池正常工作。目前，大规模商品化的锂离子电池隔膜生产材料以聚烯烃为主，主要包括聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）和聚乙烯（PE）复合材料。

根据成膜工艺的不同可分为干法和湿法

干法：将隔膜原材料和成膜添加剂混合，通过熔融挤出的方法形成片晶的结构，然后进行退火处理而得到干法隔膜，代表企业有美国Celgard和日本的UBE。

湿法：利用热致相分离的原理，将增塑剂如石蜡油一类的物质与聚烯烃树脂混合熔融形成均匀的混合物，保温一定时间用溶剂将增塑剂从薄膜中萃取出来，从而制得相互贯通的亚微米尺寸的微孔膜材料，代表企业有日本旭化成、中国科学院化学研究所。

涂覆膜可显著改善隔膜性能，湿法+涂覆是行业发展大趋势

湿法隔膜占比提升部分源自涂覆技术，涂覆可解决湿法在安全性上的短板。一方面，涂覆材料可降低隔膜热收缩率，空白PE隔膜在145摄氏度下热处理30分钟，热收缩率为63.5%,，而经6微米氧化铝涂层的PE复合膜的热收缩率降至12.7%；另一方面，涂覆材料还大大提高了隔膜的抗刺穿能力，进一步提高了电池的安全性。

另外，涂覆材料能够与电解液保持更高的浸润性，进而降低电池的内阻，并提高电池的放电功率。

湿法+涂覆是隔膜行业发展大趋势。看海外，LG化学在动力市场的隔膜涂覆率接近100%，看国内，GGII预计2021年涂覆隔膜销量占湿法隔膜出货量比例将超过70%，头部湿法隔膜企业涂覆产品占比进一步提升。

二、隔膜赛道：纵向一体化，基膜可发挥规模优势

隔膜是四大材料中格局最优，盈利最好的赛道

隔膜CR3市占率占比高达74%，显著高于其他材料。三元正极 CR3在34%、LFP在49%、负极在56%，电解液在62%。

头部隔膜企业毛利率近三年保持在40%以上，显著高于其他材料。 三元正极的当升在20%左右，负极的璞泰来和电解液的天赐在 30%左右。

隔膜一体化：基膜-涂覆材料-涂覆

前些年锂电池整体规模不大，锂电材料企业刚刚开始成长，行业倾向于专业化分工，近两年随着行业起量，部分公司已脱颖而出，此阶段龙头公司开始一体化布局，目的在于降本和增厚本环节盈利。隔膜的原材料是聚乙烯（PE）或聚丙烯（PP），PE和PP是常见大宗品且在隔膜成本占比不是很高（40%左右），因此基膜厂鲜有将产业链向上拓展。 2014年之前涂覆隔膜主要用于高端数码产品，市场需求量少，主流的隔膜企业未建设涂覆产线，因此一线数码企业趋向于自主研发涂覆隔膜，然后再寻找代工企业。如LG化学一开始采购国内基膜交由LG电子涂覆，宁德时代采购恩捷等基膜交由卓高（璞泰来子公司）涂覆。

三、基膜：标准品拼规模

基膜系“重资产”材料行业，资产重原因在于设备投资大

基膜系重资产材料板块，以湿法基膜产线为例，1亿平固定资产投资在2亿元出头，1GWh电池对应基膜固定资产投资在3500万元左右。以无锡恩捷二期扩建项目为例，总投资28亿元，基建2亿元，流动资金4亿元，固定资产投资22亿元，其中设备采购价格16.7亿元。具体来看基膜设备投资更大，基膜单平设备投资在2.3亿元，涂覆在1.6亿元。

重资产下折旧在成本占比高，且原材料成本占比较低，规模化后单位成本下降明显

从成本构成看，隔膜原材料占比40%以上，折旧占比20%以上，近些年来，随着隔膜出货规模的扩大，隔膜企业单位成本下降明显，成本下降部分受原材料价格下降影响，但成本降幅均高于原材料价格降幅。

恩捷股份：隔膜单位成本从15年的2.7元/平下降至19年的1元/平。

星源材质：隔膜单位成本从15年的1.80元/平下降至20年1-9月的 0.75元/平。

四、涂覆：附加值高，非标品重差异化

涂覆材料具备多样性，以满足不同的电池需求

涂覆本质上是对隔膜进行改性处理，以满足不同电池产品的需求。传统隔膜的耐热性、吸液性等性能难以满足动力电池的应用需求，为了满足动力电池用隔膜的需求，对其表面进行涂覆改性成为了易于实现且行之有效的方法。

涂覆改性主要包括无机－有机复合改性、有机－有机复合改性：

无机-有机复合改性：以氧化铝为代表的陶瓷涂敷材料，以提高隔膜的耐髙温性能。在原有的聚烯烃隔膜的基础上表面涂覆一层无机陶瓷粒子例如二氧化硅、氧化铝、二氧化钛、氧化镁。

有机－有机复合改性：以PVDF为代表的有机物，以提升隔膜电化学性能（离子电导率、循环、倍率），在有机类聚烯烃隔膜的表面涂一层有机物，有机物对电解液的良好的相容性能够显著降低改性后隔膜与电解液的接触角。PVDF即聚偏氟乙烯，F元素的引入不仅会提高聚合物的电化学稳定性，而且能够显著提高聚合物分子的耐溶剂性，以及对极性电解液的亲和性。其他有机材料包括PAN（聚丙烯腈）、PMMA等，或者多种材料混合涂覆。

涂覆工序分为匀浆、涂布、分切、包装，浆料配方体现差异性

匀浆、涂布、分切均由相应的设备完成，如搅拌机、涂膜设备、和分切机完成，自动化程度较高，体现各家产品差异性的在于匀浆前浆料的配方。理论上涂覆材料有无机物的氧化铝、二氧化硅、有机物的 PVDF、PAN等，在实际生产应用中，各家会采用混合多种材料制成浆料对基膜进行涂覆，这就衍生出浆料配方问题，这也是体现各家涂覆膜差异性是所在。

短期看：重资产下建设周期长。预计今明年供需偏紧，是仅次于铜箔的、6F的具备涨价期权的环节

以今年年度视角看（未考虑季度），全球隔膜供需偏紧，但尚不至于出现短缺。在对今年电动车540万辆的销量预期下，我们判断隔膜供需收紧，但尚不至于出现缺口。在需求1（90%的装机产量比）下，21 年全球隔膜盈余20亿平，对应电池125GWh；在需求2（80%的装机产量比）下，21年全球隔膜盈余11亿平，对应电池66GWh。

看明年年度视角看（未考虑季度），隔膜供需紧张程度仅次于铜箔、6F。在对明年电动车765万辆的销量预期下，我们预计在需求1（装机产量比90%）下，22年隔膜盈余产能13亿平，对应电池78GWh，紧张程度仅次于铜箔（缺口40GWh）、6F（盈余11GWh）；在需求2（装机产量比80%）下，22年隔膜缺口产能1亿平，对应电池5GWh，紧张程度仅次于铜箔（缺口123GWh）、6F（缺口73GWh）。

长期看一体化布局，一体化看龙头公司。以恩捷、星源为代表的基膜公司在加大涂覆布局，涂覆公司璞泰来向上拓展基膜、涂覆材料。

从基膜和涂覆的属性看，基膜和涂覆竞争的核心要素有所不同： 基膜：成本竞争要素更凸显，成本竞争看良品率（技术&客户结构）、单线产出（设备&know-how）。

良品率越高单位原材料的耗用量就越低，单线产出越高单位制造费用的分摊就越低。良品率上，目前恩捷较为领先，原因系技术-产能规模-客户结构正反馈；单线产出上，恩捷和星源较为领先