锂电池隔膜行业龙头公司的优势对比与未来推演

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 $恩捷股份(SZ002812)$   $中材科技(SZ002080)$   $星源材质(SZ300568)$  

继生产设备、正极、负极材料后,本文来研究隔膜领域。在电池四大材料中,这也是我们认为国内公司最有潜力的行业。


四、隔膜

1、行业格局

锂电池隔膜是锂电池正负极之间的一层薄膜,在锂电池进行电解反应时,隔膜可分隔正负极,防止短路现象的发生,同时允许电解质离子自由通过。隔膜的成本约占锂离子电池成本的10%,市场空间并不小,并且目前毛利率可达50%-60%,是四大主要材料中毛利率最高的部分。

根据微孔制备技术的不同,锂电隔膜分为干法制备工艺和湿法制备工艺。湿法制备工艺需要使用石蜡油与PE混合占位造孔,在拉伸工艺后需要用溶剂萃取移除成孔剂,主要针对低密度聚乙烯(PE)材料,较多应用于三元锂电池;而干法工艺不需要萃取,将基膜经热处理后直接拉伸得隔膜产品,主要针对聚丙烯(PP)材料,较多用于磷酸铁锂电池。

湿法工艺整体工艺难度大、精密程度高,可以获得更高的孔隙率和更好的透气性,能够生产轻薄、高强度和高能量密度的隔膜,更容易满足下游锂电池对于轻薄化、大容量、高能量密度的需求。因此,在下游三元材料动力电池和3C应用要求上升的趋势下,湿法隔膜需求逐渐超过干法隔膜,从16年的约占比40%到如今超过70%。但同时湿法工艺由于采用的是聚乙烯,熔点较低,所以热稳定性较差,这也是三元电池的通病。

而通过对隔膜基膜涂覆陶瓷、勃姆石、硫酸钡等无机材料,可以使隔膜在充放电过程中保持完整性和热稳定性,很好的解决湿法工艺的上述问题。根据涂覆与否,我们可将隔膜分为基膜和涂覆膜,普通基膜同质化、低价化严重,也难以适应新能源汽车动力电池高能量密度的要求,因此涂覆环节的竞争将成为隔膜企业的下一战场。

中国隔膜企业大多起步较晚,2002年,中科科技成为中国第一家进入锂电池隔膜领域的企业,并在2005年成功研发出湿法锂电池隔膜,2008年星源材质突破了干湿法锂电池隔膜的关键技术,打破国外垄断。不过总体而言,在2010年以前,隔膜供应主流主要在日本,包括旭化成、东丽、宇部、住友等企业,中国的锂电池隔膜企业屈指可数,生产技术也较为低端,发展缓慢。

近年来随着中韩锂电企业宁德时代、LG、三星的发展,以及政策支持和国际关系影响,隔膜供应体系向中国恩捷股份星源材质及韩国W-Scope、SKI等转移。

不过,虽然在行业兴起之初有大量参与者涌入,但因为隔膜行业的壁垒很高,经过这几年的市场淘汰和产业并购,新增隔膜企业已经逐渐减少,2018年动力电池不景气时期甚至出现减少近十家的情况,目前有能力对下游电池厂批量供货的隔膜生产厂商也是屈指可数。


从全球动力电池龙头企业的供应商可以看出,国内的主要隔膜供应商包括恩捷股份中材科技星源材质三家。

竞争格局也确实如此,2019年这三家市占率最高,共约60%,2020年集中度仍在快速提升,一超两强的竞争格局基本形成。

2、企业优势对比

(1)恩捷股份:湿法隔膜世界第一

恩捷股份(上海恩捷)近几年在进入LG化学、宁德时代产业链之后,销售量与市场占有率爆炸式上升,2014年市占率仅为0.61%,2017年市占率为26%,2019年占国内湿法隔膜市场份额43%,出货量8.6亿平米,而在今年3月恩捷股份完成对苏州捷力的收购后,市场地位强化,规模扩大,而增速未减,一季度在国内湿法隔膜的份额迅速提高至61%,不仅是使国内湿法隔膜的竞争格局呈现出一家独大的趋势,放眼全球也摘得了湿法隔膜领域的桂冠。

隔膜业务的盈利能力上,恩捷股份毛利率这几年稳定在60%,净利率稳定在40%,无论是利润水平还是稳定性均大幅领先同行业竞争者,其中缘由主要是领先的技术、优质的客户和成本的优势。

在技术方面,恩捷股份技术团队实力雄厚,专利约200项,自主研制出了水性锂离子电池隔膜和油性锂离子电池隔膜,隔膜行业相关的硕士及以上学历人才约70人,研发费用呈指数型增长,不断突破产品性能和设备效率。

恩捷管理层也是技术出身,公司董事长李晓明和副董事长李晓华均是University of Massachusetts高分子材料硕士,曾任职塑料研究所、红塔塑胶、德新纸业等公司高管,在化学材料和公司管理上经验丰富,2010年二人创办上海恩捷打入湿法隔膜领域。

因为发展的晚,目前国内绝大多数隔膜企业是处于低端产能过剩,高端技术不足的情况,而重点技术涂覆工艺绝大多数都拥有专利保护,尤以日韩技术最为领先。去年上海恩捷宣布与日韩锂电龙头的主要涂布膜供应商日本帝人签订了《专利实施许可合同》,日本帝人将其持有的PVDF系溶剂型涂布材料组成相关专利,以及相分离法涂布生产工艺相关专利授权给上海恩捷,共同开拓市场,加深合作,这一在涂覆领域的尖端专利之前只掌握在韩国LG和日本帝人手里,预计恩捷取得该专利之后,会进一步扩大在湿法隔膜行业的优势,甚至有很大概率依靠价格优势扩大对海外动力电池龙头的高端供货量,使其盈利能力大幅度上升。

在资产壁垒上,隔膜属于重资产行业,在锂电池四大材料中,隔膜的单位产能投资最高,需要投入大量资金。因此不仅是技术存在壁垒,设备的采购、调试、安装往往就需要2-3年时间,再经过长时间爬坡以保证良品率同样存在壁垒,且行业的高折旧意味着工艺、产能落后就很容易被市场淘汰,小公司和新进入者难有生存空间。已经经过长建设期具有先发优势的企业在下游客户认证上同样会累积优势。因为隔膜对电池性能及安全指标影响大,电池厂商的认证周期一般需要2-3年,从进入隔膜领域到批量供货就需要约4-6年时间,又叠加以密集资金投入和工艺的迭代,先发龙头企业的优势愈发明显、难以扭转。

恩捷股份在2015-2016年通过收购LG生产线开始供应LG化学之后,实现了迅速发展,目前已经进入宁德时代、LG、松下等全球龙头供应体系,并且占据重要供货地位,还实现了对大众MEB、特斯拉上海核心供应商LGC的动力锂电隔膜批量供应,与车企产生联系,去年抓住日韩贸易关系紧张的时机,又进军三星SDI供应链,抢夺了大量日本旭化成的订单,一跃成为主要供应商,下游客户对其认可度极高。

在成本和上游供应链管理上,恩捷极高的良品率形成成本优势。

隔膜生产主要成本中,折旧占比高达23%,居四大材料之首,体现了重资产属性,所以生产效率和良品率大幅度影响着成本。因为湿法隔膜对环境的要求极高,而恩捷股份的工艺领先促使产品良率保持在70%以上,大大高于其他竞争者,继而设备淘汰慢,降低了折旧成本,为盈利能力打牢了基础。在占比41%的原辅材料方面,恩捷通过持续改进白油、二氯甲烷等辅料回收设备,改进萃取系统提升辅料回收效率,提高了材料的循环利用能力,也在一定程度上有效降低了单位生产成本。

另外恩捷股份核心生产设备自行涉及,再向全球最优质的设备供应商日本制钢所(JSW)定制进行改良,二者自2011年起进行合作,JSW每年约三分之二的产能优先保证恩捷的需求,剩余产能再供应日本东丽和旭化成,去年又共同制定了未来三年的产线规划,以满足公司新增设备的需求,合作之深入不言而喻,因此恩捷的设备相比国产设备拥有更好的稳定性及低能耗性,这也是公司高良品率和优质产品的基石所在。

产能上,恩捷2019年产能23亿平,今年底可达33亿平,远远高于其他国际隔膜厂商巨头,规模优势也逐渐扩大,行业龙头地位实难撼动。

(2)中材科技:大公司的隔膜战略布局

中材科技主营业务是风电叶片和玻璃制品,2016年设立中材锂膜进军锂电池隔膜市场,去年又增资9.97亿元收购湖南中锂60%股权,但锂电池隔膜业务目前仅占其营业收入的约3%,还处在初步培育阶段。

股权方面,中国建材股份有限公司是中材科技大股东,占比60.24%,根基非常稳定,不缺现金流,因此产能规划也相对充裕,在目前产能已经达到9.6亿平米德基础上,2021年公司隔膜总产能有望达到年产18.48亿平米,在全球将仅次于恩捷与东丽,规模效应会凸显。

收购湖南中锂之后,中材旗下的两家隔膜公司分别采用的是湿法工艺中的同步拉伸和异步拉伸,补足了原来工艺的不足,可以应对不同需求,且在中国建材这颗参天大树下,又有着主营业务风电叶片和玻璃制品可能带来的关系网,中材的客户资源已经非常强大,包括国内的宁德时代比亚迪亿纬锂能等,国外的LG化学、三星SDI、SKI、松下等,且在供货量还较小的情况下,随着产能放量、客户联系加深,对这些龙头厂商的供货比例有机会大幅度提升。

(3)星源材质:干法隔膜龙头

星源材质是干法隔膜领域的龙头企业,且是LG化学干法隔膜唯一供应商。2008年生产出中国第一卷锂电池干法隔膜,打破了日韩企业的垄断,随后跟随消费类电池和动力电池的发展大势快速成长;2012-2016年依靠政策扶持和优秀的成本控制,星源毛利率一直维持在60%以上;近几年受到隔膜价格下降和政策补贴退坡的影响,毛利率维持在50%左右;2019年星源材质干法隔膜市占率为28%,登顶国内第一,湿法隔膜市占率8%,仅次于恩捷股份中材科技

星源材质客户众多,国内营业额为三分之二,包括宁德时代比亚迪国轩高科亿纬锂能欣旺达、天津力神、孚能科技等等,几乎涵盖所有一流的国内动力电池企业,在国外以LG为主,也进入到了Northvolt的供应商之列。

在国内,对宁德时代的供应不多,占宁德隔膜供应商的5%。而对比亚迪的合作中,星源今年6月9号在全景网回复投资者提问时表示公司是比亚迪刀片电池的主要供应商。考虑到比亚迪刀片电池在磷酸铁锂电池能量密度上的突破,已经在与众多品牌车企进行洽谈合作,市场将会十分火爆,可能会给星源材质未来几年的业绩带来大幅度的积极影响。

在与大众绑定较深的国轩高科进行的合作中,星源与国轩高科子公司合肥国轩成立了合资公司合肥星源,向国轩高科供应湿法隔膜产品,产能虽然虽然还不大,但若以此形成与国轩的绑定,借机进入大众供应链,参与其在中国的新能源汽车扩张,则会大力拓宽星源的市场空间。

在国外,自从星源2013年打败美国celgard,成为LG化学干法隔膜的独家供应商至今,LG一直是星源材质的第一大客户,对星源的收入起着至关重要的作用,而通过LG,星源也间接进入了特斯拉供应链,对于能否凭借LG化学干法的渠道,实现向LG批量供应湿法隔膜,主要还是看未来星源技术的发展,如果LG能够持有星源的股份,或许会更愿意帮助其进步。

除了LG,今年3月17日,星源材质公告称与Northvolt签订战略合作协议,拟在欧洲建设锂离子电池隔膜工厂配套Northvolt锂离子电池生产。

这主要得益于星源给出的优惠价格和优先的服务,如果生产的隔膜能够满足Northvolt在供应需求和规格、数量、商用、欧洲本地化、质量、可持续等方面的要求,Northvolt拟将星源材质列为锂电池隔膜的优先供应商。因为欧洲车企扶持本土产业链是大概率事件,大众和宝马集团也均持有Northvolt股权,所以欧洲本土动力电池企业Northvolt的前景确定性很高,Northvolt自身的目标也是到2030年达到150GW的产能,可以满足欧洲市场1/4的需求。星源材质目前已经一只脚踏进了Northvolt的大门,市值也才仅仅80亿,非常有机会在欧洲车企大力支持本土动力电池龙头企业的风口上快速发展。

发展路线上,星源材质也是顺势而为,在稳住干法隔膜产能的基础上,扩张湿法隔膜产能。2017年,星源的干法就有16条产线,产能5.8亿平,随着湿法工艺的崛起,之后星源也就没有意愿再扩充干法的产能了。

而近两年在湿法和涂覆产能上却是不断扩建,2018年,公司拥有湿法隔膜产能约 1.1 亿平,主要在合肥和深圳,2019年底,星源材质新增的常州一期和二期共3.6亿平方米湿法隔膜项目完成安装并投入生产,主攻海外客户,除了老伙伴LG,还参与到松下、三星等头部电池厂商的湿法隔膜认证中。同样在19年底,星源还耗资30亿,在江苏的星源“超级涂覆工厂”项目中投产建设50条高性能涂覆隔膜,年加工能力将会达到10亿平方米。低价一直是星源材质的最大竞争力,湿法隔膜上也是如此,从产线投资成本看,公司建设的湿法隔膜项目投资额为2.5元/平方米,单位产能理论投资额已经降至行业最低水平,成本控制相当优秀。在星源稳干法,增湿法的发展路线下,湿法隔膜的份额上升几乎板上钉钉。

3、未来发展

(1)隔膜价格下降趋势趋稳

在新能源汽车价格下降的市场需求和动力电池龙头厂商话语权加重的情况下,隔膜价格近年来不可避免地出现了大幅下跌的趋势,不过因为隔膜对电池性能的影响大且壁垒高,因此在2018年出现断崖式下跌之后,这两年降速趋缓趋稳,未来预计海外的占比提升对隔膜价格的稳定和隔膜企业的盈利水平也会有较大促进作用。

(2)湿法工艺和涂覆工艺会持续加强主流地位

大势不可违,在消费者存在车辆续航延长的要求下,更适合制造高能量密度锂电池的湿法+涂覆工艺成为主流的趋势较长时间内不会改变。

受能量密度与补贴倾向影响,使用湿法隔膜的三元电池在乘用车领域加速崛起,渗透率已经达到70%以上,预计还会稳中有进,需求量将进一步扩大。不过在价格导向的中低端乘用车和对能量密度要求不高的商用车方面,成本比湿法涂覆隔膜低50%以上的干法隔膜优势依然明显,依然会有相当大空间,只是增速难以加快。

涂覆工艺是隔膜厂商未来的核心竞争力,可以明显改善湿法隔膜电池的热稳定性和循环性能。大的锂电企业如宁德时代、LG、SKI等自身都具备部分涂覆产能,但建设速度较慢,还是以外包出去加工为主,国内企业的涂覆技术相较日韩依然比较落后,不过恩捷股份和璞泰来已经有了很大发展,也是目前国内的主要涂覆商,其中恩捷与日本帝人的合作预计会在未来几年完成对日韩的赶超,比亚迪则是全部依靠自己进行涂覆。另外涂覆目前以陶瓷、勃姆石、硫酸钡等无机材料为主,而芳纶涂覆在改善热稳定的基础上,还能够大幅提升湿法隔膜的性能,更加适应高端的锂电池需求,极有可能成为未来全球电池隔膜技术的发展主流方向。

(3)国内厂商还有很大发展空间

在锂电池四大材料中,国内厂商目前在隔膜领域市占率最低,约40%,正极材料扩张到近5成,而电解液和负极材料已经占据全球7成,处在主导地位。

造成这一情况的主要原因还是隔膜的技术壁垒最高,但也恰恰反映了隔膜领域国内的厂商有更大的替代增长空间,在朝着全面国产化的道路上,一旦技术赶上,国内隔膜企业很有可能会出现大规模暴涨。

除了国产替代,在向海外动力电池厂商供货的潜力上,中国企业也有自己的优势。首先是低人工和制造成本带来的价格优势,湿法基膜和涂覆膜较日韩隔膜

产品便宜约30%-50%,难以让海外巨头拒绝;其次是产能优势,1Gwh动力电池需要大约2000万平米的隔膜,国内的企业扩张效率更高,决策更快,大批量供货能力更加稳定;最后是目前的短板技术工艺,恩捷在湿法上的巨大进步已经使得国内外差距缩小,且对海外高端隔膜的供货比例不断上升,干法上技术壁垒不高,星源材质早就和全球所有企业掰腕子的能力。

所以目前来看恩捷股份的技术积累和关键性合作在国产供应链替代和进军海外的趋势中最可能稳定受利,而星源材质目前才80亿的市值,不足恩捷十分之一,若是参考另外三个行业的格局,榜眼企业的市占率和状元应该会缩小到一倍以内,这就意味着在不考虑整体行业增长的情况下,星源就已经有望实现4-5倍的成长。

(4)技术和设备壁垒很高,恩捷股份龙头地位难以撼动

锂电隔膜是典型的技术密集型、重资产型产业,温度控制、湿法涂覆等核心工艺壁垒高,决定了良品率,从而影响公司利润率,设备也需要大量投资和长期认证,新进入者几乎发展不起来。

而在这方面恩捷股份作为全球龙头,有长期的技术积累和成本优势,生产线全年无休,保证产能稳步发展,形成规模效应,优质客户的复杂认证形成的天然壁垒,都保护了恩捷的市场地位,这也是为什么近几年恩捷盈利能力稳定优于其他对手的原因。而在取得帝人的专利之后,或许是恩捷业务的又一个拐点,有望突破海外份额,拓展海外供货能力,实现对海外锂电池企业的批量高端涂布膜供应。

(5)中材科技:大树底下好乘凉

前文也提过,中材科技作为资金不愁、产能充足、股东强大的公司,将做大电池隔膜视为战略方向的情况下,迅速发展还是不难的,尤其是隔膜业务仅为主业零头的当下,并且已经开始对宁德时代、LG、比亚迪等下游企业逐步进行批量供货。还有很诱人的一点就是,中材的最近四季度市盈率仅为20左右,恩捷股份约100,星源材质超200,而中材科技主业风电叶片和玻璃制品每年净利润稳定增长百分之十几,相当于有一个业绩的保底,再加上隔膜可能出现的发展,还是有一定投资价值的。

(6)星源材质:弹性大,设备、技术待进步

因为市值较小,业绩也不是很稳定,湿法隔膜又有待放量,造就了星源材质的高弹性。如果星源设备的产能利用率和产品良品率能到发展到与行业头部企业接近的水平,则有望实现行业最低成本和最强的盈利能力,只靠自身的话非常艰难,但是在国内湿法隔膜恩捷一家独大的情况下,LG和宁德时代还是有可能给与星源莫大的帮助的。

4、宁德时代的布局

宁德时代的隔膜供应商已经率先全部更换为国产供应商,其供应商分别为恩捷股份(包括上海恩捷和苏州捷力)、中材科技、中兴新材、星源材质等,上市公司为恩捷股份、中材科技、星源材质。其中恩捷股份对宁德时代的占比超过了75%,话语权较重,因此隔膜也是宁德时代议价能力相对较弱的领域,干法龙头星源材质占比仅为5%,还在培养当中,相对恩捷的话语权比弱很多,在宁德时代分散供货商,扶持自身产业链的基础上,恩捷作为最重要的隔膜合作伙伴,又掌握核心技术,宁德时代有可能会对其进行投资,加深合作,加强自身的行业地位,也有很大概率会对星源材质这一相对小市值公司进行大力扶持,弱化恩捷对自己和LG对星源的影响力,这主要要看星源材质能否突破技术工艺的束缚和设备的限制。另外,在今年8月11日宁德时代发布公告称将以证券投资方式对境内外产业链上下游优质上市公司进行不超过190.67亿元的投资之后,短期涨幅最高的属沧州明珠,连续六连板,虽然有市场炒作概念的原因,但底层原因还是今年2月12号沧州明珠在互动平台声称公司已经对宁德时代进行隔膜供应,因此同样作为小市值公司,且发展很不明了,造成了弹性大的特点,此前沧州明珠也是比亚迪的隔膜供货商之一,不过目前发展的并不好,不仅18年和19年毛利率均为负值,也从2.8亿的年收入下降到1.57亿,2020中报其锂离子电池隔膜业务收入仅为4676万,毛利率-71.85%。

此外,在湿法隔膜涂覆方面,宁德时代自2016 年起在恩捷、中材等隔膜供应商处购买的基膜半成品,大多委托璞泰来涂覆加工。一方面因为璞泰来的子公司东莞卓高和东莞卓越在隔膜涂覆上属于国内领先,而宁德自身技术和产能不足,另一方面是璞泰来与ATL紧密的关系,促成了宁德时代和璞泰来在隔膜涂覆上深入的合作。通过深度绑定宁德时代,璞泰来也成为国内最大的独立涂覆隔膜代工商,在国内涂覆市场市占率超过40%。

全部讨论

2020-11-02 16:03

从三季看,星源湿法已经开始上量,涂覆也开始上量,毛利率会更高,突破技术和设备的束缚了,小市值弹性够

2020-10-28 22:08

锂电池四大材料中,国内厂商目前在隔膜领域市占率最低,约40%,正极材料扩张到近5成,而电解液和负极材料已经占据全球7成,处在主导地位。

2021-04-06 23:57

隔膜生产主要成本中,折旧占比高达23%,居四大材料之首,体现了重资产属性,

2020-12-19 22:46

年少不识恩捷股份

2020-11-28 12:49

LG:干和湿都是明年1亿平
CATL:3亿平以上
BYD:目前每月1000多万平,年1.5亿平

其他海外客户+国内客户都是几千万平:
村田:几千万平
三星:几千万平
SK:产能不够,所以给星源外供
松下:明年通过认证后再批量供货
EVE:目前每月400-500万平,明年有量的增长

隔膜新增产能有限,因为需求好,预计会出现供不应求现象

涨价的可能性:星源一些特殊规格的产品已经在涨

明年15亿平的大膜产能:9湿+6干,成品膜10亿左右,收得率方面;涂覆膜6亿平,C公司是基膜,其他公司基本都是涂覆膜。给海外客户出的涂覆膜价格是国内基膜价格的3-4倍。byd的干法涂覆价格也不错,三层共挤特殊涂覆。

Q:Q3和10月的出货?
A:三季度1.9亿平,10月是8000万。

Q:特斯拉M3的catl电池隔膜的份额?
A:星源50%

Q:明年韩国1亿平涂覆膜是不是用在北美的车上?
A:包括,也会出货到南京LG那边给tesla水性涂覆膜,也会出货到韩国,还没有大批量给欧洲,预计明年也会给欧洲。

Q:国内C客户的涂覆导入进度?
A:目前没有涂覆,都是基膜。

Q:湿法对干法是不是有替代关系?
A:目前是3:7,过去两年是干法下降。现在随着LFP回来。

Q:刀片会用湿法膜吗?
A:目前在认证。

Q:往后两年的产能规划和出货目标?
A:国内在新增产线,海外在筹备建设欧洲工厂,到2022年下半年4亿平(欧洲),6-7亿平。今年年底是15亿平,+车速和收得率的提升,有2亿平左右的提升空间,到22年增量就是4亿平左右。设备是德国布鲁克纳。

Q:恩捷的在线涂覆?
A:技术不是很新的技术,一直没有得到大规模应用,主要是降本效果未得到验证。星源降本的技术路线是在主线上做文章,下一代湿法幅宽做到6米以上,总投资不变,但是单线产能+到1.5-1.8亿。

Q:SRS涂三层?
A:要涂三次的,所以在线涂覆只能满足一些简单的涂覆。

这么好的帖子赞居然这么少。

2020-10-26 23:06

感谢分享,辛苦了。

恩捷赌博式极限疯狂扩展,资金链不出问题的话,再高速增长三五年无忧

2021-10-13 16:52

锂电池隔膜 恩捷股份 星源材质 中材科技

2021-04-21 18:42

电动车卖铲子的行业之隔膜:隔膜行业可以说是整体材料无论是资本门槛还是技术门槛最高的一个环节。——马老师,小红圈 2021.4.21