锂电池涂覆材料行业专题-涂覆材料小而弥坚护航电池大有可为

锂电池涂覆材料行业专题：涂覆材料小而弥坚，护航电池大有可为一、市场概述：电池安全日益受到重视，催生锂电涂覆高成长赛道1.1涂覆材料小而弥坚，护航电池大有可为涂覆工序可改善聚乙烯基膜性能。在聚烯烃隔膜上涂覆陶瓷等纳米材料或采用有机材料，使涂覆隔膜具备热稳定性高、热收缩低、与电解液浸润性高的优点，涂覆工艺日益受到重视。涂覆改性通过粘接剂将功能涂层粘附在隔膜表面，以提高其热稳定性。为勃姆石涂覆在聚乙烯基膜上的热稳定性测试，当温度加热到170度，隔膜已发生明显形变，涂覆膜几乎无收缩，涂覆工序可改善隔膜熔点低、安全性差的不足之处。为聚乙烯基膜涂覆PVDF前后对比，聚乙烯基膜呈现湿法隔膜典型的树枝状微孔结构，表面涂覆PVDF有机粒子后，聚乙烯基膜上附着了一层PVDF涂覆层，形成大量微孔，提高电解液保持率，有利于锂电池内阻的降低和放电功率的提高。极片边缘涂覆对电池的安全性和良品率具有重要意义。勃姆石等材料亦可用在锂电池电芯的极片涂覆，以提高锂电池的安全性能及良品率。以比亚迪为例，其最新的刀片电池将采用勃姆石材料在电芯极片边缘进行涂覆。极片涂覆可分别应用在电池的正极和负极：1）正极极片边缘涂覆：由于正极片一般小于负极片，极片宽边的边缘在切割中容易出现毛刺，一旦刺穿隔膜接触到负极会引起电池短路。勃姆石表面光滑，涂覆后可填平正极边缘，使切割后的表面光滑无毛刺。行业内由宁德时代率先使用勃姆石进行正极边缘涂覆已形成示范效应，成功导入下游比亚迪、亿纬锂能等电池厂。2）负极极片边缘涂覆：负极表面粗糙，涂覆超小粒径的勃姆石后，负极造孔变得均匀，可以改善电解液亲润性，使得锂离子在充放电过程中更加通畅。负极边缘涂覆还未形成主流，目前有应用在ATL的消费电池上。1.2电池厂涂覆膜渗透率提升，水性涂覆具备低成本优势隔膜涂覆比例在70%以上，已基本渗透主流电池厂。根据GGII，2019年我国涂覆隔膜占比为53%，较2015年的37%快速提升，我们预计该比例已提升至70%以上。目前，三元动力电池已基本全部采用隔膜涂覆技术，LFP电池的涂覆比例在60%左右，对涂覆技术的应用逐步提升；消费电池领域，隔膜涂覆主要应用于3C电池等高端领域。宁德时代、LG

新能源、松下、比亚迪、亿纬锂能、中创新航等全球主流电池企业已经普遍采用隔膜涂覆技术。水性涂覆具备低成本优势已占据主流市场。下游电池厂对涂覆隔膜的需求由下述两种方式驱动：1）成本驱动：考虑性价比，一般应用于磷酸铁锂电池、小动力电池和储能电池等，涂覆隔膜可以保证基本的耐热性、透气性，但是粘结性、吸液性一般。由于成本驱动，具备性价比优势的水性涂覆工艺占据了约七成的涂覆市场。2）性能驱动：主要应用于高端三元或者消费电池，要求单位面积或者体积内能量密度高，涂覆膜能足够保障电池安全。一般采用油性涂覆、油水混涂的方法，能够同时保证耐热性、吸液性、透气性、隔膜轻薄性，但是相较于单独的水性涂覆价格高昂。无机涂覆材料在涂覆材料的比重达90.32%。在涂覆材料中，以勃姆石、氧化铝为主要涂覆材料的无机涂覆较以PVDF、芳纶为代表的有机涂覆和有机无机混合涂覆技术更加成熟，无机涂覆隔膜的可拉伸强度和热收缩率更好，同时成本更低，经济可行性更好。2019年，据EVTank，我国锂电池无机涂覆材料占涂覆材料的比重达90.32%。1.3涂覆种类结构丰富，性能关乎电池安全涂覆结构种类丰富，满足不同电池要求。目前市场主流涂覆方式包含下述六种：1）单面单层无机物涂覆，该涂覆工艺为在隔膜的一面涂上厚度在2um左右的陶瓷颗粒（勃姆石、氧化铝），为目前市场主流；2）双面单层无机物涂覆，海外涂覆膜应用比例较高；3）双面单层有机物&无机物涂覆，有机涂覆材料的选择有PVDF、芳纶、PMMA，目前应用比例较大为PVDF。由于水会对几乎所有的正极材料造成损害，尤其是对高镍正极，锂溶出很厉害，会导致浆料PH值升高和容量下降，涂覆时一般在隔膜靠近正极的一端涂覆有机物搭配油性溶剂，在隔膜靠近负极的一端涂覆无机物搭配水性溶剂；4）单面双层有机物&无机物涂覆，该涂覆工艺在一面涂覆一层无机物，接着涂覆一层有机物，双层涂覆的优点是有机物涂覆在无机物上面能防止无机物粉体脱落；5）双面双层有机物&无机物涂覆；6）双面单层有机物&无机物混合涂覆，该涂覆工艺将陶瓷颗粒混合在PVDF熔融液中。涂覆材料关键性能指标与锂电池的安全性等息息相关。无机涂覆材料评判标准中，纯度、磁性异物、中位粒径等为核心指标，其中磁性异物的控制影响锂电池自放电现象发生的概率，与电池的安全性能相关联，而中位粒径决定电池的充放电效率。有机涂覆材料评判标准中，粒子的分子量分布、结晶度、机械性能以及磁性异物含量为核心指标。1.4涂覆材料市场空间测算：2025年超140亿元涂覆材料市场空间2025年预计超140亿。考虑到不同涂覆结构类型在市场中占比不同，假设2022年，双面单层涂覆（无机物）/双面单层或单面双层涂覆（有机物&无机物）/单面单层涂覆（无机物）/其他涂覆

（

有机物&无机物

）分别占比为9%/19%/67%/5%。假设2022/2023/2024/2025年全球锂电池合计需求为693/1078/1531/2231GWh，在70%涂覆膜良品率下，对应全球涂覆隔膜需求分别为157/236/326/462亿平，年复合增速在40%以上，对应隔膜用无机涂覆材料需求分别为11.66/17.32/24.17/35.20万吨，对应隔膜用有机涂覆材料需求分别为1.64/2.62/4.34/7.46万吨；假设极片边缘涂覆单GWh用量为50吨，极片边缘涂覆渗透率分别为51%/58%/67%/77%，对应极片边缘涂覆材料需求为1.76/3.14/5.12/8.59万吨。假设无机涂覆材料平均价格在1.9-2万元/吨，有机涂覆材料平均价格在7-9万元/吨，极片边缘涂覆材料价格在1.9-2万元/吨，根据我们的测算2022/2023/2024/2025年，涂覆材料市场空间分别为39.04/59.52/88.84/140.92万吨，年复合增速在50%以上。1.5涂覆材料成本测算：看好勃姆石拥有长期成本优势无机涂覆材料成本低，芳纶涂覆成本最高。我们选取主流的涂覆材料进行成本对比，材料包括勃姆石、进口（日本）氧化铝、国产氧化铝、电池涂覆级PVDF、对位芳纶、PMMA。假设：1）1GWh涂覆隔膜用量为0.17万平；2）涂覆膜良品率70%；3）无机涂覆材料单层涂覆厚度为2um，有机涂覆材料单层涂覆厚度为1.5um，其中PMMA单层涂覆厚度为2.5um；4）单位价格勃姆石/进口氧化铝/国产氧化铝/PVDF/芳纶/PMMA分别为2/3.5/1.9/10/20/1.85万元/吨；5）人工、能耗、折旧成本，勃姆石/进口氧化铝/国产氧化铝/PVDF/芳纶/PMMA分别为0.2/0.2/0.2/0.35/0.4/0.2元/平。根据我们的测算，勃姆石/进口氧化铝/国产氧化铝/PVDF/芳纶/PMMA单位材料成本分别为

0.17/0.35/0.21/0.38/0.62/0.20元/平，单GWh总成本分别为296/595/360/648/1049/337万元/GWh，勃姆石具有最低的单平涂覆材料成本和单GWh涂覆成本。涂覆材料成本分析一：涂覆材料成本可拆分为原材料成本和加工成本。其中：原材料成本包含勃姆石、氧化铝、PVDF、PMMA、芳纶等涂覆材料，以及增稠剂、分散剂、粘合剂等添加剂的采购成本；加工成本包含水性加工或者油性加工所涉及的人工、能耗、折旧成本，取决于溶剂的选择。我们分别对原材料成本及加工成本进行拆分分析。涂覆材料成本分析二：原材料成本结构分析。我们通过对比勃姆石、芳纶、PVDF的原材料成本结构，得出勃姆石原材料成本中制造费用占比最大，长期降本空间较其他材料更优。1）勃姆石：参考壹石通

2021年公告《发行人及保荐机构回复意见

（二）》，勃姆石制造费用占比35.6%，原材料/燃动力占比分别为38.2%/26.2%，考虑到国内勃姆石制造刚起步，制造商在建工程转固较大导致折旧费用大幅增加，加之新产线投产初期生产效能尚有待优化，产品单位成本上升；我们认为，勃姆石制造费用中折旧及人工费用均有较大下降空间。2）芳纶：参考泰和新材

2020年财报，芳纶材料原材料占比67%，制造费用/燃动力占比分别为20.3%/12.7%，芳纶原材料成本占比较高，目前国内头部公司如泰和新材通过酰氯自产、增大采购量、老旧产能臵、以及降低投资密度等来降低原料、人工、能耗成本；预计芳纶材料综合成本仍将保持下降。3）PVDF：参考东阳光

2021年财报，PVDF原材料占比约62.9%，制造费用/燃动力占比分别为20.3%/20.5%。未来1-2年来看，PVDF的价格预计保持高位，主要系R142b受到国家限额，能评、环评取得难度高，22-23年新增产能有限；同时，锂电级PVDF要求20-30多个评估指标，普通PVDF仅3-5个左右，据上市公司口径仅30%的PVDF符合电池级。但长期看，考虑到PVDF主要材料R142b中制造费用占比超过47%，且目前PVDF利润率在60%以上（按照15万元/吨隔膜涂覆料口径），我们认为远期PVDF成本将下降。涂覆材料成本分析三：加工成本结构分析。加工成本包含水性加工成本或者油性加工成本，取决于溶剂的选择。水性加工难度更低，在常温下将涂覆材料掺在水里制成悬浊液，而油性加工则需要高温下将有机物在溶剂里熔融，期间高分子发生玻璃态转换呈弹性体，不再是刚性物质，过程较水性加工更为复杂、难控制。通过测算，水性涂覆加工成本约0.2元/平，其中人工/能耗/折旧占比分别为40%/40%/20%，各涂覆材料之间差异化不大。