2024锂电池新技术迭代

锂电池新技术迭代锂电池新技术迭代/CONTENTS0102033/CONTENTS010203344alpha1N1231alpha10%1betaalpha220-1alpha1TWh320TWh/0.6TWh3022021alpha20221alphaalpha25+ +1 23alpha1N1231alpha10%1betaalpha220-1alpha1TWh320TWh/0.6TWh3022021alpha20221alphaalpha25+ +1 2301 01020304601 01020304601碳中和产业链将远远超过房地产产业链，成为国民经济第一大支柱产业。未来几年发展清洁能源是个个国家都最重视的产业美国出IRA 图：“双碳”是国家战略目标核心内容之一 16%8%202016%57%19%LNG701碳中和产业链将远远超过房地产产业链，成为国民经济第一大支柱产业。未来几年发展清洁能源是个个国家都最重视的产业美国出IRA 图：“双碳”是国家战略目标核心内容之一 16%8%202016%57%19%LNG7锂电产业的洗牌与发展：锂电将进入TWh时代01 20221-10月全球动力电池累计装车量为389GWh，同比+76.7%。在全球TOP106家中国企业上榜，合计装机量226.5GWh，市占率达到58.2%，较2021年提升7.5pct。2022年1-10月宁德时代装车量位居首位，装车137.9GWh，市占率为35.4%，同比+4.3pct；LG新能源位列第二，装车52.8GWh，市占率为13.6%，同比-7.2pct；比亚迪列第三，装车52.3GWh，市占率13.4%，同比+4.9pct。TWh20231000万辆，达到105061.5%，到2025CAGR达到45.120231.26TWh。6450 口量 图：全球动力电池逐月装机量（GWh）图：全球动力电池逐月库存（GWh）40050540350304300202503102000215010020212022120212022008123456789101112123456789101112锂电产业的洗牌与发展：锂电将进入TWh时代01 20221-10月全球动力电池累计装车量为389GWh，同比+76.7%。在全球TOP106家中国企业上榜，合计装机量226.5GWh，市占率达到58.2%，较2021年提升7.5pct。2022年1-10月宁德时代装车量位居首位，装车137.9GWh，市占率为35.4%，同比+4.3pct；LG新能源位列第二，装车52.8GWh，市占率为13.6%，同比-7.2pct；比亚迪列第三，装车52.3GWh，市占率13.4%，同比+4.9pct。TWh20231000万辆，达到105061.5%，到2025CAGR达到45.120231.26TWh。6450 口量 图：全球动力电池逐月装机量（GWh）图：全球动力电池逐月库存（GWh）400505403503043002025031020002150100202120221202120220081234567891011121234567891011129锂电产业的洗牌与发展：锂电将进入TWh时代01 20202025E渗透率突破到一个位置之后，取而代之的很可能是快速的提升而非趋缓。2022年下半年市场多次上调对下游电动车销量的预期。市场由下调电动车销量预期至500万辆，到现在基本已经形成了预期销量600-650万辆的共于2023年以及之后的电动车销量增长，由于2022年中国新能源汽车渗透率达到27.6%，市场担忧销量增速随之趋缓。我们认为，这个担忧的本质是对渗透率定义。我们认为，新能源汽车的革命很可能是下一个智能机的革命，渗透率突破到一个位置之后，取而代之的很可能是快速的提升而非趋缓。差异化竞争：一体化带来成本优势，未来差异主要看高镍比例和海外出口下游绑定：格局想打破比较难，下游客户稳定9锂电产业的洗牌与发展：锂电将进入TWh时代01 20202025E渗透率突破到一个位置之后，取而代之的很可能是快速的提升而非趋缓。2022年下半年市场多次上调对下游电动车销量的预期。市场由下调电动车销量预期至500万辆，到现在基本已经形成了预期销量600-650万辆的共于2023年以及之后的电动车销量增长，由于2022年中国新能源汽车渗透率达到27.6%，市场担忧销量增速随之趋缓。我们认为，这个担忧的本质是对渗透率定义。我们认为，新能源汽车的革命很可能是下一个智能机的革命，渗透率突破到一个位置之后，取而代之的很可能是快速的提升而非趋缓。差异化竞争：一体化带来成本优势，未来差异主要看高镍比例和海外出口下游绑定：格局想打破比较难，下游客户稳定未来格局变化看二、三线电池厂：2022年电池厂扩产，格局变化需关注中航锂电、亿纬锂能、蜂巢这些二线电池厂能否有效量产、扶持哪家101002芳纶行业—制造、销售与市场需求 ：国内对位芳纶下游需求结构 高端对位芳纶下游需求丰富，国产替代空间大20%40%20%20% 外对位芳纶下游需求结构 艺 5%10%30%10%15%30%1102芳纶行业—制造、销售与市场需求 ：国内对位芳纶下游需求结构 高端对位芳纶下游需求丰富，国产替代空间大20%40%20%20% 外对位芳纶下游需求结构 艺 5%10%30%10%15%30%11芳纶行业—发展趋势02 锂电隔膜芳纶涂覆市场需求前景广阔电池企业对于安全性、生产加工性要求不断提高，推动涂布膜占比持续提升。能量密度进一步提升，隔膜基膜向薄膜化方向持续发展。干、湿法分工趋于明确，干法隔膜将主要应用于大巴消费类电子领域，5μm隔膜已成为主流，出货量超过50%，4μm隔膜已实现量产出货。在动力领域，7μm现批量供应，目前出货量已经接近9μm隔膜；5μm隔膜初期开发完成，预计2023年下半年开始量产供应。手机、电动车及储能电站起火现象时有发生，电池企业对电池安全的重视程度与日俱增。功能涂布膜的优势在于，可提升隔膜热稳定性；防止正极侧隔膜氧化；防止负极析锂刺穿隔膜；赋予隔膜粘接性，方便裸电芯入壳、提升电芯生产效率；增加软包电池硬度防止变形，改善循环寿命。恩捷股份超高耐热芳纶涂布膜已在46系大圆柱上应用。化芳纶行业—发展趋势02 锂电隔膜芳纶涂覆市场需求前景广阔电池企业对于安全性、生产加工性要求不断提高，推动涂布膜占比持续提升。能量密度进一步提升，隔膜基膜向薄膜化方向持续发展。干、湿法分工趋于明确，干法隔膜将主要应用于大巴消费类电子领域，5μm隔膜已成为主流，出货量超过50%，4μm隔膜已实现量产出货。在动力领域，7μm现批量供应，目前出货量已经接近9μm隔膜；5μm隔膜初期开发完成，预计2023年下半年开始量产供应。手机、电动车及储能电站起火现象时有发生，电池企业对电池安全的重视程度与日俱增。功能涂布膜的优势在于，可提升隔膜热稳定性；防止正极侧隔膜氧化；防止负极析锂刺穿隔膜；赋予隔膜粘接性，方便裸电芯入壳、提升电芯生产效率；增加软包电池硬度防止变形，改善循环寿命。恩捷股份超高耐热芳纶涂布膜已在46系大圆柱上应用。化化性化降本+出口，国产化趋势确定。出口快速增长，知识产权问题凸显。权在竞争中被赋予的权重越来越高。一体化实现降成本增效，基膜涂布设备一体化成为趋势。基膜-涂布一体化技术产线，可改善质量、提升效率、降低损耗，是实现降本增效，提高核心竞争力的有效手段121313安全问题日益凸显，涂敷隔膜望成为主流03 新能源产业已经进入得益于碳中和的全球化，世界各国都将逐渐进入以清洁能源发展电力的时代。新能源汽车行业的高速发展是实现碳中和的重要路径。随着锂离子电池能量密度目标的不断提升，所选用的材料体系稳定性降低，电池的安全问题日益凸显。在汽车工业中，安全问题是头等大事。由于隔膜主要原材料的热变形温度较低，温度过高时隔膜热收缩严重，容易导致电池正负极接触而出现短路，进而导致电池隔膜对于电池的安全起到了至关重要的作用，芳纶隔膜耐高温性能好，在高温150摄氏度下2小时的热箱测试，保证了微宏高能量密度电池的安全性。 图：2022年H1全球新能源车销量近500万辆 图：中国基/涂覆膜出货量及涂覆占比（单位：亿平） 56%902560%11050%70203.240%5029%156030%301016.620%101055.510%123456789101112(10)2.300%20152019((30)-40环比202220212020YOY14安全问题日益凸显，涂敷隔膜望成为主流03 新能源产业已经进入得益于碳中和的全球化，世界各国都将逐渐进入以清洁能源发展电力的时代。新能源汽车行业的高速发展是实现碳中和的重要路径。随着锂离子电池能量密度目标的不断提升，所选用的材料体系稳定性降低，电池的安全问题日益凸显。在汽车工业中，安全问题是头等大事。由于隔膜主要原材料的热变形温度较低，温度过高时隔膜热收缩严重，容易导致电池正负极接触而出现短路，进而导致电池隔膜对于电池的安全起到了至关重要的作用，芳纶隔膜耐高温性能好，在高温150摄氏度下2小时的热箱测试，保证了微宏高能量密度电池的安全性。 图：2022年H1全球新能源车销量近500万辆 图：中国基/涂覆膜出货量及涂覆占比（单位：亿平） 56%902560%11050%70203.240%5029%156030%301016.620%101055.510%123456789101112(10)2.300%20152019((30)-40环比202220212020YOY14锂电隔膜芳纶涂覆市场需求前景广阔03 15PVDF芳纶PMMA隔膜改性PVDF具有粘结性，改善隔膜与极板的界面特性，从而增加电池硬度，提升安全性。同时还能增加隔膜对电解液的浸润性与保液性，增加隔膜电化学稳定性。PVDF可进行水性涂覆或油性涂覆。芳纶涂覆使隔膜耐热性能大幅提量密度和安全性能。PMMA可显著提高粘结性、浸润性与保液性，提高隔膜热稳定性，目前作为PVDF的替代品。外貌镜下锂电隔膜芳纶涂覆市场需求前景广阔03 15PVDF芳纶PMMA隔膜改性PVDF具有粘结性，改善隔膜与极板的界面特性，从而增加电池硬度，提升安全性。同时还能增加隔膜对电解液的浸润性与保液性，增加隔膜电化学稳定性。PVDF可进行水性涂覆或油性涂覆。芳纶涂覆使隔膜耐热性能大幅提量密度和安全性能。PMMA可显著提高粘结性、浸润性与保液性，提高隔膜热稳定性，目前作为PVDF的替代品。外貌镜下芳纶材料2020年以来国产化进程突破，未来市占率持续上升0-103 PVDF芳纶PMMA发展趋势PVDF市场价格或进一步上涨，与此同时，芳纶材料各项性能表现出明显优势、及明显性价比，预计PVDF比例将持续下降。年在有机物中渗透率达PMMA自身物理属性造成其耐热性能较差，预计短期内PMMA将替换部分PVDF用量，但其长期在隔膜涂覆中的应用比例将受限。PVDF 202257%38%5% 图：有机涂覆材料市场空（单位：亿元） 图：不同有机材料渗透率预测（单位：%） 图：截至2022年底各材料占比 比例：PVDF比例：PMMA5%比例：芳纶YOY有机涂覆材料市场空间（亿元）100%PVDF806030100100%80%20%68.645%38%36%38%PMMA57%5…44%12.8520%0%0%2019 202020212022E2023E2024E2025E202016芳纶材料2020年以来国产化进程突破，未来市占率持续上升0-103 PVDF芳纶PMMA发展趋势PVDF市场价格或进一步上涨，与此同时，芳纶材料各项性能表现出明显优势、及明显性价比，预计PVDF比例将持续下降。年在有机物中渗透率达PMMA自身物理属性造成其耐热性能较差，预计短期内PMMA将替换部分PVDF用量，但其长期在隔膜涂覆中的应用比例将受限。PVDF 202257%38%5% 图：有机涂覆材料市场空（单位：亿元） 图：不同有机材料渗透率预测（单位：%） 图：截至2022年底各材料占比 比例：PVDF比例：PMMA5%比例：芳纶YOY有机涂覆材料市场空间（亿元）100%PVDF806030100100%80%20%68.645%38%36%38%PMMA57%5…44%12.8520%0%0%2019 202020212022E2023E2024E2025E202016芳纶涂覆是解决锂离子电池安全性的最好选择行业内开始出现龙头企业03 适配发展技术多元化发展成为关注度极高的新兴产业研究范式逐步确定国产替代3产业孵化中扩大替代2性能优异1细分领域取代陶瓷涂覆：圆柱电池、3C电池、军用电池、出口电池领域。性能优异：芳纶耐高温性能较陶瓷更优异、提升电解液浸润速度芳纶涂覆是解决锂离子电池安全性的最好选择行业内开始出现龙头企业03 适配发展技术多元化发展成为关注度极高的新兴产业研究范式逐步确定国产替代3产业孵化中扩大替代2性能优异1细分领域取代陶瓷涂覆：圆柱电池、3C电池、军用电池、出口电池领域。性能优异：芳纶耐高温性能较陶瓷更优异、提升电解液浸润速度尤其适用于圆柱电池。细分领域。能。替代芳纶作为水性粘接剂将取代现有粘接剂PVDF功能：陶瓷涂覆层骨架粘接处使用传统水性粘接剂，则耐温性能较差，当陶瓷受热温度扩散至粘接处时，易传导至隔膜、熔融破裂；使用芳纶制成水性粘接剂也可通过芳纶纤维改性使其具备粘接性逐步替代陶瓷涂覆市场。异，成为大部分中高端电池的首选。芳纶材料国产替代，成本大幅降替代原理1：PVDF价格高企，芳纶涂覆性价比上升03 PVDF主要应用在光伏封装、建筑涂料领域，据粉体网，截至2022年年底，锂电隔膜、粘结剂仅占其下游应用10%。 图：PVDF价格（万元/吨） 华东地区粉料涂料）华东地区华东地区-粒料50 替代原理1：PVDF价格高企，芳纶涂覆性价比上升03 PVDF主要应用在光伏封装、建筑涂料领域，据粉体网，截至2022年年底，锂电隔膜、粘结剂仅占其下游应用10%。 图：PVDF价格（万元/吨） 华东地区粉料涂料）华东地区华东地区-粒料50 40302010018不断上涨的价格使PVDF失去性价比，芳纶材料性价比突显。据卓创资讯，当前电池级PVDF价格已经从此前的9万元/吨左右，上涨到40万元/吨左右水平，其中隔膜涂覆级PVDF价格在20-30万元/吨。电池级PVDF中期价格不见回调态势，相较于芳纶、PMMA等材料失去性价比，被替代趋势显现。PVDF是传统涂覆材料与粘结剂，2020年四季度以来价格不断上涨，供需缺口支撑价格高位企稳，难以下跌。PVDF是传统的有机物涂覆材料，具有低内阻、高（厚度/孔隙率）均一性、力学性能好、化学与电化学性能好等特点。受到下游锂电和光伏的双重需求带动，叠加双控政策限制，PVDF从2020年四季度以来供应缺口不断扩大，产品价格持续上涨。替代原理2：国内芳纶企业突破技术壁垒，加速0-1商业化03 0-1商业化。 图：基膜涂覆一体化生产芳纶涂覆膜成本最低（单位：/替代原理2：国内芳纶企业突破技术壁垒，加速0-1商业化03 0-1商业化。 图：基膜涂覆一体化生产芳纶涂覆膜成本最低（单位：/平） 01234567191.46.22.5 5.2替代原理3：自身性能突出，最轻薄且可单独涂覆03 图：芳纶涂覆膜涂覆材料的涂覆厚度最薄、单平重量最低（单位：吨/GWh） 图：1GWh电池对应涂覆材料重（单位：吨） 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，最轻薄且可单独涂覆03 图：芳纶涂覆膜涂覆材料的涂覆厚度最薄、单平重量最低（单位：吨/GWh） 图：1GWh电池对应涂覆材料重（单位：吨） 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，最轻薄且可单独涂覆03 性能对比 项目9μm+3层涂覆12μm+4层涂覆9μm+2+2混合涂覆芳纶单面芳纶单面芳纶双面厚度偏差12±116±113±1透气性（s/100c）TD200±30240±40200±40拉伸强度（Mpa）MD≥100≥120≥80穿刺强度（g）≥435≥600≥250130度热收缩（%）TD≤2≤2≤2MD≤2≤2≤2150度热收缩（%）TD≤3≤3≤3MD≤3≤3≤3180度热收缩（%）TD≤5≤5≤5MD≤5≤5≤5项目PE基膜替代原理3：自身性能突出，最轻薄且可单独涂覆03 性能对比 项目9μm+3层涂覆12μm+4层涂覆9μm+2+2混合涂覆芳纶单面芳纶单面芳纶双面厚度偏差12±116±113±1透气性（s/100c）TD200±30240±40200±40拉伸强度（Mpa）MD≥100≥120≥80穿刺强度（g）≥435≥600≥250130度热收缩（%）TD≤2≤2≤2MD≤2≤2≤2150度热收缩（%）TD≤3≤3≤3MD≤3≤3≤3180度热收缩（%）TD≤5≤5≤5MD≤5≤5≤5项目PE基膜PE-PVDFPE-陶瓷PE-芳纶厚度均匀性4444拉伸强度43.53.53.5穿刺强度44.54.54.5透气性54.54.54热稳定性3455润湿性4555电池能量密度4555生产成本3445市场空间：2025年芳纶涂覆膜市场空间近140亿03 图：芳纶涂覆膜渗透率（%） 间 ） 6002505002004001503001002005.00%10000.00%2021A2022E2023E2024E2025E2030E02021A2022E2023E2024E2025E2030E2021A2022E2023E2024E20