锂电行业报告：铝塑膜软包

证券研究报告| 2021年12月03日锂电行业深度系列六：铝塑膜软包需求稳步提升国产化前景可期证券分析师：王蔚祺wangweiqi2@guosen.com.cnS0980520080003行业研究· 深度报告电力设备新能源· 锂电池投资评级：超配（维持评级）联系人：万里明wanliming@guosen.com.cn------------------------------------------------------------ 投资建议铝塑膜行业资产轻回报高，工艺、原料和设备壁垒高电池封装材料铝塑膜是由铝箔、尼龙层、CPP（流延聚丙烯）构成的三层复合结构，在电池材料成本中占比10-20%。横向对比锂电材料各环节，铝塑膜仍然依赖进口，国内行业集中度最高，国产利润率与负极&电解液持平、单位资本开支低、壁垒高、进口替代空间大。技术壁垒体现为：1）原料：原料决定了冲深、耐液、寿命等多项关键性能；铝箔挺度纯度等性能要求高；粘结剂成分复杂、配方保密，多需上下游协作研发。2）工艺：工艺水平决定批次间一致性、稳定性、产品良率等，日韩企业先发具有know-how优势并存在专利封锁。3）设备：涂布机等核心设备精密度高，定制化周期长，研发难度大。软包锂电加速渗透，百亿市场扬帆起航软包电池能量密度、循环寿命、灵活性等方面具有综合优势，在消费电子领域渗透率已达80%以上。动力电池领域，欧洲超七成主流车型搭载软包势头正盛；国内孚能放量、小鹏蔚来等新晋软包路线，渗透率触底回升。看未来软包市场空间广阔：1）软包体积能量密度高、安全性高负荷汽车发展需求；2）固态电池大势所趋，软包叠片工艺&聚合物电池经验契合需求。我们预计2025年全球软包电池出货量638GWh，CAGR为34%，对应铝塑膜需求6.9亿平，市场规模近118亿元。铝塑膜供需失衡迎机遇，国内厂商国产替代分三步走当前大日本印刷DNP/昭和/栗村占据全球七成份额，在技术客户具备先发优势。国内新纶收购T&T实现突破、紫江打破原料设备海外垄断，替代步伐加速。我们认为铝塑膜国产替代正迎来新机遇：1）海外厂商铝塑膜业务在集团多为非核心业务，我们预计2024年后随着技术成熟，国内铝塑膜厂有希望快速抢占份额。2）LG、SKI等电池厂受日韩贸易政策及成本影响，希望扩充供应商，提升议价能力和供应链控制力。3）国内远景AESC、孚能等软包厂崛起迅速，本土软包电池厂崛起将带动国产供应链发展。4）本土铝塑膜领军企业在产品性能已基本与海外持平，成本上低10%-20%，性价比优势凸显。短期来看国内铝塑膜厂现在消费铝塑膜领域进口替代；中期有望伴随比亚迪刀片电池放量快速发展；长期看本土厂商凭成本产能优势实现动力电池领域的国产替代。投资建议：我们推荐关注客户实力领先的恩捷股份、福斯特等。1）恩捷股份：定增扩产2.8亿平铝塑膜年产能，远期产能4亿平，有望依靠客户和技术优势开拓市场；2）福斯特：公司在2015年开始自主研发铝塑膜项目，并在2018年实现中试产能。公司具备自主知识产权的铝箔处理技术，目前铝塑膜年产能2000万平，产品主要供给于消费电池领域，规划扩产至3000万平，逐步拓展至动力电池及储能领域。风险提示：电动车销量不及预期；全球软包锂电池需求低于预期；专利技术风险。2------------------------------------------------------------ 一、铝塑膜介绍：软包锂电池关键封装材料------------------------------------------------------------ 铝塑膜的构成及用途•铝塑复合膜（简称铝塑膜）是锂离子电池专用封装材料，常用于软包电池和刀片电池中。单片电芯在组装后密封在铝塑膜当中，形成一个电池。铝塑膜起到保护内部电极、隔绝外界环境的作用。在软包锂电池中，铝塑膜占总材料成本10-20%，仅次于正极材料和隔膜，目前技术壁垒高、国产化率低。•黑膜（铝塑膜）作为一个细分品类，主要由流延聚丙烯膜与黑色母粒（炭黑、助剂等）混炼流延制成，应用于苹果电池及高端消费电子电池中。黑膜的优势主要有：1）使得印刷在铝塑膜上的文字突显性更佳；2）炭黑使得铝塑膜外表面爽滑性提升，增强冲深性能；3）炭黑提高电池耐化性、延长寿命。钢塑膜是将铝塑膜的铝箔层更换为不锈钢箔以及合金类箔等。钢塑膜在耐穿刺、机械强度、耐磨损和耐腐蚀等性能上较铝塑膜均有提升。图2：软包锂电池结构资料来源:电池中国网，国信证券经济研究所整理图1：2019年三元软包锂电池原料成本结构资料来源: 新材料在线，国信证券经济研究所整理4正极材料30%负极材料10%电解液7%隔膜25%铝塑膜18%其他10%------------------------------------------------------------ 图4：2019年铝塑膜生产成本结构资料来源:GGII，国信证券经济研究所整理图3：铝塑膜结构示意图资料来源: 专利之星，国信证券经济研究所整理表1：铝塑膜各结构作用及要求资料来源:新材料在线，国信证券经济研究所整理铝塑膜具体材料的性能要求铝塑膜由内部向外部分别为热封层、铝箔层、尼龙层，各层相互之间粘合而成。热封层一般由流延聚丙烯薄膜或聚丙烯薄膜组成，主要防止电解液泄漏腐蚀铝箔、且能够耐戳穿。电芯胀气主要就是热封层与极耳粘合不良导致，故而其必须与金属保持良好热封粘结性。铝箔层主要由金属铝或铝铁合金构成，其主要是通过与氧气形成氧化膜，阻止水汽深入电芯内部，同时其也是铝塑膜冲深形变的主要结构。铝箔层在铝塑膜原材料中成本占比最高，达到59%，在生产成本中占比35%。尼龙层抗冲击性能好、耐穿刺性能高，主要是保护铝箔层不被划伤。粘合剂需要具备良好的耐电解液、耐高温、热老化、强粘结性能，并且不与电解液发生反应。5作用要求厚度尼龙层保护中间层铝箔层不受划伤，减少碰撞等外力对电池的损伤。抗冲击性能好，耐穿刺性能好，耐热及绝缘性能好，耐摩擦性能好。材料一般为尼龙、PET。12~40μm铝箔层金属Al在室温下会与空气反应生成氧化膜，阻止水汽渗入从而保护电芯内部。铝箔层也是铝塑膜冲深形变的主要结构。材料一般使用纯铝类或铝-铁类合金（软质材）。铝箔厚度大于30μm时水蒸气透过率才可能达到0g/㎡。30~50μm热封层阻止泄露的电解液腐蚀铝箔层。同时，软包电池失效的主要因素是电芯胀气和漏液，而这主要是由于极耳与聚丙烯薄膜（CPP）粘合不良引起。热封层材料必须与金属Ni、Al及极耳有良好的热封粘贴性，具有耐电解液、绝缘性和耐戳穿性能，能防止电极与锂离子电池软包装材料之间的短路。20~100μm粘合层粘结各层材料较强的耐电解液性能，耐高温&耐老化性能以及强粘接性能，并且不能与电解液发生反应。材料一般为无溶剂聚氨酯胶粘剂或无苯型聚氨酯胶粘剂（醇溶性或水性）等。2-3μm外部内部制造费用及人工40.5%压延铝箔35.0%CPP15.0%尼龙6.0%粘结剂3.5%------------------------------------------------------------ 图5：铝塑膜生产工艺流程图资料来源:明冠新材公告，国信证券经济研究所整理铝塑膜生产流程介绍表面处理&涂布：铝箔表面处理后传送到涂胶工序，通过定量挤出涂布或定量微凹涂布方式将粘结剂均匀涂敷在基材上；热处理：完成胶粘剂涂布之后的基材经过烘箱进行充分干燥，完成粘结剂的流平、干燥、初步胶粘等工艺需求；贴合：热处理后的涂布胶粘剂与贴合基材进行低温热复合，有效避免热法高温冷热挤压贴合带来的应力集中、树脂结晶麻点等机械性能和外观缺陷；双面处理：单面复合后的铝箔再重复上述涂布与贴合工艺，以完成另一面材料的复合；熟化分切：复合后的成品，依胶粘剂自身特性需求采用热风干燥设备进行熟化作业，完成后依客户需求裁切成指定幅宽。6涂布基材（铝箔或复合第一面的铝箔）表面处理涂布自配胶粘剂烘烤热处理贴合贴合膜（尼龙膜、聚丙烯膜或PET）发送贴合膜收卷熟化分切检查包装入库第二次涂布------------------------------------------------------------ 资料来源:新材料在线，国信证券经济研究所整理表2：铝塑膜生产工艺对比表3：2021年各型号铝塑膜应用领域及价格资料来源:百川盈孚，国信证券经济研究所整理铝塑膜的两种生产工艺介绍：干法vs热法干法工艺：由昭和电工和索尼提出，其是将热封层与铝箔层直接粘结并压合。该方法工艺简单，产品防短路性能优异、冲深性能好，但耐电解液和抗水性较差，主要应用于高容量软包消费电池、动力电池中。热法工艺：由大日本印刷和尼桑公司共同开发，其使用改性聚乙烯MPP将铝箔层与热封层相连接，然后通过缓慢升温升压的方式进行热合成。该方法工艺流程简单，产品耐电解液和抗水性能良好，但冲深成型性能差、防短路性能差，主要应用在消费软包电池中。国内明冠新材近年来创新工艺，提出了干热复合法，使得两种方法的优势均得以保留。•不同厚度铝塑膜应用领域、价格存在差异。根据厚度不同，铝塑膜可分为86-88um、113-123um、152-153um等多种。88um、133um分别应用于薄型化数码电池、3C移动电池中，二者价格相差不大。152um主要应用于动力电池和储能领域，其机械性能要求高、使用时间要求长，价格较113um产品高20%-40%。此外，日韩进口的铝塑膜较国产铝塑膜价格也普遍偏高，113um产品栗村化学价格比上海紫江、道明光学高10%-15%。7产品厚度主要应用领域国内价格（元/平米）日本厂商价格（元/平米）88μm薄型化数码电池--113μm3C移动电池14-1825-27152μm动力电池20-2728-33干法热法工艺铝箔层与热封层用粘合剂粘结后压合而成铝箔层和热封层之间用改性聚乙烯连接，而后 升温升压下热合成优点冲深成型性能，防短路性能，外观（杂质、针孔少），裁切性能好，工艺简单，成本低耐电解液和抗水性能优异，工艺流程简单，生产 效率高缺点耐电解液和抗水性能不及热法；工艺流程较复杂，操作难度大冲深成型性能差，防 短路性能差，外观差，裁 切性能差，设备要求高应用高能量密度消费电池，动力电池，储能电池容量要求不高的消费类电池代表企业昭和电工、栗树化学、道明光学大日本印刷、紫江企业示意图尼龙层25um粘结层2-3um铝箔层40um粘结层2-3umCPP-40um尼龙层25um粘结层2-3um铝箔层40umMPP10-15umCPP-30um------------------------------------------------------------ 铝塑膜产能投资特点：轻资产、利润高、性能要求高•国产化程度显著低于其他环节：2020年国产铝塑膜出货量仅占全球的25%，显著低于四大主材。•行业集中度高：国内行业较为集中，2020年行业CR3为76%，CR5达92%，集中度显著高于其他各环节。•头部企业利润率较高：头部企业毛利率保持在30%左右（紫江企业），与负极材料和电解液（30%左右）基本持平，低于隔膜（35%-50%左右），主要因为铝塑膜技术难度大，市场集中度高，国产化率低。•投资回收期短：参照环节龙头企业近年来公布的项目来看，铝塑膜单位GWh资本开支约为800万元，头部企业铝塑膜产能投资回收期在3-4年左右。图9：铝塑膜毛利率处于锂电材料较高水平资料来源: 各公司公告、国信证券经济研究所整理图8：铝塑膜单位资本开支较低资料来源: 各公司公告、国信证券经济研究所整理；注：主要材料分别选取当升、璞泰来、天赐、恩捷、明冠新材新建项目投资进行测算图7：2020年国内锂电材料CR3和CR5资料来源: GGII、国信证券经济研究所整理图6：2020年全球锂电主要材料出货量占比资料来源: GGII、国信证券经济研究所整理80%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%正极负极电解液隔膜铝塑膜中国日本韩国其他0%10%20%30%40%50%60%70