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新能源:储能电池6大关键材料市场现状及投资机会原创2023-11-02 18:28·银创新兴导 读储能电池是电化学储能的主要载体,通过电池完成能量储存、释放与管理的过程。目前主流的储能电池有锂离子电池、铅蓄电池、钠硫电池、液流电池。全球锂离子电池储能技术装机规模逐年上涨,占全球储能累计装机规模比重不断扩大,锂离子电池储能市场需求量大,截止到2021年,中国锂离子电池储能技术装机规模为5.2GW,占比为11.2%。随着下游储能需求量的不断扩大,储能电池行业市场规模随之上涨,市场需求量不断增高,预计2026年市场规模将增长至3023.1亿元。正 文图:储能电池行业产业链图谱一、铝塑膜1、作为保护电芯的第一道防线,铝塑膜既要做到轻薄,又必须保证极高的阻隔性和绝缘性,不能和活性物质发生反应,不能被外力轻易刺破,此外,在保证良好的冷冲压成型性的基础上,还需兼顾强度和韧性。总而言之,铝塑膜要同时符合繁杂甚至相互矛盾的性能指标,技术门槛非常高。2、铝塑膜作为封装材料,对于电池的产物质量和稳定性至关重要,因此制造难度十分大。由于技术壁垒高和认证周期长,早期,铝塑膜在国内的供给十分有限。我国布局铝塑膜的时间相对较晚,在原材料质量和制造工艺方面存在缺陷,导致大部分国产铝塑膜的各类性能均不及进口产物,同时下游公司对供应商的选择较为严苛,铝塑膜验证周期长达1-2年,这一市场和技术长期被日韩少数公司所垄断。3、目前全球铝塑膜市场和技术一直被日韩等少数公司垄断,其中龙头公司DNP占据全球约50%的市场;日本昭和电工、韩国栗村化学和新纶科技处在第二梯队,累计占据全球35%的市场;国内供应商还包括紫江公司、明冠新材、华正新材等国产化公司国内铝塑膜相继投产。4、未来随着固态电池的兴起,预计大多采用叠片工艺,将带动软包铝塑膜的市场需求,软包一方面能量密度更高,另一方面具有较为丰富的胶状物质封装经验,更易于固态电池发展此外随着铝塑膜国产化降本,软包路线将更具性价比。根据有关数据测算,2025年全球铝塑膜需求量有望达到6.9亿平。二、粘结剂1、锂电池粘结剂是一种高分子化合物,作为锂电池电极片中的非活性成分,虽然其在锂电池中用量极少,占锂电池成本也不到1%,但作用不可替代,是制备锂电池电极片必须使用的重要材料之一。粘结剂的主要作用是连接电极活性物质、导电剂和电极集流体,使它们之间具有整体的连接性,从而减小电极的阻抗。PVDF(聚偏氟乙烯)和SBR分别是锂电池正极和负极最常用的粘结剂。2、正极粘结剂(国产性能弱,用于低端电池)① 国产替代:目前国产PVDF性能弱于进口PVDF,仅适用于低端锂电材料。国产 PVDF在提升性能情况下将会被更多高端锂电客户所接受,这一情况下可实现部分国产替代② 技术迭代:目前由于油性PVDF价格昂贵,且同时NMP存在毒性,行业内开发新型水性粘结剂替代PVDF(仅限于磷酸铁锂电池,例如PTFE,PAA,PVA等),价格较PVDF低廉,有望实现产物技术迭代,水性粘结剂在正极的产值空间或达到30亿。负极粘结剂(国产替代进行中)① 国产替代:目前CMC+SBR材料基本由日本、欧美公司供货,价格高昂,国内公司CMC+SBR性能已能满足锂电客户需求,且价格低廉,国产替代进行中,预计国产材料的需求空间或达到27.6亿。② 技术迭代:硅基负极为下一代负极材料,PAA因对铜箔的粘附力比较强,同时分子链上的羧基可与硅的表面生成氢键,可以抑制材料体积膨胀,有助于电池循环寿命,因此硅基负极将使用PAA作为负极粘结剂,预计在硅基负极中的市场空间为17-24亿。3、PVDF行业内早期仅外企掌握锂电池级PVDF的生产工艺,并且采取技术封锁,市场由上述公司所垄断。国内公司目前逐渐掌握生产工艺,产物质量随时间提高,成功打入下游市场,目前国产锂电池级 PVDF 在低端领域用量较大。从2021年起国内多家 PVDF公司纷纷投产,2021年国内主流公司已有产能4.65万吨,规划投产24.2万吨。SBR粘结剂方面,目前锂电公司使用进口材料较多;国内生产公司包括,茵地乐、深圳研一、晶瑞电材等。CMC粘结剂同样使用进口材料为主,例如日本大赛璐、诺力昂,美国雅诗兰,国内生产公司包括金邦电源,重庆力宏,松柏股份等。4、中国锂电池的产量不断增长,锂电池粘结剂的使用量也随之增长。伴随下游锂电市场带动,预计2022年中国锂电池粘结剂的产量将达5.65万吨。三、导电剂1、导电剂材料是锂电池的重要组成部分,在锂电池材料成本中占比约5%,对锂离子电池的电化学性能起到重要的作用。碳纳米管(CNT)良好的导热性有利于锂电池在充放电过程中的散热,减少电池的极化,提高电池的使用寿命,其有望逐渐取代传统的炭黑导电剂。2、导电炭黑(需求驱动,国产替代窗口期):关注供不应求下的国产化机遇。21 年以来行业供需紧张,为国产替代打开窗口期。供给端海外公司扩产意愿弱、进度慢,需求端受益于储能、动力电池市场的带动。锂电用导电炭黑呈现供不应求态势。为国内公司转型创造了最佳的窗口期,看好国内炭黑公司实现技术突破、产能扩张进而实现国产替代。我们预计到 2025 年全球导电炭黑需求量约 5.84 万吨,复合增长率 23.4%,国内具备强产物力及产能快速扩张能力的公司有望在本轮导电炭黑国产替代中享受先发优势。碳纳米管(市场驱动,国产成熟):行业高增β+CNT 渗透率提升α,行业维持高增速。短期看铁锂“回潮”,中长期看高镍三元、硅碳负极渗透率提升。短期看,由于磷酸铁锂正极中CNT添加量更大,21年以来磷酸铁锂电池回潮促进CNT 导电浆料渗透率提升;中长期看,能量密度提升核心诉求驱动下,高镍三元、 硅碳负极等需求增加将使碳纳米管导电浆料渗透率进一步提升。预计2025 年市场正极/硅基负极用碳纳米管需求分别为72.6 万/3200 吨,对于市场空间接近300亿。3、目前用于锂电池导电剂的主要有炭黑、碳纳米管、导电石墨和石墨烯等材料。目前国内外均有材料厂商布局碳纳米管。国内主要生产公司包括天奈科技、道氏技术、德方纳米、三顺纳米、集越纳米、中科纳米、无锡东恒等,国外主要生产公司包括 OCSiAl、 LG化学等。4、据相关数据预测,碳纳米管市场增长主要以新能源汽车的高速增长及渗透率提升为核心增长点,预计2025年需求量将超过2.5万吨,其中动力电池需求量达2.3万吨。四、铝箔/铜箔1、通常锂电池正极集流体用铝箔,负极集流体用铜箔,锂电池所用铜箔/铝箔都对箔材本身有着较高的性能要求,尤其是高端锂电池产物。铝箔:锂电池正极所用铝箔属精加工产物,其对铝箔各项性能指标控制精度的要求极高,属于加工技术难度较高的正极材料。铜箔:锂电铜箔是电池负极核心材料,锂电池集流体用铜箔厚度一般在7-20um之间,新能源汽车用锂电池铜箔厚度8-12um,减轻铜箔质量,进一步提升电池能量密度是未来发展动力锂电池用铜箔的关键。2、市场现状① 铝箔:就电池铝箔出货量情况而言,受下游新能源汽车整体需求大幅度提升影响,我国电池铝箔出货量大幅度增长,2021年超13万吨,同比2020年增长超100%。就电池铝箔产量情况而言,整体需求带动产量持续增长。目前电池铝箔市场供应偏紧,整体价格保持稳中有涨趋势。② 铜箔:与铝箔类似,全球锂电铜箔供需情况也处于紧平衡状态,其中极薄锂电铜箔因具有更高的技术壁垒、更旺盛的市场需求,预计供给紧张程度将持续提升。此外,极薄锂电铜箔生产难度高,拥有较强盈利水平,是未来的技术趋势。目前国内以8um和6um铜箔为主,而实现4.5um厚度的仅有诺德股份和嘉元科技等少数公司。3、竞争格局铝箔:就电池铝箔市场格局而言,行业集中度在电池材料中出类拔萃。根据数据,电池铝箔行业CR3达78%,目前行业处于供不应求的情况主要原因是电池铝箔相较于普通铝箔技术壁垒深厚,国内布局较早的公司具备先发优势。2021以来,随着行业整体产销两旺,行业集中度下降小幅度下降,鼎胜新材和华北铝业市占率变动较小,万顺新材等公司产量大幅度上升。铜箔:根据 CCFA 统计数据,2021 年,我国锂电铜箔实现产能 29.3 万吨,产量 23.8 万吨,销量 24.0 万吨,当年我国锂电铜箔的产能利用率 81.23%。2021 年,国内锂电铜箔销量在五千吨以上的公司有 11 家,TOP5 市场占有率合计 63%,TOP10市场占有率合计 87%。4、储能电池领域电池箔 2025 年需求量有望达到 23 万吨,CAGR 可达 42 %。我国化学储能目前主要以磷酸铁锂电池为主。以 550吨/GWh 的铝箔用量测算,预计 2025 年储能领域电池铝箔年需求量 23 万吨,CAGR 可达 42 %。五、锂电蓝膜1、包覆蓝膜是动力电池的生产过程中的一道重要工序。蓝膜,又名隔离膜、防粘膜、保护膜等,有红、绿、蓝、白、黑等多种颜色,分为单面离型膜和双面离型膜,在动力电池中使用的通常为蓝膜。2、作为一种绝缘材料,蓝膜将电芯与电芯之间分隔开来,阻隔单个电芯由于各种故障对其他电芯造成的影响,防止“一损俱损”。蓝膜的厚度小,仅在0.015mm-0.20mm间,在生产过程中容易出现划痕、破损、褶皱等缺陷,这些缺陷有的会影响产物外观,有的甚至会对产物功能造成损害。3、二级市场中,切入锂电蓝膜赛道的公司不多,其中有东风股份投资的公司深圳市博盛新材料有限公司系比亚迪锂电池隔膜供应商、宁德时代储能隔膜供应商,产能正在加速释放。公司正在将超级蓝膜产物通过博盛新材料切入比亚迪供应链体系;赛伍科技的锂电蓝膜等产物已进入宁德、比亚迪等头部客户。4、GGII数据显示,2021年全球包蓝膜设备的市场规模约10亿元,其中国内包膜设备的市场规模为7.2亿元,同比增长52.30%,预计2025年将增至16.9亿元。六、锂电池结构胶1、结构胶是指应用于受力结构件胶接场合,能承受较大动负荷、静负荷并能长期 使用的胶粘剂。代替螺栓、铆钉或焊接等形式用来接合金属、塑料、玻璃、木材等的 结构部件,属于长时间经受大载荷、而性能仍可信赖的胶粘剂。结构胶需起到将电芯与pack壳体可靠连接、固定的作用,代替原来模组结构的机械连接,对于强度、柔韧性、耐老化、阻燃绝缘和导热性都提出了较高的性能要求。目前结构胶主要有聚氨酯结构胶、丙烯酸结构胶、硅胶、环氧结构胶、UV胶和耐高温热熔胶,根据不同的特点分别应用于不同场景。2、结构胶方面,随着电池模组向大尺寸方向演变,其空间利用率不断提高,用胶点发生改变,从框架模组结构电芯侧面辅助粘接向无框架模组结构电芯侧面及底部粘接,再向无框架无模组结构电芯侧面粘接转变;粘接功能由抗震到减震、导热转变。因电芯直接组装粘接到Pack壳体,电芯尺寸加大,粘接胶用量增大,导热需求增加,对可操作时间、初固时间、触变性及粘度、设备磨损等提出更高要求。4、二级市场中,切入锂电池结构胶赛道的公司主要是以下四家。① 硅宝科技:布局“胶粘剂+硅碳负极”。公司在锂电材料方面持续布局,目前相关产物已经供应比亚迪、ATL、多氟多等公司,预计随着前期投资的1万吨/年硅碳负极材料与4万吨/年锂电粘合剂将加速释放,公司将充分受益新能源汽车赛道景气度高升。② 回天新材:动力电池用胶方案,客户多为下游龙头。③ 斯迪克:功能性涂层材料领跑者,为特斯拉一级供应商。④ 德邦科技:主营电子封装材料、导热材料、导电材料、晶圆划片膜、减薄膜等400余种产物。在锂电池领域,为电芯封装及电池组装的封边、拆边、产物成型等工艺提供电芯粘接、注塑成型等功能性薄膜与封装材料。实现高强度粘接、高能量密度比、高热管理等功能需求。5、2022年中国锂电池胶粘剂的市场规模将达到62.1亿元,2027年将达到115.42亿元。精选报告来源:银创智库新能源/新材料/高端装备制造储能丨锂电丨钠电丨动力电池丨燃料电池丨氢能源丨光伏丨风电丨新能源汽车丨电子零部件丨能源金属丨碳中和丨半导体丨集成电路丨芯片丨光刻丨先进封装丨碳化硅丨湿电子化学品丨新材料丨超导材料丨磁性材料丨碳纤维丨高分子

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发布于:盘山县
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