铝塑膜是软包锂电池电芯封装的关键材料,单片电池组装后用铝塑膜密封形成电池,可以起到保护电池内部电芯材料的作用。铝塑膜由外阻层(ON层)、阻透层(AL层)、热封层(CPP层)通过胶黏剂复合而成,外阻层由尼龙构成,位于最外侧,用来保护铝箔免于划伤,减少碰撞对电池带来的伤害。阻透层由压铝箔构成,位于中间层,起到防止氧气、水分侵入的作用。热封层由流延聚丙烯膜组成,位于最内侧,起封口粘接的作用。铝塑膜在阻隔性、冷冲压成型性、耐穿刺性、化学稳定性和绝缘性方面有严格要求,是锂电池产业链中技术难度最高的环节,对软包锂电池的质量有至关重要的影响。
铝塑膜常见的分类方式是按照生产工艺的不同进行划分,在这一分类标准下,铝塑膜可分为干法铝塑膜和热法铝塑膜。干法以日本昭和电工(以下简称“日本昭和电工株式会社”)生产工艺为代表,在制备过程中用胶黏剂将AL层和CPP层粘接,再直接压合而成。热法以日本大日本印刷公司(以下简称“大日本印刷”)生产工艺为代表,先用MPP将AL层和CPP层粘接,再缓慢升温升压热合成制备铝塑膜。干法工艺对生产设备要求不高,但工艺流程较复杂,操作难度大。热法工艺对设备要求高,工艺流程简单,生产效率高,不需要废气的处理设施。相对于湿法工艺铝塑膜而言,干法工艺铝塑膜应用更加广泛,适用于大倍率、高能量的动力电池,是目前市场上主流铝塑膜厂商普遍采用的生产工艺方式。
根据铝塑膜的厚度不同,将其分为88μm、113μm、152μm三种,厚度为88μm和113μm的铝塑膜适用领域为消费类电子产品,其中厚度为88μm的铝塑膜适用于薄型化数码电池,厚度为113μm的铝塑膜适用于3C移动电池。而厚度为152μm的铝塑膜适用于动力电池领域,如新能源汽车动力电池和工业储能动力电池等,对生产工艺的要求更高,价格更贵。
另外,根据铝塑膜下游应用领域的不同,可将其分为3C消费电子铝塑膜、动力软包铝
塑膜、储能铝塑膜和其他类铝塑膜:
1.2中国铝塑膜行业发展历程
铝塑膜最早由日本昭和电工开发生产,大日本印刷将其推广发展壮大。作为软包锂电池的关键封装材料,铝塑膜是锂电池产业链中技术壁垒最高的环节,对原材料、生产技术、设备工艺都有较高要求。由于技术难度高,中国铝塑膜行业长期被日本企业垄断,进口铝塑膜产品价格较高导致国内下游电池厂商成本较大,进口替代空间广阔。从2004年开始,中国部分企业开始布局铝塑膜产品,逐渐开启了铝塑膜国产化的新篇章。中国铝塑膜行业经历了进口依赖、探索研发和初步发展三个阶段。
(1)进口依赖阶段(1999-2004年)
(2)探索研发阶段(2005-2015年)
为了封锁技术,日本、韩国等铝塑膜企业很少在中国建设生产基地,导致国外企业在售后服务和不良率处理方面存在滞后性,当国内下游电池厂商进口的铝塑膜出现质量问题时,无法快速对产品进行改善,损害国内电池厂商的利益。同时,国内铝塑膜完全依赖进口,进口铝塑膜产品价格比国产铝塑膜产品高,削弱了国内下游电池厂商的议价能力,电池原材料成本高,给电池厂商造成了显著的成本压力。
昂贵的产品价格和滞后的售后服务驱使下游电池厂商提高对自主研发生产的铝塑膜的诉求,进口替代的需求愈发强烈。在中国铝塑膜行业具有较大的成长空间和较高的盈利水平背景下,2005年起,中国部分企业以自主研发为主,开始进入铝塑膜行业,于此中国铝塑膜行业初具萌芽。
(3)初步发展阶段(2016年至今)
在国内企业不断提升自主研发工艺的背景下,2016年起,国产铝塑膜在质量和性能上逐渐达到了部分国内下游电池厂商的要求,虽然国内市场仍被日本昭和电工和大日本印刷等公司所垄断,但随着国内企业铝塑膜产品陆续投产,中国铝塑膜行业规模逐步扩张,国产化进程也在不断提速。
近年来,国产铝塑膜在设备、技术工业、材料等方面都在持续更新和完善,产品一致性、质量和耐电解液性能都取得了较大发展。目前国内企业的铝塑膜产品已经广泛应用于中低端3C消费锂电池领域,并逐渐向高端市场渗透,实现了从2015年国产化率为0到2020年国产化率约为10%的跨越。但现阶段,在储能领域及新能源汽车领域,铝塑膜技术和产品依旧处于被日本企业垄断的状态,其核心技术依旧掌握在日本企业手中。同时,全球约90%的市场份额被大日本印刷株式会社、日本昭和电工、日本凸版因数株式会社和韩国栗村化学占据,其中,前两者占据了全球市场的70%。
目前,从日本进口的铝塑膜在国内的市场份额超过90%,自主研发生产的铝塑膜市场竞争力较弱。随着国内生产技术水平的不断提高,在国家政策的驱动下,中国铝塑膜行业的国产化进程将逐步加快,未来两年将是国内铝塑膜产品逐渐实现批量应用的关键期。
1.3中国铝塑膜行业市场规模
铝塑膜是软包锂电池的关键封装材料,其市场规模的增长主要受益于软包锂电池的发展,软包锂电池在安全性、能量密度、循环寿命等方面较方形锂电池和圆柱锂电池具有一定的优势,在3C消费电子领域、动力领域和储能领域应用广泛。近年来锂电池行业整体发展迅速,带动软包锂电池的市场需求持续增长,同时软包锂电池凭借其优秀的性能,在锂电池市场中的渗透率逐渐提高,软包锂电池行业的景气发展带动铝塑膜市场规模不断扩大。数据显示,中国铝塑膜市场规模从2012年的11.5亿元增加到2019年的50.1亿元。未来五年,得益于新能源汽车的快速发展,软包锂电池在动力领域的市场空间将逐渐扩大,中国铝塑膜行业市场规模将随之扩大。
受如下三方面原因驱动,中国铝塑膜行业市场规模将持续增长:
(1)行业盈利空间大,进入壁垒逐渐降低,推动企业布局铝塑膜产品,提升企业实力
并带动行业不断发展。
(2)国产替代需求日渐强烈,市场空间广阔,促进行业国产化进程加快。
(3)下游软包电池发展潜力巨大,下游市场整体需求强劲,推动行业整体发展。
1.4中国铝塑膜行业的产业链分析
中国铝塑膜行业产业链分为三部分:产业链上游参与者为尼龙、压延铝箔、CPP、胶黏剂等原材料供应商,产业链中游环节主体为铝塑膜生产企业,产业链下游是软包锂电池生产企业,其终端对应领域为3C消费电子、新能源汽车、电动工具及储能电站等。
1.4.1上游分析
铝塑膜行业产业链上游参与者为尼龙、压延铝箔、CPP、胶黏剂等原材料供应商。压延铝箔成本占铝塑膜产品售价的35%,占比最高。其次是CPP,占比15%。占比第三的为尼龙,为6%。最后是胶黏剂,占比3.5%。原材料成本约占铝塑膜售价的60%,大部分中游铝塑生产厂商原材料依赖进口,大大削弱了铝塑膜厂商的盈利能力。原材料生产技术要求高,成为制约铝塑膜行业发展的关键因素。
压延铝箔:一种金属铝箔膜,是铝塑膜的核心材料,厚度为5-9μm,中国压延铝箔生产线领先于日本和韩国,拥有2,000米的辊面生产线,占全球总量的一半。国内领先的压延铝箔企业包括华西铝业、渤海铝业、河南神马等,虽然中国在压延铝箔生产线上占据优势,但在产品性能如耐折度等方面却不及日本等优质企业,主要产品供应在中低端3C消费电子领域。
胶黏剂:在各层之间起到连接作用的“胶水”,需要具有较强的耐电解性、耐温热老化性和粘结性,同时不能与电解液发生化学反应。胶黏剂属于配方型产品,对质量和性能的要求较高,通常由铝塑膜生产企业与胶黏剂生产企业共同研发生产,其工艺配方属于各个企业的商业机密。国内企业在胶黏剂配方生产上还具有一定缺陷,容易导致产品分层剥离的现象,铝塑膜用胶黏剂大部分依赖进口。
总体而言,国产原材料只适应于中低端3C消费电子铝塑膜,而高端3C消费电子铝塑膜和动力软包电池铝塑膜所用的原材料仍然由国外企业提供,高端产品原材料进口依赖程度较高。
1.4.2中游分析
铝塑膜行业产业链中游参与者主要为铝塑膜生产商。中国铝塑膜行业起步较晚,核心技术缺乏、关键原材料依赖进口,导致中游铝塑膜企业对上游原材料供应商的议价能力较低,尤其对国外原材料进口商的议价能力更低。受益于国内软包电池的迅速发展,国内企业纷纷加速布局毛利润较高的铝塑膜业务,通过自主研发、引进国外生产线、收购外企等方式不断拓展国产铝塑膜行业的市场空间,突破国外铝塑膜企业的技术垄断,同时加强与下游电池厂商的密切合作,通过签订合作协议等方式提高铝塑膜的国产化率,努力实现铝塑膜技术和产能的自主化。
国内铝塑膜企业打开行业市场空间的方式主要由两种:
1.4.3下游分析
下游需求是促进铝塑膜行业发展的核心动力,中国下游整体需求旺盛,将促进铝塑膜市场规模进一步提升。铝塑膜是软包电池进行封装的关键材料,下游应用领域主要是3C消费电子软包电池、动力软包电池以及储能软包电池。
随着中国工业化、信息化水平的不断提升,中国储能市场不断发展,截至2019年底,中国电化学储能市场的累积装机规模达到1709.60MW,同比增长59.4%。在各类电化学储能技术中,锂离子电池的累计装机规模最大,为1378.3MW。2017年,发改委等五部委联合发布《关于促进储能技术与产业发展的指导意见》,首次在国家层面对储能产业进行战略部署。软包电池安全性好、能量密度高,正在向高倍率方向发展,能够更好地满足储能电池的要求。国内已有企业将软包电池应用于储能领域,未来储能领域的发展将提高软包电池的需求,进而促进铝塑膜行业的发展。
2中国铝塑膜行业驱动因素分析
2.1行业盈利空间大,进入壁垒降低
铝塑膜行业具有较高的毛利率,率先布局铝塑膜的企业能够迅速抢占市场份额,占领行业的领先地位,对企业未来的发展具有强大的支撑作用,但由于国外领先企业实行技术封锁,国内铝塑膜行业原材料进口依赖程度较高,在缺乏技术和原材料供给的情况下,国内企业进入铝塑膜行业壁垒较高。近些年,原材料供应商逐渐具备了为下游中低端铝塑膜制造商供货的能力,随着国内一批领先企业通过自主研发和收购外企等方式不断拓展国内铝塑膜市场空间,行业进入壁垒逐渐降低,对铝塑膜行业国产化、市场整体水平的提升具有明显的促进作用。
软包电池的成本构成中,占比最高的为正极材料,达到30%。其次是电解液,占比为25%。铝塑膜超过负极和隔膜占比排名第三,为18%,同时铝塑膜是电池原材料中国产化率最低、毛利率最高的一个部分(60%-80%),铝塑膜行业拥有极大的盈利空间。
国内企业通过布局铝塑膜,盈利能力大幅增加,同时,铝塑膜行业国产化率也从0逐渐提升至10%,促进了行业的快速发展。中国铝塑膜国产化进程已经开启,盈利空间较大及进入壁垒降低将驱使更多企业进入铝塑膜产业链,给行业带来更强大的生命力。
2.2国产替代需求日渐强烈
中国下游软包电池的迅速发展提高了对铝塑膜产品的需求,但铝塑膜进口依赖程度较高,进口价格居高不下导致下游电池厂商成本压力较大,国产替代的需求日渐强烈,将推动中国铝塑膜行业的景气发展。
2014年至2018年,国内铝塑膜需求量由0.5亿平方米增长至2018年的1.25亿平方米,年复合增长率为29.1%,预计到2023年,国内铝塑膜需求将在2.94亿平方米左右,市场需求空间广阔。但国内进口铝塑膜约占总消耗量的90%,进口量巨大。中国铝塑膜行业被日本和韩国的少数企业垄断,国外龙头企业在原材料供应、生产工艺、稳定的下游客户上具有较大的优势,国内企业生产的铝塑膜产品在质量和性能上还不能达到国外优秀企业的标准,无法应用于高端软包电池领域。
铝塑膜成本占软包电池成本的15%-20%,进口铝塑膜价格居高不下,给下游电池厂商造成了一定的成本压力。根据2018年财政部等四部委发布的《关于调整完善新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》,新能源汽车需要满足一定的续航里程和技术要求才能获得补贴,且于2019年、2020年补贴出现不同程度的连续退坡。随着新能源汽车行业补贴的下降,成本压力将逐渐转移给产业链中的电池厂商,电池厂商迫切需要降低原材料成本,而在电池的原材料中,铝塑膜国产化程度较低,产品价格水平受制于国外厂商。在铝塑膜需求不断增长、进口价格持续坚挺的背景下,铝塑膜实现国产化的呼声越来越高,市场空间广阔。
若铝塑膜能够实现国产化,巨大的市场需求将推动铝塑膜行业的飞速发展,拉动国内铝塑膜企业的市场份额不断提升,提高国内企业竞争力和市场地位。
2.3软包电池发展潜力巨大
铝塑膜下游主要应用领域包括3C消费电子软包电池、动力软包电池和储能软包电池。软包电池首先应用在3C消费电子领域,随着在3C消费电子领域的渗透率不断提高,软包电池行业得到了快速发展。同时,新能源汽车行业的快速发展,使得动力领域的需求增长成为软包电池行业的重要驱动力。储能领域是软包电池应用的新兴领域,短期市场需求较低,但国家积极鼓励支持发展储能电池,推动实现储能电池向规模化发展转变,在政策的支持下,储能电池有望实现快速增长,软包电池安全性好、能量密度高,正在向高倍率方向发展,能够更好地满足储能电池的要求,未来储能软包电池具有较大的增长潜力。
(1)3C软包电池
3C软包电池是铝塑膜应用最广的领域。
软包电池体积小、重量轻的特点符合电子产品智能化、轻量化、小型化的发展趋势,在智能手机、平板电脑等消费电子产品中被广泛应用。受益于3C消费电子市场的日渐成熟,软包电池在3C消费电子市场的渗透率保持稳定增长,而可穿戴设备、无人机等新兴消费电子产品的兴起,为3C软包电池提供了新的发展动力。整体而言,3C软包电池对铝塑膜的需求较大,未来将保持稳健的增长速度。
(2)动力软包电池
动力软包电池是未来铝塑膜的重要应用领域。
(3)储能软包电池
基于3C软包电池稳定增长、新能源汽车动力软包电池市场前景广阔以及储能软包电池良好的增长潜力,铝塑膜下游市场整体需求强劲,将对中游铝塑膜行业起到明显的促进作用。
3中国铝塑膜行业制约因素分析
3.1原材料高度依赖进口
由于国内原材料生产还达不到较高标准,不能满足部分铝塑膜厂商对原材料的需求,所以部分中低端铝塑膜和全部高端铝塑膜所需原材料都依赖进口,是制约铝塑膜行业发展的瓶颈之一。铝塑膜生产所需的原材料主要是压延铝箔、CPP、尼龙和胶黏剂,中国原材料供应商由于缺乏技术积累,生产的铝塑膜产品质量和性能较进口产品存在一定差距,只能应用于中低端铝塑膜,而高端铝塑膜所需原材料依赖高度进口。
由于原材料高度依赖进口,铝塑膜厂商在产业链中处于被动地位。中国铝塑膜行业还处于初步发展时期,没有形成较规范的市场竞争格局,部分企业暂时处于试产试销阶段,国内企业通常与下游电池制造商签订合作协议来进行产品生产,而铝塑膜的生产和经营情况较大程度受制于上游原材料供应商:
3.2核心技术积累不足
铝塑膜国产化率较低主要是因为行业壁垒较高,国内的产品性能很难达到日本企业的水平,在原材料处理技术、胶黏剂配方技术和设备工艺方面存在较大差距。虽然中国铝塑膜企业通过不断进行自主研发新工艺,生产的铝塑膜产品获得了国内下游电池厂商的认可,但国产铝塑膜主要应用于中低端软包电池市场,高端铝塑膜仍然依赖进口。在原材料处理工艺上,国内技术仍存在一些问题。例如:
(1)铝箔表面处理工艺落后、污染大。
铝箔的水处理会出现“氢脆”,导致铝塑膜耐拆度差。铝箔表面挺度不够,良品率差。聚丙烯与高导热的铝箔表面复合时易卷曲,出现层状结晶。国内胶粘剂配方工艺较差,易出现分层剥离问题。
3.3信心积累不够
整体而言,中国铝塑膜市场被日本、韩国企业所垄断,国内企业市场占有率约为10%,进口铝塑膜价格持续居高不下,国产铝塑膜企业在核心技术上的缺失将限制行业的发展速度,中国铝塑膜全面实现国产化任重道远。
4中国铝塑膜行业政策及监管分析
4.1中国铝塑膜行业支持政策分析
近几年,中国政府颁布了一系列政策鼓励支持动力电池产业的发展,为动力电池行业提供了方向指导和动力支持。铝塑膜作为软包动力电池封装的关键材料,受到政策支持的影响较为明显。
4.2中国铝塑膜行业监管政策分析
5中国铝塑膜行业发展趋势分析
5.1国产替代进程加快
中国软包电池厂商使用的铝塑膜大部分依赖进口,进口铝塑膜成本高,给下游电池厂商造成了一定的压力,同时不利于国内铝塑膜行业的发展。国内铝塑膜在质量和性能上与国外高端产品存在一定差距,主要供应中低端3C消费电子领域,还不能满足高端市场的要求。随着中国铝塑膜持续放量、技术工艺和设备不断完善,铝塑膜在一致性和耐电解性等关键性能上都有了一定的提升,国产替代的进程将逐渐加快。
对比进口铝塑膜,国产铝塑膜有以下优势:
(1)价格优势。国产铝塑膜在价格上较进口铝塑膜低20%-30%,下游电池厂商进口依赖程度高,议价能力弱,对铝塑膜价格敏感。此外,进口铝塑膜年度降价幅度为2%-3%,国产铝塑膜产品年度降价幅度为7%-9%,进口产品价格居高不下,在同等情况下,国内电池厂商更倾向于选择国产铝塑膜产品。
(2)服务优势。国内铝塑膜企业在向下游电池厂商供货时,可保障配送及时、货源充足,能够提供完善的售后服务,在不良率的处理上面会更加迅速和完善,技术服务更全面、便捷。
(3)销售策略灵活。国内铝塑膜企业市场开拓渠道更加直接,销售策略更灵活、交易方式更方便。
国内铝塑膜产品具有较强的性价比优势,已经逐渐打开了3C消费软包电池和软包动力电池的市场。国产中低端铝塑膜在质量和性能上能够达到下游厂商的标准,软包电池领军企业ATL、珠光宇等公司已经开始批量应用国产3C消费电子类铝塑膜,同时国内一些电池企业也开始对国产铝塑膜进行测试和调试,若能通过验证,则会大力提高国产铝塑膜的出货量。随着技术进步和国内企业布局的加速,中国铝塑膜行业国产化率将逐渐提高。
5.2疫情后期需求重心落在3C,从长期看需求重心向动力市场转移
现阶段国产铝塑膜在储能领域及新能源汽车领域受到较大影响,消费电子3C领域增量趋势明显。随着国际疫情发展,国外供应链渠道受阻进一步加剧,软包锂电厂家应加强国内供应链厂家的试样与开发进度,特别是对全面国产化体系的铝塑膜开辟绿色通道,帮助供应链国产化提升。
5.3进军高端产品
随着铝塑膜需求的日益增加,国内企业也加快了布局铝塑膜行业的步伐,在实现了中低端铝塑膜产品批量供货之后,国内企业开始发力进军高端铝塑膜领域。国产铝塑膜存在性价比优势,但产品性能和质量离国外高端铝塑膜还存在一些差距,不能满足下游高端电池领域的要求。随着下游动力电池的不断发展,对高端铝塑膜的需求将逐渐增加,高端铝塑膜全部依赖进口既不利于国内铝塑膜厂商自身的发展,也在一定程度上阻碍了铝塑膜国产化的进程。
6中国铝塑膜行业市场竞争格局
6.1中国铝塑膜行业竞争现状分析
6.2中国铝塑膜行业的主要参与者
6.2.1明冠新材(688560)
6.2.1.2公司业务及核心优势:目前明冠新材料铝塑膜研发人员超过30人,获得铝塑膜专利30+项。公司的铝塑膜业务2010年开始立项,从2016年起送样评测,目前均得到合格通过,2018年铝塑膜实现量产,目前铝塑膜产能为300万平米。
6.2.1.3:2017年-2019年及2020年上半年,铝塑膜产品收入占公司主营业务收入的比例分别为0.01%、0.80%、5.89%和9.06%,虽然锂电池用铝塑膜产品销售收入占公司总量并不大,但近几年的发展非常迅速,年增速超100%。公司远期规划铝塑膜产能达1亿平方米,将再造3个明冠。
6.2.2.3:
6.2.3.3:
6.2.4.2公司业务及核心优势:公司经营范围包括高性能膜材料、锂离子电池、电池材料及专用设备技术领域内的技术开发等。公司长期致力于研究锂离子电池铝塑包装膜的特种CPP材料、尼龙表面耐电解液涂层、环保型铝箔处理工艺、热复合及热处理工艺等一系列的关键技术,解决了PP铝层间粘结力、尼龙耐腐蚀性、电芯边电压性能、极限冲坑深度、PET与PA粘接性等一系列产品特性难题,产品性能接近进口铝塑膜水平,基本实现了原材料和工艺设备的全面国产化替代。
2020年上半年,公司铝塑包装膜产品实现出货量253万平米,同比持平。公司铝塑包装膜已在数码产品如充电宝、手持吸尘器等领域实现批量供应;与此同时,公司不断加快铝塑包装膜产品的推广渗透,在笔记本电脑、电动自行车等产品应用和批量供应。随着溧阳卓越制造工艺及产能的逐步完善,公司将积极进军高端消费及动力软包市场,出货量可望得到明显改善。
6.2.4.3:
6.2.5紫江新材料(未上市)
6.2.5.2公司业务及核心优势:公司主要从事锂电池包装铝塑膜的研发、生产和销售。紫江新材料占地面积10万平方米,建筑面积18000多平方米,具备10万级洁净车间1万多平方米,拥有复合、涂布和分切等具有国际领先水平的生产线。公司主要采用干法工艺制备铝塑膜,产品类型以88、113、123、152μm为主。公司产品覆盖从低端到高端的全系列产品,在3C数码领域已经批量供应ATL、光宇、力神等企业,在动力领域,产品主要应用于物流车、电动自行车。公司在3C数码市场保持稳定放量的优势,同时大力开拓动力铝塑膜市场,增加了电动自行车用铝塑膜的销售。目前月产能达到300万平方米
6.2.5.3
6.2.6苏州锂盾(未上市)
6.2.6.2公司业务及核心优势:目前,公司铝塑膜已形成三大系列九个产品,具有优异的深冲性能、电气安全性能和长期高阻隔耐腐蚀性能,为汽车动力电池、储能电池、高端消费电子电池,高倍率电池、聚合物电池、固态电池等提供高能、安全的封装差异化解决方案。
苏州锂盾全球首创发明的MicrolayerTM非极性微波锚固法多相界面一体化铝塑膜工艺专利技术,突破了日韩企业铝塑膜装备、技术封锁,填补了中国高端铝塑膜研发产业化技术的空白。该技术整个环节都是独立研发,并已实现完全国产化,在制造运维环节及成本管控环节都有着较大优势,可以充分发挥锂电池软包系统寿命安全、成本降低、能量密度提升上的优势,帮助锂电池软包实现全面“中国芯”。
公司产品主要用于3C数码类,已有小批量出货并获得专利,未来两年投入1亿元建设2000万平方米动力电池铝塑膜产能和研发中心,年产值达6亿元。