新能源锂电池行业研究产业篇下
竞泰资本
｜负极材料技术发展趋势汇总
1、硅基负极（材料成本/生产工艺）
发展的主要阻碍：1）硅在反应过程中易发生体积膨胀，从而影响电池的循环寿命；2）硅属于半导体材料，导电性较差；3）硅易与电解液发生反应，造成容量损失，这一特点部分体现为硅基负极的首次效率较低；4）成本较高。
针对硅基负极的改性研究集中在解决体积效应、维持SEI膜稳定和提高首效三个方面。优化的方向包括：
（1）硅源的改性研究。即通过制备纳米硅、多孔硅或合金硅的方式改善电化学性能，但工艺复杂；
（2）制备复合材料。即将硅掺杂到石墨中形成复合材料，添加导电剂；
（3）制备氧化亚硅（SiOx）材料。作为石墨与硅的折中方案（比容mAh/g左右），材料体积膨胀大大减小，循环性能提升，但首效较低也限制在全电池中的应用。
2、碳基材料
碳基材料被视为十分有发展前景的钠电池负极材料。按照石墨化程度，碳材料可以分为石墨类碳和无定型碳两大类。归属于无定形碳中的硬碳表现出更强的储钠能力以及更低的工作电位，例如宁德时代开发了具有独特孔隙结构的硬碳材料。
但材料成本高昂是硬碳的瓶颈。中科海钠则考虑软碳路线，采用成本更加低廉的无烟煤作为前驱体，通过简单的粉碎和一步碳化得到无烟煤基钠离子电池负极材料，储钠容量mAh/g，在所有的碳基负极材料中具有最高的性价比。
｜隔膜：湿法隔膜性价比不断提升，受新能源车拉动渗透率不断走高
隔膜是锂电池中极具技术壁垒的关键内层组件，成本占比约10%。微孔制备是隔膜生产工艺的核心技术，根据成孔机理不同可分为干法隔膜及湿法隔膜，后者整体性能更优。整体来看，干法隔膜一般用于商用车及储能等领域，湿法隔膜一般用于乘用车领域。涂覆工艺可以有效改善材料热稳定性和机械强度，使得湿法隔膜性能更加出色。
湿法隔膜市占率不断提升。通常干法隔膜搭配磷酸铁锂电池，湿法隔膜搭配三元电池。但随着湿法隔膜性价比不断提升，与干法的价差从年的1.9元/平下降至年一季度的0.3元/平，对应度电价差为4.5元/KWh，使得21年磷酸铁锂的回流潮并未对湿法隔膜形成明显冲击。
｜隔膜：设备非标化技术门槛高，供给稀缺限制产能扩张
设备是决定隔膜品质的关键，技术门槛考验隔膜厂对设备的理解程度。隔膜的生产流程主要包括原料混合、挤出流延、热处理（或萃取）、拉伸、收卷分切等，每个环节都需要高精度控制，设备选型必须根据工艺特点定向匹配，对设备商的制造水平要求很高。目前来看，以中科华联为代表的国产设备稳定性依然不足，无法满足下游客户需求。多年来我国隔膜产线高度依赖进口，全球主要隔膜设备厂商目前仅有4家,分别是日本制钢所、日本东芝、德国布鲁克纳、法国伊索普。
隔膜良率由两部分构成：收率和A品率。公司对母卷或半成品进行分切时会形成边角料，剩余完整部分/分切前的母卷称为收率。任何一道分切或涂覆环节都会产生A品和B品，其中B品质量相对较低，往往低价销售或者作为废料处理。
较高的制备难度造成隔膜良率在四大主材中偏低，各家差距明显。纵向来看，年恩捷股份整体良率仅有53%，随后通过工艺改进提升至年的78%，年其良率已接近90%。横向来看，国内隔膜厂良率参差不齐，星源材质大致在80%，中材科技及沧州明珠70%+，恒力石化一旦投产预计在65%。
｜隔膜：涂覆工艺定制化技术壁垒高，基膜涂覆一体化大势所趋
涂覆改性是提升电池能量密度的安全垫，重要性日益凸显。湿法隔膜在理化特性、力学性能方面均具有明显优势，但是热稳定性不佳。涂覆改性可以有效降低其热收缩率，同时提高抗穿刺强度，安全性得到显著提升。此外，涂覆材料可以增强隔膜与电解液之间的浸润性，提高离子电导率。近两年湿法隔膜的涂覆比例达到80%以上。
涂覆工序定制化特征明显，需要根据下游电池厂实际需求进行加工，差异性主要体现在浆料配方。涂覆溶剂可分为水性和油性两种，其中油性涂覆均匀性和粘附性优于水性涂覆，定位中高端产品，成本较高，海外电池厂更加青睐。多层涂覆是在基膜表面先涂覆一层氧化铝，然后再涂覆PVDF等有机层，形成多层复合隔膜。混合涂覆则是将无机、有机两种浆料混合在一起涂覆至基膜表面。涂覆溶剂及颗粒的搭配不同决定了最终产品的差异性，海外涂覆厂掌握浆料配方核心技术，国内厂商开展相关业务通常需要获得专利授权。
勃姆石凭借更加出色的性能及成本经济性加速渗透，对氧化铝形成显著替代。目前国内主流电池厂及隔膜厂正加快切换使用勃姆石，年中国锂电池隔膜用勃姆石在无机涂覆中市场份额提升至45%。年勃姆石出货量预计将超3万吨，市场份额或将超过氧化铝。
受限于涂覆产能偏紧，未来一段时间第三方代工及基膜涂覆一体化预计将并行发展。从中长期看，基膜涂覆一体化乃大势所趋。主流隔膜厂涂覆比例如下图：
｜隔膜：重资产属性强，专利依赖海外授权
“重资产”特性源于设备投资大。以恩捷股份江西通瑞“年产4亿平方米锂离子电池隔膜项目（一期）”为例，总投资金额为17.5亿元，其中设备投入占比达81%，合计采购8条湿法隔膜产线，折合单亿平设备投资3.5亿元，单线设备投资1.76亿元。隔膜投资较大，具备较强资产运营能力的企业有望持续扩张产能提高竞争力。
专利授权帮助国内大厂加速出海，专利护城河提高行业进入门槛。海外电池厂对隔膜品质要求高，更倾向于选择油性涂覆，但核心专利多被LG化学、帝人把控，所以寻求授权是国内企业短期进军海外市场的必然选择。恩捷获得帝人在全球范围内持有的溶剂型锂电涂布隔膜的相关专利独家授权，星源材质获得LG全套涂覆专利授权。
湿法方面，年5月恩捷股份收购重庆纽米后，市场占有率上升至50.2%，行业龙头地位稳固；星源材质湿法产能稳步上升，市场占有率达13.6%。干法方面，作为比亚迪刀片电池的主要供应商，中兴新材的出货量也大幅增长，储能方面，随着大客户宁德时代、中兴集团旗下派能科技储能业务超强的业绩表现，中兴新材干法也将大幅受益。
恩捷股份龙头地位显著，盈利能力领跑行业。毛利率方面，恩捷股份自年以来持续保持在40%以上，并凭借领先的技术优势稳步上升，年Q1达49%，大幅领先业内其他企业。
｜电解液：三大组成成分，新型产品不断涌现
电解液由锂盐、溶剂和添加剂组成。按质量划分，溶剂质量占比80-90%，锂盐占比10-15%，添加剂占比在5%左右；按成本划分，锂盐占比约40-50%、溶剂占比约30%、添加剂占比约10-30%。
六氟磷酸锂成本占比最高，历史价格与电解液趋势一致。由于性能优异、成本较低，六氟磷酸锂为目前主流锂盐。为进一步优化电解液性能，克服常规锂盐与溶剂的缺陷，通常采用锂盐与溶剂改性或更换、加入功能性添加剂的方式，近年来LiFSI（双氟磺酰亚胺锂盐）等新型锂盐、羧酸酯等新型溶剂和种类繁多的添加剂不断涌现，但距大规模商业化应用还有一段距离。
｜电解液锂盐：LiFSI替代LiPF6,三元高镍趋势的先行者
电池对能量密度升级的追求将推动LiFSI等新锂盐成为主流溶质。长期视角来看，LiFSI（双氟磺酰亚胺锂）既可代替六氟磷酸锂作为新型锂盐使用，又可少量添加作为添加剂使用，但是由于其成本高昂，目前主要用作电解液添加剂。LiFSI可以显著弥补六氟磷酸锂缺点并契合三元正极高镍化趋势。预计到年市场空间亿元。
工艺限制下LiFSI技术壁垒高于六氟磷酸锂，较高的技术壁垒一方面使得能够量产LiFSI的企业屈指可数，其毛利率维持高位。
在日韩全球领先的电解液企业布局LiFSI的同时，国内电解液、氟化工企业瞄准LiFSI蓝海市场，竞相加码布局。随国内LiFSI产能逐步释放与其成本、价格双降，国产化替代机遇将来临。
｜电解液添加剂：提升电解液性能的原材料
添加剂电解液中质量占比小、单位价值高，能够定向优化电解液各类性能，如电导率、阻燃性能、过充保护、倍率性能等。应用最广泛的添加剂有VC、FEC和PS三种。电解液添加剂具有较高的生产工艺和资质认证壁垒，需要工程师具备长时间的know-how积累。
添加剂在电解液的重要性提升。随着锂电池往高电压、高镍化等方向发展，所需电解液的配方，尤其是添加剂的使用也越来越复杂，根据EVTank数据，年全球电解液添加剂应用占比从年的4.2%左右提升到约5.6%，目前添加剂在LFP电解液和三元电解液中的成本占比分别为10%和20-25%。
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