隔膜环节是锂电池四大材料中竞争格局最优的赛道，我们认为行业短期供需偏紧价格稳中有升，中长期看龙头企业盈利能力稳定、成长确定性高，是较具投资价值的锂电赛道之一。
摘要
隔膜行业需求及价格预判？需求端，我们认为2022年后中美欧新能源汽车需求将持续高增驱动湿法隔膜需求，比亚迪刀片电池与储能市场将驱动干法隔膜需求，预计2022年涂覆膜总需求超120亿平，同增68%，至2025年涂覆膜总需求将超300亿平，2020-2025年CAGR达47%。供给端，湿法隔膜核心设备壁垒高，优质设备产能有限，且隔膜扩产周期长达两年以上，我们预计2022-2023年高端湿法隔膜将出现供不应求，湿法隔膜价格或将稳中有升。
龙头企业高盈利能力能否长期维持？我们认为隔膜行业在技术、成本、规模与客户上铸就高壁垒，使得各企业在出货价格与成本上出现较大差距，进而带来企业间盈利能力的分化；同时隔膜环节资产重周转率低，高盈利能力一定程度上弥补低周转率，行业ROE水平与锂电行业平均水平并无较大差距。中长期看，我们认为龙头企业依靠匹配的供应规模与海外客户长认证周期，维持客户结构优势与更高售价；通过持续研发与工艺改进保持成本优势，中长期高盈利能力有望维持。
固态电池对隔膜环节影响几何？一方面，我们认为固态电池需首先实现锂金属负极应用，解决电导率低、界面阻抗高、循环性能差等技术难题，还需要量产高一致性产品并适配车的需求，距商业化应用仍有较长时间。另一方面，固态电池需建立完善供应链、改进制造工艺以降低成本，而其带来超1000km续航的边际效用有限，需与传统锂电池竞争性价比。我们认为2030年前固态电池仅可能应用于小部分高端电动汽车中，难以对现有液态锂电池产业产生较大冲击，对隔膜环节影响微弱。
风险
全球新能源车销量不及预期，隔膜行业竞争加剧价格下降超预期，固态电池研发量产进度超预期。
正文
隔膜行业需求及价格预判？
隔膜性能要求高，具有一定工艺壁垒
隔膜是锂电池四大材料之一，主要作用包括：1）隔离正极负极，避免两极接触而短路。2）微孔允许锂离子通过形成充放电回路。隔膜性能直接影响锂电池安全性，同时决定着锂电池的能量密度、循环性能、充放电电流密度等关键特性，因而锂电池对隔膜的稳定性、一致性与安全性提出较高要求。
图表：锂电隔膜的性能要求
根据生产工艺不同，隔膜可分为干法隔膜和湿法隔膜：
►湿法隔膜：原材料为聚乙烯（PE），隔膜的一致性、力学性能更好，产品更薄，但热稳定性相较干法隔膜更差，通常需对隔膜进行涂覆提升其热性能，使其性能上全面优于干法隔膜。但湿法隔膜生产工艺更复杂、成本更高，通常应用于中高端电动汽车、中高端消费电子等领域。
►干法隔膜：原材料为聚丙烯（PP），产品热稳定性较好，生产工艺简单成本更低，但隔膜性能上相较湿法隔膜更差，且产品更厚不利于提高能量密度，通常应用于对成本要求更高的储能、低端电动车和低端消费电子等领域。
图表：干法隔膜与湿法隔膜工艺路线对比
资料来源：星源材质公告，中金公司研究部
干湿法隔膜需求快速增长
锂电池下游需求包括电动汽车、消费电子及储能三大领域，锂电厂商基于综合性能与成本选择合适的隔膜类型。
►电动汽车：湿法隔膜为主，比亚迪或驱动干法需求。电动车普遍对能量密度有较高要求，进而对隔膜的体积与重量提出更高要求。目前大多电动车选用湿法隔膜，仅有比亚迪刀片电池、日产部分混动车型采用干法隔膜。
►消费电子：湿法隔膜为主。消费电子同样对能量密度有较高要求，通常以湿法隔膜为主，仅部分低端消费锂电使用干法隔膜。
►储能：预计干法隔膜将占据主要份额。储能领域以绝对成本为导向，目前干法/湿法隔膜存在20%以上的价差，我们预计干法隔膜凭借更低的成本将占据储能领域主要市场份额。
我们预计2022年全球锂电总需求将超850GWh，对应涂覆膜需求超120亿平，同比增长69%，其中干法隔膜约28亿平，湿法隔膜约100亿平；至2025年涂覆膜总需求将超300亿平，2020-2025年CAGR达47%。
图表：干湿法隔膜维持约20%价差
根据生产工艺不同，隔膜可分为干法隔膜和湿法隔膜：
►湿法隔膜：原材料为聚乙烯（PE），隔膜的一致性、力学性能更好，产品更薄，但热稳定性相较干法隔膜更差，通常需对隔膜进行涂覆提升其热性能，使其性能上全面优于干法隔膜。但湿法隔膜生产工艺更复杂、成本更高，通常应用于中高端电动汽车、中高端消费电子等领域。
►干法隔膜：原材料为聚丙烯（PP），产品热稳定性较好，生产工艺简单成本更低，但隔膜性能上相较湿法隔膜更差，且产品更厚不利于提高能量密度，通常应用于对成本要求更高的储能、低端电动车和低端消费电子等领域。
图表：干法隔膜与湿法隔膜工艺路线对比
资料来源：星源材质公告，中金公司研究部
干湿法隔膜需求快速增长
锂电池下游需求包括电动汽车、消费电子及储能三大领域，锂电厂商基于综合性能与成本选择合适的隔膜类型。
►电动汽车：湿法隔膜为主，比亚迪或驱动干法需求。电动车普遍对能量密度有较高要求，进而对隔膜的体积与重量提出更高要求。目前大多电动车选用湿法隔膜，仅有比亚迪刀片电池、日产部分混动车型采用干法隔膜。
►消费电子：湿法隔膜为主。消费电子同样对能量密度有较高要求，通常以湿法隔膜为主，仅部分低端消费锂电使用干法隔膜。
►储能：预计干法隔膜将占据主要份额。储能领域以绝对成本为导向，目前干法/湿法隔膜存在20%以上的价差，我们预计干法隔膜凭借更低的成本将占据储能领域主要市场份额。
我们预计2022年全球锂电总需求将超850GWh，对应涂覆膜需求超120亿平，同比增长69%，其中干法隔膜约28亿平，湿法隔膜约100亿平；至2025年涂覆膜总需求将超300亿平，2020-2025年CAGR达47%。
图表：干湿法隔膜维持约20%价差
资料来源：鑫椤锂电，中金公司研究部
图表：干湿法隔膜应用领域
资料来源：各公司官网，中金公司研究部
图表：动力与储能锂电需求驱动下，隔膜市场需求2020-2025年CAGR高达47%
资料来源：各公司官网，中金公司研究部
图表：动力与储能锂电需求驱动下，隔膜市场需求2020-2025年CAGR高达47%
资料来源：中汽协，B3，CIAPS，GGII，中金公司研究部
隔膜设备限制产能扩张，湿法隔膜价格稳中有升
湿法隔膜核心设备壁垒高，优质厂商有限。湿法隔膜产线由众多设备组装而成，其中挤出设备与拉伸设备为其中核心设备，具有较高的技术壁垒，目前仅有部分海外厂商具备优质的核心设备生产能力，包括日本制钢所、德国布鲁克纳、日本东芝、法国ESOPP等，优质设备厂商较为有限。
隔膜扩产周期长达两年，且设备厂商产能扩展缓慢，设备限制优质隔膜产能扩张。隔膜设备均为定制化设备，从签合同到扩产制造需一年以上，还需经历安装调试、产能爬坡等环节，总扩产周期一般需两年以上。另一方面，下游优质设备厂商数量有限，且扩产速度远低于隔膜行业，导致目前隔膜设备出现供应紧缺。龙头企业已锁定部分优质设备厂商产能，可保证一定设备供给，二三线企业则面临海外优质设备供应不足、国产设备技术品质低的困境。
图表：湿法隔膜双向同步拉升工艺设备
资料来源：中科华联，中金公司研究部
图表：隔膜企业设备供应商
资料来源：公司公告，中金公司研究部
我们预计在下游锂电池需求高增、上游设备限制隔膜产能快速扩张情况下，2022-2023年湿法隔膜行业将保持供需紧张，湿法隔膜价格将保持稳中有升。
图表：2022-2023年湿法隔膜行业保持供需紧张
资料来源：公司公告，中金公司研究部
我们预计在下游锂电池需求高增、上游设备限制隔膜产能快速扩张情况下，2022-2023年湿法隔膜行业将保持供需紧张，湿法隔膜价格将保持稳中有升。
图表：2022-2023年湿法隔膜行业保持供需紧张
资料来源：公司公告，中金公司研究部
龙头企业高盈利能力能否长期维持？
我们认为隔膜行业在技术、成本、规模与客户上铸就高壁垒，使得各企业在出货价格与成本上出现较大差距，进而带来企业间盈利能力的分化；同时隔膜环节资产重周转率低，高毛利率一定程度上弥补低周转率，行业ROE水平与锂电行业平均水平并无较大差距。中长期看，我们认为龙头企业依靠匹配的供应规模与海外客户长认证周期，维持客户结构优势与更高售价；通过研发与工艺改进保持成本优势，中长期高盈利能力有望维持。
行业壁垒高，竞争格局优良
我们认为隔膜行业竞争壁垒包括技术、成本、规模和客户。
►技术：隔膜环节拥有较高的技术壁垒，包括设备设计与改进能力、工艺管控Know-how的积淀，要求隔膜企业联合设备厂商不断开发调试改进设备，并在生产过程中积累工艺管控经验，提升隔膜品质、生产效率、良品率等指标。
►规模：隔膜为重资产行业，单亿平产线投资额超2亿元。目前下游锂电池厂商普遍规划大规模产能，我们预计2025年宁德时代、LG化学等头部企业将具备500GWh以上出货能力，对应单一企业隔膜需求量75亿平以上，要求隔膜环节供应商拥有大批量稳定供应能力，以匹配其需求。
►成本：技术实力可影响隔膜生产良品率进而直接影响生产成本，同时有效规模也影响原材料成本与折旧成本。
►海外客户/大订单：拥有技术实力、成本优势与稳定大批量供应情况下，隔膜企业可进入海内外主流大客户供应链，获取海外隔膜的高毛利率与大额订单，并保障产能利用率进一步降本，同时获取高盈利能力与稳定现金流支撑有效规模进一步扩张，形成正向循环。
高行业壁垒铸就优异竞争格局，1-10M21国内湿法隔膜CR3高达87%；2020年干法隔膜CR3达62%。
图表：隔膜行业竞争要素拆解
资料来源：中金公司研究部
图表：湿法隔膜CR3达87%
资料来源：CIAPS，中金公司研究部
图表：干法隔膜CR3达62%
资料来源：中金公司研究部
图表：湿法隔膜CR3达87%
资料来源：CIAPS，中金公司研究部
图表：干法隔膜CR3达62%
资料来源：GGII，中金公司研究部
高毛利率来自企业间差异，而非行业超额利润
2016年后，隔膜价格持续下滑，隔膜企业毛利率分化。2016年后，隔膜价格持续下滑，湿法隔膜价格从近5元/平下降至1.3元/平，干法隔膜价格从3.2元/平下降至0.9元/平，带动隔膜企业毛利率出现明显分化。因而我们认为隔膜龙头企业的高毛利率并不代表行业的超额利润，而是来自企业间较高的成本与价格差异。
►价格差异：来源于出货结构即海外出货占比的差异。
►成本差异：来源于良品率、产能利用率、设备投资额与单线产能、有效规模等差异。
图表：2016年后隔膜价格持续下滑，隔膜企业毛利率出现明显分化（截至2021年11月）
资料来源：公司公告，中金公司研究部
成本差异
从成本构成看，隔膜生产成本主要包括原材料、折旧、能源和人工四方面，我们认为隔膜成本的影响因素主要包括良品率、产能利用率、设备投资额与单线产能、有效规模几方面。
单位产能投资额差异可高达50%。隔膜为重资产行业，单线投资额在2亿元以上，折旧成本占比在20%+。隔膜企业需依靠技术与工艺改进，提升设备车速、提升产能利用率以提升单线实际产能，对企业技术与工艺管控提出较高要求。
图表：隔膜产线单位投资额存在较大差异
资料来源：公司公告，中金公司研究部
有效规模影响原材料与人工成本。更高有效规模可带来上游采购环节的更高议价能力与折扣，更大规模也意味着单位产能人员成本的下降，同时可共用辅助设施并减少产线切换次数（切换产品需停机、更换组件、调试等步骤，减少有效生产时间），规模效应显著影响隔膜生产成本。
从目前企业规划看，各企业有效规模存在明显差异。相比之下，海外隔膜厂扩产略显谨慎。
图表：隔膜企业规划产能差异较大
资料来源：公司公告，中金公司研究部
有效规模影响原材料与人工成本。更高有效规模可带来上游采购环节的更高议价能力与折扣，更大规模也意味着单位产能人员成本的下降，同时可共用辅助设施并减少产线切换次数（切换产品需停机、更换组件、调试等步骤，减少有效生产时间），规模效应显著影响隔膜生产成本。
从目前企业规划看，各企业有效规模存在明显差异。相比之下，海外隔膜厂扩产略显谨慎。
图表：隔膜企业规划产能差异较大
资料来源：公司公告，中金公司研究部
良品率直接影响隔膜生产综合全成本，企业间差异可达20%。隔膜从母卷制作成涂覆膜需经历一次分切-涂覆-二次分切等多个步骤，存在一定的分切收率与A品率影响最终实际出货。
产能利用率可摊薄折旧与人工成本，目前行业需求旺盛，企业间差异小。目前隔膜行业供需偏紧，隔膜企业基本实现满产满销，但我们认为，在行业供需关系缓解行业产能过剩后，拥有规模与技术、成本实力的龙头企业可依靠绑定下游大客户实现更高的产能利用率。
图表：行业良品率差异较大，直接影响综合全成本
资料来源：中金公司研究部
价格差异
部分切入海外客户供应链的隔膜厂可获取超额利润。
►海外客户对隔膜品质要求高，仅部分隔膜厂可切入海外供应链。海外锂电厂对隔膜品质、产品一致性、供应稳定性等方面要求更高，认证周期长达两年以上，期间需不断向客户提供样品，经过小试、中试、再到批量供货。众多国内隔膜厂无法满足海外客户要求。龙头企业稳定的供应能力与持续扩张的规模带来供应的先发优势。
►海外隔膜价格与国内相差100%+，国内客户进入海外供应链可享受更高价格与毛利率。1）海外锂电厂对隔膜品质的要求往往会限制隔膜生产车速，进而增加生产成本。2）海外隔膜厂受人工成本、生产工艺管控影响，生产成本远高于国内。受隔膜品质要求与海外隔膜厂高成本影响，海外隔膜价格比国内隔膜价格高100%+，毛利率显著高于国内产品。
中长期看，龙头企业价格与成本优势有望维持
中长期看，我们认为企业技术水平将趋于收敛，龙头企业依靠稳定供应能力与匹配的供应规模将保持国际客户的供应先发优势，维持更高售价；持续研发与工艺改进将保持成本优势，中长期高盈利能力有望维持。
►隔膜企业的产品品质在中长期下随着各企业持续研发投入与know-how积累将逐步收敛。
►规模与稳定供应形成客户粘性，售价差距有望维持。根据目前锂电池各大龙头产能产量规划，预计至2025年LG化学/SKI出货量将超450/150GWh，对应单一企业隔膜需求量可超60亿平。龙头企业的规模优势将匹配下游客户需求，国际客户的长认证周期与龙头企业稳定/匹配的供应将形成供应粘性。
►持续研发与工艺改进维持成本优势。龙头企业通过改良设备与改进工艺实现持续降本。我们预计龙头企业持续技术研发与工艺改进有望维持与二三线企业及海外企业的成本优势。
图表：2025年海外锂电龙头企业隔膜需求量可达60亿平+
资料来源：GGII，SNE，公司公告，中金公司研究部
重资产环节，高盈利弥补低周转
隔膜为重资产行业，高盈利弥补低周转，ROE同行业相当。湿法隔膜单条产线投资额超2亿元，资产周转率处于锂电池及四大材料中最低水平，企业要求更高的净利率以弥补低资产周转率。
图表：隔膜环节重资产，资产周转率低
资料来源：万得资讯，中金公司研究部
图表：隔膜环节ROE处于行业平均水平
资料来源：GGII，SNE，公司公告，中金公司研究部
重资产环节，高盈利弥补低周转
隔膜为重资产行业，高盈利弥补低周转，ROE同行业相当。湿法隔膜单条产线投资额超2亿元，资产周转率处于锂电池及四大材料中最低水平，企业要求更高的净利率以弥补低资产周转率。
图表：隔膜环节重资产，资产周转率低
资料来源：万得资讯，中金公司研究部
图表：隔膜环节ROE处于行业平均水平
资料来源：万得资讯，中金公司研究部
固态电池对隔膜环节影响几何？
固态电池是一种由固态电解质取代传统液态电池中隔膜+液态电解液结构的二次电池，同时追求锂金属负极的应用，在保证安全性的同时提升能量密度。相比于传统锂电池，固态电池主要具有：
►安全性更高：固态电池使用的固态电解质不易燃烧与爆炸，其热稳定性优于传统电池的隔膜与电解液材料，因此电池整体安全性更佳。
►能量密度提升：在高安全性下，固态电池可应用锂负极和超高镍正极提升电芯能量密度，电池包层面可简化散热系统、采用内串式设计提升成组效率。
图表：传统锂离子电池与固态电池结构
资料来源：A solid future for battery development，中金公司研究部
固态电解质目前主流的具备应用前景的主要是氧化物、硫化物两大体系，但在电导率、稳定兼容性、生产成本上存在较大缺陷。
►氧化物：包含 NASICON、Garnet 等几类无机氧化物，该体系特点为较高的电化学稳定性、机械强度、高窗口电压，整体的缺点在于界面问题突出，电导率相对较低，大部分体系柔性有限大幅提升电池制造的难度。
►硫化物：该体系的特点为高电导率，部分电解质可达到接近液态电解液量级的电导率、高柔性使得制造可通过类似涂布方形进行。但缺点在于对正极的适配性差、对水/空气高敏感且反映有可能产生有毒物质、制造过程有毒性物质提升综合制造成本。
图表：不同类型固态电池对比
资料来源：Lithium battery chemistries enabled by solid-state electrolytes，中金公司研究部
我们认为2030年前固态电池仅可能应用于小部分高端电动汽车中，难以对现有液态锂电池产业产生较大冲击，对隔膜环节影响微弱。
一方面，我们认为固态电池商业化量产需要较长时间。固态电池需先实现锂金属负极应用，解决电导率低、界面阻抗高、循环性能差等技术难题，实现实验室产品成熟。从实验室产品到量产高一致性产品，还需要建立完善供应链并适配车的需求，车用的核心前提在于大批量供应的高一致性。
另一方面，远期固态电池还需与传统锂电池在性价比上竞争。1）性能上，目前随着超高镍技术应用，传统锂电池基本可实现1000km续航，而固态电池带来1000km+更高的续航边际效用有限，不及充电网络便捷性重要。2）成本上，我们预计传统液态锂电池随产业链降本在2023年后可逐步实现油电平价，而固态电池缺乏成熟供应链，更高难度的制造工艺也带来更高昂的生产成本。
图表：各企业均预计固态电池量产时间在2025年后
资料来源：A solid future for battery development，中金公司研究部
固态电解质目前主流的具备应用前景的主要是氧化物、硫化物两大体系，但在电导率、稳定兼容性、生产成本上存在较大缺陷。
►氧化物：包含 NASICON、Garnet 等几类无机氧化物，该体系特点为较高的电化学稳定性、机械强度、高窗口电压，整体的缺点在于界面问题突出，电导率相对较低，大部分体系柔性有限大幅提升电池制造的难度。
►硫化物：该体系的特点为高电导率，部分电解质可达到接近液态电解液量级的电导率、高柔性使得制造可通过类似涂布方形进行。但缺点在于对正极的适配性差、对水/空气高敏感且反映有可能产生有毒物质、制造过程有毒性物质提升综合制造成本。
图表：不同类型固态电池对比
资料来源：Lithium battery chemistries enabled by solid-state electrolytes，中金公司研究部
我们认为2030年前固态电池仅可能应用于小部分高端电动汽车中，难以对现有液态锂电池产业产生较大冲击，对隔膜环节影响微弱。
一方面，我们认为固态电池商业化量产需要较长时间。固态电池需先实现锂金属负极应用，解决电导率低、界面阻抗高、循环性能差等技术难题，实现实验室产品成熟。从实验室产品到量产高一致性产品，还需要建立完善供应链并适配车的需求，车用的核心前提在于大批量供应的高一致性。
另一方面，远期固态电池还需与传统锂电池在性价比上竞争。1）性能上，目前随着超高镍技术应用，传统锂电池基本可实现1000km续航，而固态电池带来1000km+更高的续航边际效用有限，不及充电网络便捷性重要。2）成本上，我们预计传统液态锂电池随产业链降本在2023年后可逐步实现油电平价，而固态电池缺乏成熟供应链，更高难度的制造工艺也带来更高昂的生产成本。
图表：各企业均预计固态电池量产时间在2025年后
资料来源：各公司官网，中金公司研究部
风险提示
全球新能源车销量不及预期。若新能源车终端销量不及预期，将影响锂电池及上游隔膜需求，影响公司出货量。
隔膜行业竞争加剧价格下降超预期。若隔膜行业企业扩产加速产能快速释放，或众多新进入者切入隔膜行业，将加剧行业竞争，隔膜价格下滑影响企业利润。
固态电池研发量产进度超预期。固态电池将不再需要隔膜，若固态电池商业化量产及应用超出预期，隔膜行业需求将受影响。
文章来源
本文摘自：2021年12月8日已经发布的《隔膜行业：短期涨价催化，长期成长无忧》
曾 韬 SAC 执业证书编号：S0080518040001 SFC CE Ref：BRQ196
蒋昕昊 SAC 执业证书编号：S0080519020002 SFC CE Ref：BOE414
