2022电力设备行业:电池箔需求快速增长 ,动力+储能打开行业空间
报告出品/作者:财通证券、佘炜超
以下为报告原文节选
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1. 电池铝箔 :电池生产基础材料
铝箔是铝延压加工行业的产品之一,上游是电解铝行业。铝箔加工企业从电解铝企业采购铝锭加工生产铝板带箔。铝板带是指以铝为主要原料,并且掺杂部分合金元素制造出来的铝板或者铝带,具有质轻、包覆性、屏蔽性好、耐腐蚀、强度高等优点, 成片状的铝产品称为铝板,厚度大于 0.2mm铝卷材称为铝带;铝箔一般是指厚度小于 0.2mm、断面为长方形的轧制产品,具有质轻、密闭性和包覆性好等优点。我国目前是全球最大的电解铝生产国,巨大的铝锭产量及潜在可以释放的产能为下游铝加工行业提供了充足的原材料供应。光箔产品定价方式为“铝锭价+加工费”,加工费盈利较为稳定,经营业绩受铝锭价格周期波动的影响较小;涂碳箔定价方式为“一口价”,经营业绩受铝锭价格周期波动的影响较大。
铝箔按厚度可分为双零箔、单零箔、厚箔铝板带。厚箔厚度为 0.1~0.2mm;单零箔是指厚度为 0.01mm和小于 0.1mm/的铝箔;双零箔是指厚度以 mm为计量单位时小数点后有两个零的箔,通常厚度小于 0.01 的铝箔,即 0.005~0.009mm铝箔。
铝箔加工工艺较为复杂。目前行业内有两种常用加工工艺路线:铸锭热轧法和双辊铸轧法。热轧是采用半连续铸造法将铝熔体铸造成扁锭,对大块的金属铸锭在其再结晶温度以上进行热轧和冷轧,轧制成一定厚度的板材作为铝箔坯料;铸轧是将铝熔体通过铸嘴导入内部通有冷却水的两个轧辊之间,冷却水保持流动,两个不断转动的轧辊作为结晶器,铝液在凝固后立即进行轧制到一定的厚度作为坯料,在铸轧区完成凝固和热轧两个过程仅需 2~3 秒。
相比而言,热轧坯料通常质量较好更适合于轧制高品质的铝箔产品。铸锭热轧法中热轧坯料要经过铣面、铣边去除表面的氧化层等缺陷,然后经过均匀化退火使铝合金成分均匀化,再经过热轧、冷轧、中间退火等多重工序循环,有效改善成分偏析、晶粒尺寸等问题。相反铸轧坯料的质量较难控制,铸轧坯料厚度为3mm~7mm,轧制铝箔的变形量要小得多,所以铸轧坯料的质量,如气道、夹杂、偏析、粗大晶粒等缺陷对铝箔轧制的影响更直接,且由于结晶条件不同而易导致板边部与中心以及板上下表面组织成分的不均匀。
技术进步促使双辊铸轧法 被越来越多企业使用 。双辊铸轧法也有很大优点,连续铸轧在建设投入、流程、能耗等方面有突出优势,且可以与电解铝熔铸工艺配套,当前铸轧生产铝箔坯料的工艺水平不断提高,从技术、经济两方面考虑越来越多的企业将使用铸轧工艺生产。此外,鼎胜新材申请了专利:一种新能源锂电池低密度针孔正极集流体用铝箔材料及其制备方法。该专利技术采用铸轧-冷轧工艺流程,解决了从电池铝箔从 15um 减薄至 8-10um 以下的技术难题,可以提升新能源锂电池的能量密度,提高新能源汽车的续航能力,为铸轧法使用提供了良好前景。
电池铝箔对于各个方面要求显著高于传统的铝箔。第一,洁净度高,铝卷中不得混入任何碎屑、粉尘尤其是铁屑类物质;第二,板形要求高,铝箔表面涂布正极材料的均匀性,对锂离子电池使用寿命及续航能力都会大受影响,通常板形需控制在 10I以下;第三,机械性能要求高,在保证铝纯度不变的情况下,被要求高抗拉高延伸,要求延伸率≥3%,二者实际上难以兼得;第四,厚度与针孔要求高,厚差要求≤±3%,但铝箔厚度降低必定造成针孔数量增多,增加压延过程造成断带的可能性,严重影响其品质,这对铝箔又提出了更高的要求;第五,表面要求极高,铝箔表面不得有暗面亮点、黑油线、麻点等各种表面缺陷,这对锂离子电池的涂布均匀和压实工序都直接相关,对铝箔机台的清洁度和环境清洁度要求相当高;第六,达因值要求高,为保证涂布质量,铝箔表面达因应达到 31 达因以上,甚至有个别客户要求大于 33 达因。由于工艺难度高、良率较低、转产成本较高,故决定了行业内一方面新建产线放量难度较大,另一方面传统铝箔转产电池箔意愿不足。
2.1. 新能源汽车持续景气,动力电池用铝箔2025年需求量可达62万吨
动力电池的发展与新能源车产业的发展高度契合。国务院发布的《2030 年前碳达峰行动方案》提出,到2030年实现清洁能源动力的交通工具占比达到 40%,为新能源车市场带来了巨大的增长空间;海外各国节能减排持续推进,新能源车市场爆发式增长的潜力将继续推动动力电池需求的增长。
动力电池领域电池箔2025年需求量到有望达到 62万吨,CAGR 59 %。根据 EVsales及中国汽车工业协会数据,2021 年我国新能源汽车销量 354.5 万辆,动力电池装机量 154.42GWh,相较上年同比增长 142%;2021 年海外新能源汽车销量 295.6万辆,动力电池装机量 142.38GWh,相较上年同比增长 96%。以 450 吨/GWh 的铝箔用量进行测算,动力领域电池箔需求量有望在 2025 年达到 62万吨,年复合增速 59 %。
2.2. 电化学储能市场有望超预期箔 ,储能电池箔2023年需求量可达23万吨
新型储能成为能源领域碳达峰碳中和的关键支撑之一。2021 年 7月 23 日,《国家发展改革委、国家能源局关于加快推动新型储能发展的指导意见》中指出,到 2025年,实现新型储能从商业化初期向规模化发展转变,市场环境和商业模式基本成熟,装机规模达 30GW以上,新型储能在推动能源领域碳达峰碳中和过程中发挥显著作用。
储能箔 电池领域电池箔 2025 年需求量到 有望达到 23 万吨,CAGR 可达 42 %。 电化学储能在电力系统中的应用场景广泛,可分为发电侧、输配电侧和用电侧三大场景。由于磷酸铁锂电池具有寿命长、充电快、安全性高等优点,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 %。
2.3. 钠电池量产逐步落地,箔 钠电池用电池箔 2025 年需求量有望达 6.6 万吨
钠离子电池作为一种新的电池技术路线,行业仍处于产业前期,未来成熟应用市。 场为电动两轮车市场和电化学储能市场。钠离子电池最大的优势在于可实现 5-10分钟的快速充电能力,且无论是能量密度还是循环寿命,钠离子电池都显著优于铅酸电池。相比于锂离子电池,钠离子电池有更好的安全性。目前,钠离子电池的循环寿命大约是锂离子电池的 65%左右,能量密度比锂电池低 20%。由于钠离子电池现阶段相对于锂离子电池并没有明显的价格优势、能量密度较低、产业链不够成熟等原因,行业目前仍处于产业前期。
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