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电池隔膜的中场战事

时间:2021-11-15 10:43来源:远川商业评论 作者:熊宇翔
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       2009年，轰轰烈烈的新能源汽车补贴拉开大幕，资本市场看到了一个全新产业的机会，但负责此事的时任工信部副部长苗圩眼里却全是挑战。在次年1月的北大光华新年论坛上，苗部长语重心长：“最大的问题是电池，电池最大的问题是占30%左右成本的隔膜，这种隔膜我们一家都做不了”。
 
       顾名思义，隔膜的作用是分隔正极和负极，避免电池短路。它的原材料分为聚乙烯(PE），聚丙烯（PP），前者主要用于三元锂电池，后者多用于磷酸铁锂电池，它的存在直接决定了电池安全、能量密度、充放电倍率以及循环寿命等指标。2017年三星note7爆炸，便是因设计问题导致隔膜受损。而今年通用召回14万辆电动汽车，原因也指向了电池隔膜起皱。
 
       但十多年前，中国人对这张细如发丝又无比重要的塑料膜无计可施，只能有求于欧美和日本。日本厂商要求提前45天打款，并且还会审查资质，禁止中国进口用于军事用途。
 
       隔膜有如此强的卡脖子能力，在于几个特点：
 
       第一，它属于绝对的技术密集型，自动化水平极高，不可能上演徒手拉膜的神技，因此中国的人口红利派不上多大用场；其次，资金门槛高，在中国隔膜产业刚起步的2006年，仅一条湿法产线投资就2000万元起步；除此之外，供应链认证周期长，国内为一年，国外长达两年，待到大规模供货，三、四年就过去了，但中国中小企业平均寿命都不到三年。
 
       然而，随着中国新能源汽车产业的崛起，锂电产业链实现了全面国产替代，隔膜也不例外。2020年，全球锂电池隔膜出货62.8亿平米，中国出货38.7亿平米，产量占比61.6%，催生了一批小巨头，包括拿下全球20%市场，市值超过2500亿的恩捷股份。
 
       通过对隔膜行业和恩捷的回溯，我们试图回答三个问题：
 
       1. 隔膜产业变迁背后的根本原因是什么？
 
       2. 恩捷为什么能成为全球电池隔膜龙头？
 
       3. 隔膜的下一个战场在哪里？
 
       01
       无形的手
 
       纵观过去三十年，全球锂电产业每次变迁背后都离不开一只无形的手：终端，下游终端产品的变化直接影响上游供应链的产业格局，隔膜是一个典型。
 
       1. 从消费电子到电动车
 
       2010年之前，锂电池主要用在手机、笔记本电脑和MP3等3C产品上，日本三洋、松下、索尼、日立等少数公司凭借下先发优势和技术实力占据了50%的市场。在隔膜领域，日本更是一家独大，一直到2013年，全球市场份额稳定在5成以上。
 
       中国虽然从上世纪90年代开始研究隔膜，但第一批企业出现已经是2003年前后的事，2009年左右才开始出货，8成以上都需要进口，一直到2011年，国内隔膜的出货量只有0.98亿平方米，市场规模只有5.4亿元。
 
       当时，隔膜主要用于消费电子领域，不过一部手机只需一块电池，一部笔记本电脑需要六块，但是一部续航400公里以上的电动车至少需要上千块，对隔膜的需求和3C不在一个级别。尽管2010年中国新能源汽车销量尚不到2万辆，但一个巨大的风口已经近在眼前。
 
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       2015年，在新一轮的巨额补贴刺激之下，中国新能源汽车销量暴增近4倍达到33万辆，超越美国成为全球最大的新能源汽车产销国，动力电池出货量达到15.7GWh，迸发的国产替代需求带着国内隔膜产业开始起飞。当年隔膜国产化率提升到45.5%，出货量提升到6.28亿平米。
 
       锂电池下游应用从3C电池向动力电池的加速转移，为国产隔膜的产业升级提供了一个巨大的舞台。
 
       2. 从干法为主到湿法为主
 
       隔膜的主要技术路线分为干法、湿法，前者工艺更简单、成本低、耐高温安全性好，但更厚更重，会拉低电池能量密度，所以更契合磷酸铁锂电池；后者工艺复杂、成本高、耐热性稍差，但较轻薄，能提升能量密度，因此主要用于三元锂电池。
 
       国内绝大多数隔膜企业早期选择了成本较低、更易上手的干法路线，也符合当时下游的主流需求——从2010年到2016年，磷酸铁锂因为其安全性优势被车企优先采用，出货量一直力压三元锂。但当时磷酸铁锂不耐冻、能量密度低的问题未能解决，占新能源汽车销售大头的乘用车在逐渐倒向三元锂，湿法隔膜的市占率其实已经在逐年走高。
 
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       而2016年末，政府出台了新的补贴政策，将电池能量密度纳入考核标准，一举将三元锂电池送上快车道，也让湿法隔膜反超干法成为主流技术。湿法隔膜工艺比干法更复杂，但售价也更高。这次技术路线切换，为国产隔膜提供了一个量价齐升的超车机会，一批有竞争力的隔膜企业脱颖而出，冲向了原本被日本占据的价值高地。
 
       2015年，世界排名第一的日本旭化成为应对竞争，收购世界第二的美国Celgard，组成了一支全球市占率36%的银河战舰，但依然未能挡住中国的前进步伐。2018年，旭化成第一次丢掉了世界第一的宝座，接替者正是恩捷股份。
 
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       02
       国产逆袭
 
       2010年，上海恩捷在浦东成立，8年之后就取代前任世界霸主。在制造业这样的速度超乎想象，但在剧变的锂电产业中则合情合理。隔膜企业的兴替，直接取决于下游电池厂的选择与业绩。火车跑得快，全凭车头带，而恩捷的火车头是开了挂的宁德时代。
 
       2015年，恩捷成为宁德时代的隔膜供应商。2015年-2020年，宁德时代动力电池出货量翻了20倍，从2.52GWh增长到51.71GWh。恩捷的隔膜销量则涨了30倍还多，从0.41亿平米增加到13亿平米。
 
       能搭上宁德时代这班车，恩捷的过往积累与技术路线选择起了关键作用。
 
       恩捷的创办者李晓明、李晓华兄弟大概是行业里专业最对口的企业家——他们从马萨诸塞大学高分子材料专业硕士毕业后，在美国塑料包装公司工作，1996年回国创业。两人先创办的“云南恩捷新材料”主营BOPP膜、香烟包装膜等传统产品，公司营收达上亿规模。因为生产BOPP膜的设备与工艺和隔膜相仿，两人又创办了上海恩捷生产湿法隔膜。
 
       因为有云南恩捷的积累，上海恩捷的创业过程，其实是踩在兄弟公司肩上的高举高打，资金、工艺经验、技术人才兼备。同时，恩捷成立便全力押注湿法隔膜，又预判了下游的需求。
 
       上海恩捷成立后，从日本制钢所进口了一条隔膜生产线，后者1958年进入隔膜制造设备行业，产品以稳定、品质好、能耗低著称，每年供应有限，需要提前预订。
 
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日本制钢所的双向拉伸薄膜生产线
 
       买来容易转起来难。恩捷调试了三年，才开始有产品产出，但这已属不易。南洋科技（已更名航天彩虹）2012年花1500万欧元从德国购买一条隔膜产线，调试了8年多也没成功量产，今年含泪将产线挂牌转让。 
 
       恩捷则在先进设备和工艺积累加持下，湿法隔膜很快达到国外主流水准，在度过产能与良率爬坡期后，2015年打入了国内外电池大厂的供应链，尤其是当时力推三元锂，对湿法隔膜需求大增的宁德时代，命运由此改写。
 
       国内最早成立的隔膜企业星源材质，那时则在据守干法，大客户是比亚迪与LG，直到2018年才挤入宁德时代供应链，起个大早赶个晚集。
 
       选对技术，找对客户，是隔膜新龙头崛起的必要条件，但并不充分。归根结底，隔膜的竞争还是制造业的内里——扩产能，降成本，将规模效应发挥到极致。
 
       恩捷在2014年市占率不足1%，远不如星源材质、中科科技等公司，即便是到2016年也没有和竞争对手拉开太大差距， 市场份额只比星源材质多0.2个百分点。但正是在这一年，恩捷开启了倍增式产能扩张。
 
       2017年，恩捷在珠海的12条产线开工，2018年产线贯通后，恩捷的名义产能从3亿平米提升至13亿平米。这对恩捷来说，绝对是一场豪赌。因为在2018-2019年，中国新能源汽车销量因为补贴退坡等原因首度负增长，恩捷的股价也一路震荡向下，从2017年年底的41块钱降到2019年的26块钱左右。
 
       但当恩捷顶住压力拼命上产能，它的国内同行们在忙于技术路线的切换，而海外对手旭化成、东丽、SKI等，则因成本高、环评难、下游需求不明确等问题，扩产相对谨慎。
 
       相较之下，在2017-2020三年时间中，恩捷通过新建、收购总共获得了40条隔膜产线，到2020年累计产能高达33亿平米。终于，当2020年下半年全球新能源汽车市场销量开始猛增时，恩捷也迎来爆发，当年出货达13亿平米。
 
       恩捷的提前卡位正应了曾毓群的那句“赌性更坚强”，但作为技术密集型的制造业，只会赌是不行的，恩捷在大肆扩张后隔膜毛利率水平仍维持在50%以上的水准，背后还有一套成本控制大法。
 
       隔膜的成本中，原材料占到4成，而设备折旧、人工、电费等则占了6成，在几乎所有环节，恩捷都能扮演”价格屠夫“的角色。
 
       在原材料方面，恩捷利用自己的体量优势，以更低的价格采购原材料，并开发回收技术使每条产线的辅料用量下降三分之一。当行业平均原材料成本占收入超过40%时，恩捷将其控制在17%。
 
       在设备方面，恩捷购置的隔膜产线虽然昂贵，但其自身有与设备商联合研发、调试的能力，因此单线设计年产能超过1亿平米，每平米产能固定资产投资仅2元出头，比同行至少低出15%，摊薄了成本的同时，也把产品综合良率做到了78%。
 
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       此外，大客户的订单也在其中起到了重要作用。隔膜其实是一个不完全标准化的产品，如果产线频繁在不同客户的产品中切换，每次都需重新调试，耗费数天并产生大量不能使用的残次品。恩捷手握大客户的稳定订单，减少了无谓的消耗。
 
       经多管齐下，尽管国内湿法隔膜（基膜）每平米均价已经从超过10元降低到不足1.5元，但恩捷把每平米成本做到了1元以下。相较而言，国内同行的成本比其高20%乃至更多，而海外对手则可高出100%。
 
       可以发现，恩捷的降本大法是一个持续自励的过程：高性价比赢得大订单→大订单带来稳定大规模生产→规模效应反哺，进一步降低原材料采购成本，并提高产品良品率与资本能力（扩产潜力），在这个循环中，恩捷最终铸就了产能与成本双壁垒。
 
       这些壁垒最近还在进一步“自我加固”。11月10日，恩捷宣布将与宁德时代组建合资公司，共同投资80亿新建16亿平米/年湿法隔膜与20亿平米/年干法隔膜产能，新增产能约为恩捷成立以来产能之和。
 
       03
       下一个战场
 
       技术路线的更迭与强有力的成本控制，成就了恩捷，但反过来看，即使强如恩捷，也无法改变“饼干夹心”的宿命。
 
       一方面，在下游电池厂商的压力之下，未来隔膜价格下降的趋势还会继续 ，头部企业也可能沦为“高投入，低回报”的打工仔。面对利润空间的压缩，隔膜企业的普遍应对方式是开拓高溢价的涂覆膜（在隔膜表面涂覆材料以改善性能）与海外市场，从而创造第二增长曲线。
 
       另一方面，隔膜技术路线仍在持续切换中。
 
       2020年开始，磷酸铁锂电池持续回暖，干法隔膜的市场份额扩大了3个百分点。今年因比亚迪刀片电池的放量和特斯拉的力推，磷酸铁锂电池装机量更是多次超过三元锂，干法隔膜隐隐显出要与湿法平分市场的势头。
 
       而各车企与电池企业在积极布局的固态电池，则因采用固态电解质无需隔膜，可能会让整个行业遭遇毁灭性打击。
 
       面对技术路线的不确定性，隔膜大厂的普遍选择是两头同时下注，形成了干湿法龙头相互“偷家”的局面。比如，恩捷与Celgard今年9月合资，建设先进干法隔膜工厂。干法龙头星源材质则积极转向湿法，2020年湿法隔膜产能已达4.7亿平米，超过其干法产能。
 
       对于固态电池可能带来的降维打击，隔膜行业反而表示情绪稳定。由于界面阻抗高、材料成本高等问题，固态电池被认为在2025年前难以规模化量产应用。蔚来将于2022年搭载上车的150kWh固态电池，实际上是半固态电池，其中仍需要隔膜，各家都有布局。
 
       退一步说，电池上能做的薄膜生意不止一种，如果电池内部的隔膜被淘汰，包覆电池的铝塑膜也还有生存空间。
 
       通用、奔驰等企业采用的软包动力电池，需要大量的铝塑膜进行封装，比亚迪据称也将在下一代刀片电池上换装铝塑膜。上海证券预测，2025年全球铝塑膜需求量将达到7.4亿平米，是2020年的三倍，而铝塑膜目前的售价每平米高达20-40元，粗略计算一下，市场规模至少达到180亿元。
 
       因此今年早些时候，恩捷迈出了隔膜企业跨界铝塑膜的最大一步，在常州投资16亿元，计划建设8条铝塑膜产线，产能2.7亿平米。
 
       04
 
       尾声
 
       和其他锂电材料一样，在下游庞大需求的作用下，中国隔膜产业也走出了一条逆袭之路。
 
       但这场反攻并未完全结束：一方面，国内隔膜企业目前仍主要供应国内电池企业，海外市场仍有很大开拓空间；另一方面，隔膜的原材料高密度聚乙烯目前主要依靠进口，隔膜涂覆的配方与专利主要掌握在国外公司之手，生产线设备同样依赖进口，自行设计、定义、组装出一条隔膜生产线，是恩捷、星源材质等企业都提到的目标。
 
       对中国的隔膜企业来说，下半场才刚开始。

(责任编辑：子蕊)
文章标签： 电池隔膜 电池
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