钠电池研究报告之五：锂钠电池需求旺盛，电池铝箔延续高景气

钠离子电池铝箔用量较锂电池翻倍。锂离子电池采用铝箔作为正极集流体，使用铜箔作为负极集流体，是因为铝箔在低电位下易于与锂发生合金化反应。而钠的合金反应并不明显，因此钠离子电池在正负极都可以使用铝箔，对电池铝箔的需求较锂电池翻倍，在远期将大幅拉动电池铝箔需求。据鑫锣资讯，1Gwh三元锂电池对铝箔的需求约300-450t，1Gwh磷酸铁锂电池对铝箔的需求约400-600t，1Gwh钠离子电池对铝箔的需求提升至600-1200t。 需求：全球电池铝箔2025年需求约100万吨。我们预计2025年全球电池铝箔的需求约100万吨，2021-2025年复合增长率达48%。其中动力锂电池对电池铝箔用量为71.5万吨；储能锂电池领域电池铝箔用量为17.4万吨；消费锂电池领域电池铝箔用量为6.5万吨；2025年钠离子电池对电池铝箔的需求为4.2万吨。 壁垒：新建产线+良率和产能爬坡+验证周期所需时长约4.3-5.3年。电池铝箔产能释放周期较长，主要源于1）电池铝箔所需特定轧机生产设备制作周期较长；2）电池铝箔工艺要求较一般铝箔高，良率偏低；3）电池铝箔对电池安全性具有重要意义，产品验证周期较长。从各家上市公司公告的扩产规划来看，电池铝箔产线的建设时长一般在2-3年，行业IATF16949验证周期1.3年（其中通过客户验证时间约0.5年），产能爬坡约1-2年时间；因此，从新产线建设开始到产能大规模释放时长达4.3-5.3年。 供给：全球电池铝箔2025年产量将达到105万吨。根据行业内各公司披露的电池铝箔行业的产能规划，若各公司均按时完成其规划的电池铝箔产能，预计2025年产能将达到174万吨/年左右；考虑产能释放和爬坡周期（假设投产当年/第二年和第三年产能利用率分别为50%/75%/100%），我们预计2025年全球电池铝箔的产量将达到105万吨。 供需：延续紧平衡，2022-2023年行业存在缺口，2024-2025年小幅过剩。 2022-2025年全球电池铝箔仍将维持紧平衡局面，2022/2023/2024/2025年电池铝箔供需平衡分别为-5.7/-4.3/1.1/5.4万吨（负值为短缺）。若有在建项目进度不及预期，或仍将延续供给紧张态势。 投资建议：考虑电池铝箔行业需求将保持高速增长，供给因产能释放周期较长，行业仍有望维持紧平衡，电池铝箔的景气度将维持高位，我们继续看好电池铝箔板块的投资机会。1）从电池铝箔加工费变化对上市公司的市值弹性来看，万顺新材>鼎胜新材>众源新材>常铝股份>天山铝业>东阳光等，推荐行业龙头鼎胜新材，关注万顺新材及众源新材；2）关注电池铝箔为增量业务的公司，推荐神火股份、南山铝业，关注天山铝业。 风险提示：电池铝箔产能投产进度超预期风险；国内外新能源汽车产量、锂电储能装机、钠电池发展不及预期风险；产能利用率测算与实际值偏差风险等。 投资聚焦 电池铝箔受到动力锂电池、储能锂电池的大力拉动，需求持续提升；由于产线建设周期较长，产能释放受阻，电池铝箔行业呈现紧平衡格局。 我们的创新之处 我们认为受制于电池铝箔产能释放周期，电池铝箔行业供需仍将处于紧平衡状态。我们在需求端将电池铝箔市场需求拆分成动力锂电池、储能锂电池、消费锂电池、钠离子电池四大块，分块进行了需求测算以及预测；在供给方面，基于各公司规划产能，对行业的供给进行了详尽的拆分。整体来看，电池铝箔行业整体呈现供需紧平衡，2022-2023年短缺5.7和4.3万吨，2024-2025年行业产量小幅过剩1.1/5.4万吨。若有在建项目进度不及预期，或仍将延续供给紧张态势。 股价上涨的催化因素 国内外新能源汽车销量持续增长，储能电池装机量持续增长，将引起电池铝箔的量价齐升。 投资观点 电池铝箔行业需求持续提升，供给侧产能释放由于建设周期、产能爬坡、产品良率低、验证周期等因素导致产能释放受阻，预计供不应求的格局将持续。未来随着钠电池的进一步产业化，电池铝箔将大有可为，看好电池铝箔板块的投资机会。 1）从电池铝箔加工费变化对上市公司的市值弹性，推荐行业龙头鼎胜新材，关注万顺新材及众源新材；2）关注电池铝箔为增量业务的公司，推荐神火股份、南山铝业，关注天山铝业。 1、需求：电池铝箔2025年需求约100万吨 1.1、铝箔主要作为电池的集流体、软包材料 电池铝箔是动力电池的重要组成部分，是一种用金属铝直接压延成薄片的烫印材料。与传统铝箔相比，电池铝箔对各方面性能要求更高，超薄化、高强度是未来趋势。随着动力电池能量密度的提升，对铝箔的厚薄均匀性、粘结性能、导电率、表面张力、伸长率等指标要求也趋于更高。 图1：电池铝箔外观 集流体：集流体是电池铝箔最主要的用途。集流体即是汇集电流的结构或零件，其功用主要是将粉状活性物质连接起来，并将活性物质产生的电流汇集输出、将电极电流输入给活性物质。目前对集流体的要求是较高的纯度以及较好的电导率，化学与电化学稳定性好，机械强度高，能够与电极活性物质结合的比较牢固。 目前锂离子电池中，正极选择铝箔作为集流体材料，而负极会选择铜箔作为集流体材料，这是由于铝制集流体在低电位下易于与锂发生合金化反应，因此在锂电池的负极只能选择铜箔作为集流体材料，根据中科海钠官网数据，集流体材料成本占锂电池全电池成本的13%左右（其中包含负极的铜箔）。 而钠离子电池与锂离子电池工作原理相似，但是在低电位状态下铝制集流体与钠的合金反应并不明显，因此在正负极集流体材料的选择方面都可以使用电池铝箔，据中科海钠官网，集流体材料成本占钠电池全电池成本的4%左右。 图2：钠离子电池工作原理 图3：锂离子电池工作原理 极耳：极耳指从电芯中将正负极引出来的金属导电体，即在进行充放电时的接触点。一般电池的正极使用铝材料；负极使用镍材料、铜镀镍材料。随着技术的进步，集流体与极耳之间的界限正在越来越模糊，特斯拉等公司已在研发“全极耳结构”的电池，将整个正负极集流体全部作为极耳，集流体将与电池壳体或电池盖板进行全面积连接，大幅降低电池内阻和发热，并提高充放电峰值功率。 图4：单极耳结构 图5：全极耳结构 软包电池封装材料：软包电池采用铝塑膜包装。其中铝箔层采用8021铝箔，作为软包装锂电池电芯封装的关键材料，用来密封保护单片锂电池，具备高的阻隔性、良好的热封性能、耐酸耐碱、良好的延展性和机械强度。 铝箔作为集流体优势明显。电池铝箔主要用途就是电池的集流体材料。铝箔作为正极集流体既有性能优势也有成本优势：相对钨镍铁等金属，铝导电性能更佳；相比导电系数更高的金银铜，铝成本低、质量轻，且在正极高电位不易被氧化，是正极集流体材料的较好选择。因此，铝箔将长期占据正极集流体主导地位。 -8 图6：部分金属电阻率（10Ω*m) 图7：各金属价格（万元/吨） 1.2、全球电池铝箔2025年需求约100万吨 1.2.1、动力锂电池铝箔2025年全球需求量将达72万吨 考虑全球新能源汽车的快速放量，电池铝箔需求将高速增长，我们预计2025年全球动力锂电铝箔需求将达71.5万吨，2021-2025年复合增长率达49%。测算依据如下： （1）新能源汽车销量：2021年国内新能源汽车销量为352万辆，海外新能源汽车销量为281万辆。我们预测2022-2025年国内新能源汽车销量分别为650/878/1141/1426万辆，同比增长85%/35%/30%/25%；海外销量分别为400/560/784/1098万辆，同比增长42%/40%/40%/40%；全球销量分别为1050/1438/1925/2524万辆，同比增长66%/37%/34%/31%。 （2）锂电池装机量：2021年全球动力电池装机量为296.8GWh，同比增长167.5%（SNE Research数据）；2021年中国动力电池装机量达154.5Gwh，同比增长142.8%（中国汽车动力电池产业创新联盟数据）。据此推算，国内外每万辆新能源汽车对应锂电池带电量分别为0.44GWh和0.51GWh。我们假设2022-2025年国内每万辆新能源汽车带电量分别为0.48/0.52/0.56/0.6GWh，海外每万辆新能源汽车带电量分别为0.54/0.56/0.58/0.6GWh。 （3）三元与磷酸铁锂装机：据Trend Force，中国2021年三元锂电池装机占比约48%，磷酸铁锂为52%；我们预计磷酸铁锂渗透率将继续提升，预计2022-2025年国内磷酸铁锂电池装机量占比分别为59%/62%/65%/68%；随着特斯拉、福特等更多车企选择磷酸铁锂路线，海外磷酸铁锂渗透率有望加速，2022-2025年磷酸铁锂电池装机占比分别为10%/20%/30%/40%，对应全球磷酸铁锂装机占比分别为39%/45%/50%/56%。 （4）单耗：根据鑫锣资讯，目前1Gwh三元锂电池对电池铝箔的需求在300-450t；1Gwh磷酸铁锂电池对电池铝箔的需求量在400-600t。钠离子电池由于正负极均可使用电池铝箔作为集流体材料，因此1Gwh钠电池对电池铝箔的需求量是锂电池的两倍左右，1Gwh钠离子电池对铝箔的需求约600-1200t。 取2021年1GWh三元锂电池、磷酸铁锂电池的电池铝箔用量为450吨和600吨。考虑电池铝箔厚度有变薄趋势，假设平均用量以每年3%的速度下降。 预计2022-2025年每GWh三元锂电池的电池铝箔用量为437/423/411/398吨，每GWh磷酸铁锂电池电池铝箔的用量分别为582/565/548/531吨。 表1：动力锂电池铝箔需求预测 1.2.2、储能锂电池铝箔2025年全球需求量将达17万吨 根据CNESA于2022年4月发布的《2022年储能产业应用研究报告》，截至2021年底，已投运的全球储能项目累计装机规模为209.4GW，同比增长9%。 其中，规模最大的是抽水储能，累计装机规模约180.5GW，占比86.2%，较2020年底下降4.1个百分点。 新型储能中，锂离子电池仍占据主导地位，累计装机规模占比达90.9%； 压缩空气储能占比2.3%，铅蓄电池占比2.2%；钠硫电池占比2.0%；液流电池占比为0.6%。 图8：2021年电化学储能类型及比例 根据集邦咨询的预测，2025年全球储能新增装机量有望达到362Gwh。我们认为，由于未来钠电池、钒电池等新型储能电池的兴起，锂电池储能的市占率将逐步下降，但仍占据主导位置，我们假设到2025年锂电池储能的占比份额逐步下降至80%。储能领域主要使用磷酸铁锂电池，且没有减薄需求，假设电池铝箔的单耗保持在600吨。据此测算，预计2025年储能锂电池所需电池铝箔将达到17.38万吨，2021-2025年的年复合增长率超过153%。 表2：储能锂电池铝箔需求预测 1.2.3、消费类锂电池铝箔2025年全球需求量将达6.5万吨 除了动力锂电池以及储能锂电池以外，消费锂电池也是锂电池的一大应用领域，其主要用于手机、笔记本、平板电脑、充电宝。2020是迈入5G时代的重要时间节点，5G是手机、平板、穿戴市场发展及提振消费类锂电池销量的主要推动力，高端数码软包电池、柔性电池、高倍率电池等将受到高端智能手机、可穿戴设备、无人机等领域的带动，成为数码电池市场的主要增长点。 起点研究预测2025年消费类锂电池出货量将达到108Gwh，而2021年消费类锂电池出货量为93Gwh，年复合增长率为3.8%。据此测算，预计2025年消费类锂电池对电池铝箔需求达6.5万吨，2021-2025年复合增长率约为3.8%。 表3：消费类锂电池铝箔需求预测 1.2.4、钠离子电池铝箔2025年全球需求量将达到4.2万吨 根据光大证券金属团队2022年7月已外发研报《华阳股份（600348.SH）：投资价值分析报告：从无烟煤龙头到钠电池材料龙头》预测，到2025年钠电池装机量将达到46.1Gwh。 由于钠电池对铝箔需求是锂电池的2倍，1Gwh钠离子电池对铝箔的需求提升至600-1200t，考虑2025年三元和磷酸铁