索赔近3亿元,锂电池隔膜行业老大对后起之秀,行业洗牌之局
作者:斐尔德 发布时间:2023-09-25
PART.1

锂电池的关键材料之隔膜


整个锂离子动力电池产业链中,材料属于上游产业,而隔膜正是锂离子电池四大主材之一,约占锂离子电池成本的10%-20%,仅次于正极材料成本。不过,隔膜的毛利率在四大主材中最高,约有50%-60%[1]

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隔膜作为一种具有微孔结构的薄膜,具备防止电池过热的功能。的作用是分隔电池的正负极,保证锂离子通过的同时,阻碍电子传输。因此,隔膜的性能决定电池的界面结构、内阻等,对电池的容量、循环等产生影响[2]

在整个隔膜生产中,微孔制备技术是核心,按照其制备方式,隔膜的生产工艺主要分为干法拉伸(单项和双向两种)和湿法工艺两类。

干法工艺就是将聚烯烃树脂熔融、挤压、吹膜制成结晶性聚合物薄膜,经过结晶化处理、退火后,得到高度取向的多层结构,在高温下进一步拉伸将结晶界面进行剥离,形成多孔结构,增加薄膜的孔径[3]

索赔近3亿元,锂电池隔膜行业老大对后起之秀,行业洗牌之局(图2)

图:干法工艺流程

图源:星源材质首次公开发行股票并在创业板上市招股说明书

干法工艺分为单向拉伸和双向拉伸。单向拉伸工艺的核心技术和专利,主要掌握在以Celgard 公司、日本宇部为代表的美日企业手中,2008年国内星源材质自主研发成功并取得相应专利后,打破了美日企统领的格局。双向拉伸则是中国科学研究院化学所自主研究开发。目前,干法隔膜生产设备已经基本实现了国产化。

干法工艺安全性高,制作较为简单,成本也较低,在大型磷酸铁锂动力锂电池中,是比较常用的。但是在重视能量密度的三元电池中,应用更广泛的则是湿法工艺制成的隔膜

湿法工艺一般也称相分离法或热致相分离法,是将液态烃或一些小分子物质与聚烯烃树脂混合,加热熔融后,形成均匀的混合物,然后降温进行相分离,压制得膜片。再将膜片加热至接近熔点温度,进行双向拉伸使分子链取向,保温后用溶剂萃取形成微孔制备得微孔膜材料[4]

索赔近3亿元,锂电池隔膜行业老大对后起之秀,行业洗牌之局(图3)

图:湿法工艺流程

图源:星源材质首次公开发行股票并在创业板上市招股说明书

除了最早提出湿法工艺的日本旭化成,东燃化学、日东、Entek都是湿法隔膜的代表厂商。随着2018年,恩捷股份的入局,湿法隔膜领域的龙头老大位置被其纳入囊中

虽然目前湿法隔膜整体的出货量远高于干法工艺,但涂覆隔膜工艺却是近年来隔膜行业最重大的演化趋势。根据高工产研锂电研究所(GGII)的统计数据,2021年我国无机涂覆隔膜出货量15.7亿平方米,较2020年增长57%。

涂覆是在聚烯烃隔膜上涂覆特定材料,改变基膜性能,使其能够满足下游厂商更多元化的需求。目前涂覆材料主要有无机和有机两大类,无机材料中以陶瓷(勃姆石、氧化铝)为主,有机材料则主要是PVDF、PMMA、芳纶等。

覆隔膜工艺,不仅能更好的提升隔膜的热稳定性,改善其机械强度,还能提高隔膜的耐穿刺能力,增强隔膜的保液性和浸润性,延长电池的循环寿命。因此,虽然目前涂覆隔膜还不是市场主流,但它已经成为隔膜企业的兵家必争之地。

不过,和湿法隔膜相似的是,涂覆隔膜的生产设备依旧高度依赖进口,相关的核心技术与专利也掌握在国外企业手中。如果没有自研技术,很容易被专利狙击,生产成本也会居高不下,难以盈利。

在此影响下,国内主要的隔膜企业开始在涂覆隔膜技术研发上开启更大规模的投资与研发,恩捷股份和金力股份就是其中两个。



PART.2

行业老大与后起之秀


作为目前湿法隔膜领域的行业老大,恩捷股份的发展起点需要溯回至2001年。

2001年,云南省玉溪环球彩印纸盒有限公司的下属单位与徐伟等13名股东投资成立了玉溪创新工贸有限公司。这个创新工贸,就是恩捷股份的前身。2003年,创新工贸更名“云南玉溪创新彩印有限公司”。2011年,创新彩印整体变更设立为云南创新新材料股份有限公司。

2016年,云南创新上市,但当时的主要业务是包括特种纸、烟标在内的综合性包装印刷,主要客户则是国内的卷烟生产企业。彼时的负责人李晓明手下控制着一家对于未来的云南创新来说极为重要的企业,也是本次恩捷股份和金力股份专利战中的主攻方“上海恩捷新材料科技有限公司”。

索赔近3亿元,锂电池隔膜行业老大对后起之秀,行业洗牌之局(图4)

2010年时,李晓明、李晓华两兄弟和高翔等人,在上海成立恩捷股份有限公司,进入锂电池隔膜行业。2015年开始,上海恩捷给当时已经位列全球动力电池企业前三的宁德时代供货,并且一直保持着主要供货商的身份。此后,比亚迪、国轩高科、天津力神、LG公司都成为上海恩捷的大客户。

云南创新上市后的第二年,上海恩捷被其收购。2018年,云南创新正式更名为云南恩捷新材料股份有限公司,也就是现在的“恩捷股份”。

从年报看,2022年,无论是隔膜产能还是出货量,恩捷股份均排名全球第一。公司湿法锂离子隔膜产品的主要客户则是松下、LGES、三星、宁德时代、国轩高科、比亚迪、亿纬锂能等

根据恩捷股份2022年年报,报告期内,公司以及子公司累计获得520项专利,其中发明143项(包含18项国际专利)、实用新型365项、外观设计12项。

恩捷股份用五年的时间,通过收购以及技术研发,成为锂电隔膜行业的龙头老大,在国内湿法领域市占率超50%,处于绝对领先地位。

索赔近3亿元,锂电池隔膜行业老大对后起之秀,行业洗牌之局(图5)

相比之下,金力股份发展历史则没有那么深的渊源。金力股份成立于2010年,主要从事于锂电池湿法隔膜研发、生产和销售。2022年,金力股份申报科创板IPO。

从金力股份发布的招股说明来看,虽然成立时间不长,但宁德时代、比亚迪、国轩高科、微宏动力等是其主要客户,其中比亚迪是最主要的客户

2022年1到6月,金力股份对比亚迪的销售收入为38012.38万元,占公司营业收入的57.97%。同时,值得注意的是,比亚迪持有金力股份2.24%的股份。

根据高工锂电统计,2021年,金力股份在湿法锂电池隔膜领域国内市场占有率8.9%,排名第四;在全球锂电池隔膜市场中占有率为5%,排名第七

同时,至招股书签署之日,金力股份及其子公司拥有境内授权专利205项,其中发明63项,实用新型142项,境外授权专利7项。境内外212项专利绝大多数为原始取得

索赔近3亿元,锂电池隔膜行业老大对后起之秀,行业洗牌之局(图6)

不难看出,恩捷股份和金力股份在产品、客户上有很多重合,基本上都是国内外主流的锂电池厂商,两家公司的竞争激烈程度不言而喻。



PART.3

精心挑选的专利


隔膜属于电信的技术密集型行业,需要长期的技术积累,所涉及的领域包括高分子材料学、纳米技术、机械设计、自动化控制等。

再加上动力电池和3C产品(即下游应用端)对安全性的要求高,电池厂商在隔膜供应商的选择上是十分谨慎的,如果对某一隔膜供应商产品的功能、性能、质量等都有了认证,基本上不太会更换供应商

一旦行业主流的电池厂商与某一隔膜供应商达成长期合作关系,对于其他电池厂商来说,也可以减少前期审核认证的时间。[5]颇有些“马太效应”的意思。

此外,隔膜设备基本都是隔膜厂商根据自己的生产情况与供应商共同设计定制,尚没有“标准生产设备”可以统一使用。偏偏目前大多数个隔膜厂商——尤其是湿法隔膜厂商——核心制造设备主要是依赖进口。进口设备技术较为先进,生产出的隔膜产品质量高,单线产出也高,隔膜单平投资成本也就降低了。

因此,锂电池四大主材中隔膜是技术壁垒最高的,这个技术壁垒不仅仅是本身的生产工艺,还包括了对应的生产设备的制造。目前湿法隔膜是主流,2021年的市占率高达74%,竞争激烈也能够带来技术的快速发展。

因此要想长期在隔膜行业称雄,在新领域有突破发展是必然之选。而涂覆隔膜工艺以及相关生产设备就是行业发展的一个分叉口。谁率先在相关技术上有所突破,掌握核心技术,谁就有可能成为新的行业老大,洗牌行业。

所以,虽然在湿法隔膜市场上,恩捷股份和金力股份是龙争虎斗之势,但此次专利战,恩捷股份瞄准的专利涉及的却是锂电池隔膜的制备方法以及对应两种涂覆隔膜

我们可以看下五件专利的基本情况。

索赔近3亿元,锂电池隔膜行业老大对后起之秀,行业洗牌之局(图7)

第一批次的三件专利中的发明对应的是陶瓷涂覆隔膜,第二批次的两个专利对应的则是PVDF涂覆隔膜。

金力股份2022年上半年采购的主要原材料中,除了基膜原料PE(聚乙烯),剩下的三项不是用于陶瓷涂覆隔膜,就是用于PVDF涂覆隔膜,占总采购金额的60.7%。同时,金力股份2022年上半年营收中,有81.28%来自涂覆隔膜

作为重资产行业,IPO成功后,能够更好支撑企业快速发展。恩捷股份2017年至2022年五年间CAPEX翻了十倍,2018年至今CAPEX累计176亿元。

因此,参照恩捷股份的情况,金力股份如果成功上市,起飞也不是没可能,改变自己的市场地位也可能不在话下,尤其是金力股份的研发重心是目前行业发展的重点方向——涂覆隔膜。所以,恩捷股份对金力股份发起专利战也算得上“情理之中”,挑选的专利也足够精准。

除了挑选专利的针对性和高额的赔偿金外,在其他诉讼请求上,恩捷股份也“下了狠手”。两批次的诉讼请求中,恩捷股份都请求判令金力股份销毁侵权产品以及销毁专用于制造侵权产品的零部件、工具、模具、设备和图纸

前文提到,隔膜厂商的生产设备都是“私人订制,无法统一”的,如果生产工具被销毁,损失可就不只是2.8亿元了。换句话说,一旦恩捷股份得胜,对金力股份的整个产品、业务链就是毁灭性打击,上市后腾飞也会成为一个破碎的“美梦”。对于其他想要进入行业来分一杯羹的企业,甚至行业内的其他企业,都将有“敲山震虎”之效。

当然,从金力股份的角度来说,或者从一般专利(尤其涉及发明专利)侵权纠纷案件应对策略的角度来说,针对两批次案件中的五件专利提出专利无效宣告,也不失为一种策略。如果无效成功,对于关联的专利侵权案件,金力股份或有减少损失的机会。

实际上,在国家知识产权官网公开信息中,涉案的五件专利都已经有了专利无效宣告申请相关的费用信息,也就是说有人针对五件专利提起了无效宣告请求

当然,如果金力股份真的申请专利无效且成功,恩捷股份不服相应的无效决定并发起行政诉讼的可能性也不是没有。这一来一往,两批次的专利侵权案件的审理时间将会拉长。

从恩捷股份目前的公告情况看,第一批次案件尚处于诉前调解阶段,第二批次立案完成,所以是否会最终以和解做结局也未可知。不过,可以参考的是,去年,隔膜行业的另两家头部企业,星源材质与处于科创板IPO阶段的中兴新材之间也开启了专利战。

中兴新材对涉案专利提起了专利无效宣告申请,根据国家知识产权的公开信息,涉案专利部分无效,但尚不知星源材质是否进行行政诉。截止到发稿,星源材质与中兴新材之间的专利纠纷未有结果。

参考星源材质与中兴新材之间的专利纠纷情况来看,或许恩捷股份和金力股份之间专利战的战火还需要蔓延很长一段时间。





参考文献
Bibliography

[1] 深圳市电子商会:《2023年中国锂电池隔膜产业链上中下游市场分析(附产业链全景图)》

[2] 知乎:江子才《锂电池隔膜-上篇》

[3] 微信公众号:锂电联盟会长《干货 | 终于整理清楚了!锂离子电池隔膜技术研究进展》

[4] 微信公众号:锂电联盟会长《干货 | 终于整理清楚了!锂离子电池隔膜技术研究进展》

百家号:放大灯Guokr233《锂电池的那层膜凭啥这么金贵?》

百家号:未来智库《锂电隔膜行业专题报告:垂直整合趋势起,头部优势更明显》

[5] 知乎:碳长严究园《隔膜-锂电行业四大材料中毛利率最高的行业》

[6]百家号:创作者rbn《2023新能源车产业链投资指南(锂电池-隔膜篇)》

[7]深交所、上交所科创板官网中恩捷股份、金力股份、中兴新材、星源材质公开资料

[8]国家知识产权官网公开信息

索赔近3亿元,锂电池隔膜行业老大对后起之秀,行业洗牌之局(图8)

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