中國鋰電池隔膜行業(yè)深度調(diào)研分析

• 2021年3月11日 HaoChenChong來源：互聯(lián)網(wǎng) 579 32
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鋰電池的結(jié)構(gòu)中，隔膜是關(guān)鍵的內(nèi)層組件之一。隔膜的性能決定了電池的界面結(jié)構(gòu)、內(nèi)阻等，直接影響電池的容量、循環(huán)以及安全性能等特性，性能優(yōu)異的隔膜對(duì)提高電池的綜合性能具有重要的作用。

鋰電池的結(jié)構(gòu)中，隔膜是關(guān)鍵的內(nèi)層組件之一。隔膜的性能決定了電池的界面結(jié)構(gòu)、內(nèi)阻等，直接影響電池的容量、循環(huán)以及安全性能等特性，性能優(yōu)異的隔膜對(duì)提高電池的綜合性能具有重要的作用。隔膜的主要作用是使電池的正、負(fù)極分隔開來，防止兩極接觸而短路，此外還具有能使電解質(zhì)離子通過的功能。隔膜材質(zhì)是不導(dǎo)電的，其物理化學(xué)性質(zhì)對(duì)電池的性能有很大的影響。電池的種類不同，采用的隔膜也不同。對(duì)于鋰電池系列，由于電解液為有機(jī)溶劑體系，因而需要有耐有機(jī)溶劑的隔膜材料，一般采用高強(qiáng)度薄膜化的聚烯烴多孔膜。

隔膜的發(fā)展開始于20世紀(jì)，1970年已經(jīng)出現(xiàn)了微孔隔膜生產(chǎn)工藝的專利登記信息。1991年，索尼公司推出了全球第一塊商業(yè)化鋰離子電池，隔膜產(chǎn)業(yè)與其他鋰電池相關(guān)產(chǎn)業(yè)正式進(jìn)入快速發(fā)展階段。1992年，日本政府制定了一項(xiàng)為期10年的鋰電池研究計(jì)劃，集中12家公司的力量聯(lián)合進(jìn)行攻關(guān)。在政府的總體規(guī)劃下，日本電動(dòng)車的科研經(jīng)費(fèi)得到了有效的落實(shí)。根據(jù)中國電池工業(yè)協(xié)會(huì)訪日代表團(tuán)于2000年的考察情況來看，日本的鋰電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展非常迅速，當(dāng)時(shí)已經(jīng)擁有了比較完善的鋰電池產(chǎn)業(yè)，實(shí)現(xiàn)了從隔膜、電極、電解液等電池原材料的生產(chǎn)，到電池的組裝、測試的良好銜接。不僅如此，隔膜生產(chǎn)企業(yè)所需的輥壓機(jī)、卷繞機(jī)、涂布機(jī)、剪切機(jī)等，均可在本土采購。

2015年之前國內(nèi)隔膜濕法隔膜占比低，旭化成、日本東麗和SKI占據(jù)全球隔膜市場前三，CR3達(dá)到50%，隨著國內(nèi)濕法隔膜迅速擴(kuò)產(chǎn)，海外產(chǎn)能增速顯著落后國內(nèi)，2019年恩捷股份以23億平的產(chǎn)能占據(jù)全球一半以上的濕法隔膜產(chǎn)能，2019年海外隔膜合計(jì)隔膜產(chǎn)能約為23億平，2021年將迎來海外產(chǎn)能集中釋放期。

根據(jù)中研普華研究報(bào)告《2021-2026年中國鋰電池隔膜行業(yè)深度調(diào)研與投資前景分析報(bào)告》統(tǒng)計(jì)分析顯示：

一、中國鋰電池隔膜行業(yè)市場規(guī)模

從隔膜市場規(guī)模來看，2019年中國鋰電隔膜市場規(guī)模(只統(tǒng)計(jì)基膜)35.6億元，同比下滑12.2%。市場規(guī)模增速遠(yuǎn)小于出貨量增速，主要原因?yàn)槠髽I(yè)產(chǎn)能規(guī)模化效應(yīng)提升，隔膜成本進(jìn)一步下降，造成隔膜價(jià)格下降，且下降速度遠(yuǎn)大于產(chǎn)品出貨量增速。2020年，國內(nèi)受疫情影響，工業(yè)生產(chǎn)受到停滯發(fā)展，對(duì)市場中的鋰電池隔膜價(jià)格的下降趨勢起到減緩左右，估計(jì)2020年底，在國家大力支持新能源行業(yè)發(fā)展的政策扶持和產(chǎn)業(yè)快速增長下，行業(yè)市場規(guī)模將達(dá)到34.8億元。

圖表：2018-2020年中國鋰電池隔膜行業(yè)市場規(guī)模情況

數(shù)據(jù)來源：中研普華產(chǎn)業(yè)研究院整理

雖然全國鋰電池隔膜出貨量保持35%以上的增長，但是由于價(jià)格較低，市場規(guī)模趨于下降，未來頭部企業(yè)產(chǎn)能規(guī)?；?yīng)將進(jìn)一步顯現(xiàn)，成本進(jìn)一步下降。

鋰電池隔膜的發(fā)展要緊跟動(dòng)力電池發(fā)展，未來隨著動(dòng)力電池往高能量密度方向發(fā)展，更能滿足需求的濕法隔膜出貨量占比將進(jìn)一步提高。

二、中國鋰電池隔膜產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分析

隔膜材料濕法+涂覆工藝為長期趨勢，干法占比短期內(nèi)保持穩(wěn)定

(1)濕法隔膜仍將是主流隔膜技術(shù)路線，長期占據(jù)市場高份額。濕法隔膜輕薄且韌性較好。鋰離子電池隔膜制備方法主要分為濕法和干法。

二者各有優(yōu)缺點(diǎn)，濕法隔膜工藝難度系數(shù)高，對(duì)設(shè)備要求高，建設(shè)投產(chǎn)周期長成本高，能源消耗較大，且需使用有機(jī)溶劑，環(huán)境污染大，但制得的隔膜精密度高，具有較高的孔隙率，薄膜孔徑小且均勻，薄膜更薄的同時(shí)還可保持良好的韌性，拉伸強(qiáng)度和穿刺強(qiáng)度更高。

濕法隔膜需求穩(wěn)定增長，優(yōu)勢在高端市場顯現(xiàn)。隔膜越薄內(nèi)阻越小，倍率性能和循環(huán)性能就越好，且較薄的隔膜可以給電極活性物質(zhì)提供更大的空間，電池容量更高，符合動(dòng)力電池高能量密度、高倍率等要求。尤其是高端市場，幾乎所有三元電池中均使用濕法隔膜，其占比從16年的40%上下提高到現(xiàn)在的約70%。未來幾年動(dòng)力鋰電池將作為重要引擎拉動(dòng)濕法隔膜產(chǎn)量穩(wěn)定增長。

涂覆技術(shù)彌補(bǔ)了濕法隔膜熱穩(wěn)定性差的缺陷，涂覆隔膜相較于基膜安全性更優(yōu)，濕法+涂覆將主導(dǎo)未來隔膜市場。干法工藝的原材料聚丙烯(PP)的熔融溫度在170℃左右，而濕法工藝的原材料聚乙烯(PE)的熔融溫度在140℃左右。因此濕法工藝生產(chǎn)的隔膜在高溫下容易收縮造成電池短路，安全難以得到保證，而涂覆技術(shù)可顯著提升其耐熱性，在180℃下仍可保持較小的收縮率。另外，涂覆隔膜具有良好的電解液浸潤和吸液保液能力，不僅可以延長電池循環(huán)壽命，還可以增加電池大倍率放電能力，適用于高端儲(chǔ)能電池和動(dòng)力電池。主要的涂覆材料分為陶瓷顆粒和聚偏氟乙烯(PVDF)。

(2)干法隔膜短期內(nèi)仍將占有三成市場

干法隔膜安全性及成本優(yōu)勢明顯。干法隔膜工藝相對(duì)簡單，環(huán)境友好且成本較低，然而孔徑的大小、分布和孔隙率難以控制導(dǎo)致穩(wěn)定性較差，干法拉伸制成的薄膜中的孔徑會(huì)按照一定的方向分布，并且薄膜的結(jié)晶和非結(jié)晶區(qū)域之間有明顯的分隔，成膜通常較厚。但干法隔膜的耐熱性更好，各向熱收縮率都更小，閉孔溫度和熔斷溫度也更高，且成本優(yōu)勢明顯。

干法隔膜需求回暖，主要活躍在中低端動(dòng)力電池市場，配合磷酸鐵鋰使用。因新能源汽車和動(dòng)力電池廠商對(duì)電池成本以及安全性能的重視，濕法隔膜的市場份額增速較過去幾年明顯放緩，干法薄膜需求回暖。磷酸鐵鋰電池對(duì)隔膜孔隙率要求不高，搭配干法隔膜使得磷酸鐵鋰電池更加符合其成本低安全性高的定位，今年磷酸鐵鋰電池的回潮帶動(dòng)了干法隔膜的需求增長。2020年，我國鋰電池隔膜出貨量達(dá)到37.2億平方米，同比增長36%，其中濕法隔膜出貨量達(dá)26億平方米，同比增長30%，干法隔膜出貨量11億平米，同比增長超過40%，增速大于濕法，占隔膜市場總量的30%。

干法技術(shù)突破，潛力被再次挖掘，重獲市場競爭力。隨著技術(shù)的突破，干法隔膜有望煥發(fā)新生，今年8月，惠強(qiáng)新材研發(fā)的具有國際領(lǐng)先水平的6μm超薄三層共擠干法隔膜產(chǎn)品成功下線，成功突破了使用干法制造超薄隔膜的難題，使干法隔膜厚度極限再次下探，與濕法隔膜接近，其強(qiáng)度與正常的9μm薄膜強(qiáng)度相當(dāng)，同時(shí)具有更高安全性，且能更好地滿足電池高能量密度的需求。干法隔膜潛力被再次挖掘，預(yù)計(jì)短期內(nèi)干法隔膜占比將維持在30%左右。

圖表：2014-2020年我國鋰電池隔膜產(chǎn)品結(jié)構(gòu)

數(shù)據(jù)來源：中研普華產(chǎn)業(yè)研究院整理

從隔膜產(chǎn)品結(jié)構(gòu)看，占主要比重的為濕法隔膜，2020年中國濕法隔膜出貨量達(dá)到26億平米，同比增長30%，占隔膜總出貨量的70%。干法隔膜出貨量11億平米，同比增長超過40%，增速大于濕法，占隔膜市場總量的30%。

濕法隔膜出貨量占比提升主要原因?yàn)槭袌鰧?duì)動(dòng)力電池高能量密度等性能要求進(jìn)一步提升，加之中高端數(shù)碼電池應(yīng)用占比提升，對(duì)濕法隔膜需求上升，進(jìn)而促進(jìn)濕法隔膜出貨量增加。

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