详细分析我国锂电池隔膜行业深度调研分析

　　锂电池的结构中，隔膜是关键的内层组件之一。隔膜的性能决定了电池的界面结构、内阻等，直接影响电池的容量、循环以及安全性能等特性，性能优异的隔膜对提高电池的综合性能具有重要的作用。隔膜的主要作用是使电池的正、负极分隔开来，防止两极接触而短路，此外还具有能使电解质离子通过的功能。隔膜材质是不导电的，其物理化学性质对电池的性能有很大的影响。电池的种类不同，采用的隔膜也不同。对于锂电池系列，由于电解液为有机溶剂体系，因而需要有耐有机溶剂的隔膜材料，一般采用高强度薄膜化的聚烯烃多孔膜。

　　隔膜的发展开始于20世纪，1970年已经出现了微孔隔膜生产工艺的专利登记信息。1991年，索尼公司推出了全球第一块商业化锂离子电池，隔膜产业与其他锂电池相关产业正式进入快速发展阶段。1992年，日本政府制定了一项为期10年的锂电池研究计划，集中12家公司的力量联合进行攻关。在政府的总体规划下，日本电动车的科研经费得到了有效的落实。根据中国电池工业协会访日代表团于2000年的考察情况来看，日本的锂电池产业发展非常迅速，当时已经拥有了比较完善的锂电池产业，实现了从隔膜、电极、电解液等电池原材料的生产，到电池的组装、测试的良好衔接。不仅如此，隔膜生产企业所需的辊压机、卷绕机、涂布机、剪切机等，均可在本土采购。

　　2015年之前国内隔膜湿法隔膜占比低，旭化成、日本东丽和SKI占据全球隔膜市场前三，CR3达到50%，随着国内湿法隔膜迅速扩产，海外产能增速显著落后国内，2019年恩捷股份以23亿平的产能占据全球一半以上的湿法隔膜产能，2019年海外隔膜合计隔膜产能约为23亿平，2021年将迎来海外产能集中释放期。

　　一、中国锂电池隔膜行业市场规模

　　从隔膜市场规模来看，2019年中国锂电隔膜市场规模(只统计基膜)35.6亿元，同比下滑12.2%。市场规模增速远小于出货量增速，主要原因为企业产能规模化效应提升，隔膜成本进一步下降，造成隔膜价格下降，且下降速度远大于产品出货量增速。2020年，国内受疫情影响，工业生产受到停滞发展，对市场中的锂电池隔膜价格的下降趋势起到减缓左右，估计2020年底，在国家大力支持新能源行业发展的政策扶持和产业快速增长下，行业市场规模将达到34.8亿元。

　　图表：2018-2020年中国锂电池隔膜行业市场规模情况

　　虽然全国锂电池隔膜出货量保持35%以上的增长，但是由于价格较低，市场规模趋于下降，未来头部企业产能规模化效应将进一步显现，成本进一步下降。

　　锂电池隔膜的发展要紧跟动力电池发展，未来随着动力电池往高能量密度方向发展，更能满足需求的湿法隔膜出货量占比将进一步提高。

　　二、中国锂电池隔膜产品结构分析

　　隔膜材料湿法+涂覆工艺为长期趋势，干法占比短期内保持稳定

　　(1)湿法隔膜仍将是主流隔膜技术路线，长期占据市场高份额。湿法隔膜轻薄且韧性较好。锂离子电池隔膜制备方法主要分为湿法和干法。

　　二者各有优缺点，湿法隔膜工艺难度系数高，对设备要求高，建设投产周期长成本高，能源消耗较大，且需使用有机溶剂，环境污染大，但制得的隔膜精密度高，具有较高的孔隙率，薄膜孔径小且均匀，薄膜更薄的同时还可保持良好的韧性，拉伸强度和穿刺强度更高。

　　湿法隔膜需求稳定增长，优势在高端市场显现。隔膜越薄内阻越小，倍率性能和循环性能就越好，且较薄的隔膜可以给电极活性物质提供更大的空间，电池容量更高，符合动力电池高能量密度、高倍率等要求。尤其是高端市场，几乎所有三元电池中均使用湿法隔膜，其占比从16年的40%上下提高到现在的约70%。未来几年动力锂电池将作为重要引擎拉动湿法隔膜产量稳定增长。

　　涂覆技术弥补了湿法隔膜热稳定性差的缺陷，涂覆隔膜相较于基膜安全性更优，湿法+涂覆将主导未来隔膜市场。干法工艺的原材料聚丙烯(PP)的熔融温度在170℃左右，而湿法工艺的原材料聚乙烯(PE)的熔融温度在140℃左右。因此湿法工艺生产的隔膜在高温下容易收缩造成电池短路，安全难以得到保证，而涂覆技术可显著提升其耐热性，在180℃下仍可保持较小的收缩率。另外，涂覆隔膜具有良好的电解液浸润和吸液保液能力，不仅可以延长电池循环寿命，还可以增加电池大倍率放电能力，适用于高端储能电池和动力电池。主要的涂覆材料分为陶瓷颗粒和聚偏氟乙烯(PVDF)。

　　(2)干法隔膜短期内仍将占有三成市场

　　干法隔膜安全性及成本优势明显。干法隔膜工艺相对简单，环境友好且成本较低，然而孔径的大小、分布和孔隙率难以控制导致稳定性较差，干法拉伸制成的薄膜中的孔径会按照一定的方向分布，并且薄膜的结晶和非结晶区域之间有明显的分隔，成膜通常较厚。但干法隔膜的耐热性更好，各向热收缩率都更小，闭孔温度和熔断温度也更高，且成本优势明显。

　　干法隔膜需求回暖，主要活跃在中低端动力电池市场，配合磷酸铁锂使用。因新能源汽车和动力电池厂商对电池成本以及安全性能的重视，湿法隔膜的市场份额增速较过去几年明显放缓，干法薄膜需求回暖。磷酸铁锂电池对隔膜孔隙率要求不高，搭配干法隔膜使得磷酸铁锂电池更加符合其成本低安全性高的定位，今年磷酸铁锂电池的回潮带动了干法隔膜的需求增长。2020年，我国锂电池隔膜出货量达到37.2亿平方米，同比增长36%，其中湿法隔膜出货量达26亿平方米，同比增长30%，干法隔膜出货量11亿平米，同比增长超过40%，增速大于湿法，占隔膜市场总量的30%。

　　干法技术突破，潜力被再次挖掘，重获市场竞争力。随着技术的突破，干法隔膜有望焕发新生，今年8月，惠强新材研发的具有国际领先水平的6μm超薄三层共挤干法隔膜产品成功下线，成功突破了使用干法制造超薄隔膜的难题，使干法隔膜厚度极限再次下探，与湿法隔膜接近，其强度与正常的9μm薄膜强度相当，同时具有更高安全性，且能更好地满足电池高能量密度的需求。干法隔膜潜力被再次挖掘，预计短期内干法隔膜占比将维持在30%左右。

　　图表：2014-2020年我国锂电池隔膜产品结构

　　从隔膜产品结构看，占主要比重的为湿法隔膜，2020年中国湿法隔膜出货量达到26亿平米，同比增长30%，占隔膜总出货量的70%。干法隔膜出货量11亿平米，同比增长超过40%，增速大于湿法，占隔膜市场总量的30%。

　　湿法隔膜出货量占比提升主要原因为市场对动力电池高能量密度等性能要求进一步提升，加之中高端数码电池应用占比提升，对湿法隔膜需求上升，进而促进湿法隔膜出货量增加。