新型電池技術(shù)取代鋰電池影響鋰電池隔膜行業(yè)發(fā)展分析

新型電池技術(shù)取代鋰電池，影響鋰電池隔膜行業(yè)發(fā)展分析

新型電池技術(shù)取代鋰電池，影響鋰電池隔膜行業(yè)發(fā)展鋰離子電池主要運(yùn)用于手機(jī)、電腦、新能源汽車及儲(chǔ)能電站等行業(yè)，經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，鋰離子電池已經(jīng)在體積比能量、質(zhì)量比能量、質(zhì)量比功率、循環(huán)壽命和充放電效率等方面優(yōu)于鎳鎘電池、鎳氫電池、鉛酸電池等傳統(tǒng)二次電池，成為各國(guó)政府優(yōu)先支持和重點(diǎn)發(fā)展的新能源產(chǎn)業(yè)。雖然現(xiàn)在的電子產(chǎn)品和純動(dòng)力汽車電池的主流選擇是鋰離子電池，其他新興電池如全固態(tài)電池等技術(shù)尚不成熟，在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)鋰離子電池尚難以被其他類型的電池所取代，但如果未來(lái)全固態(tài)電池等新興電池突破技術(shù)瓶頸、實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)并完成商業(yè)化進(jìn)程，則市場(chǎng)對(duì)于鋰離子電池的需求將受到影響，處于產(chǎn)業(yè)鏈中的鋰離子電池隔膜也會(huì)受到不利影響。鋰電池隔膜細(xì)分市場(chǎng)分產(chǎn)品類別來(lái)看，根據(jù)調(diào)研統(tǒng)計(jì)，2021年濕法鋰電池隔膜市場(chǎng)出貨量達(dá)到57億平方米左右，同比上升10．2%，占全球鋰電池隔膜市場(chǎng)出貨量的比重為53．8%，其次是干法鋰電池隔膜市場(chǎng)出貨量約為25億平方米，同比上升15．9%，市場(chǎng)占比達(dá)到23．6%，其他細(xì)分市場(chǎng)出貨量之和為24億平方米，占比30．3%。中國(guó)鋰電池隔膜產(chǎn)品結(jié)構(gòu)變化濕法隔膜仍將是主流隔膜技術(shù)路線，長(zhǎng)期占據(jù)市場(chǎng)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(zhǎng)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。干法隔膜安全性及成本優(yōu)勢(shì)明顯。干法隔膜工藝相對(duì)簡(jiǎn)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(shì)明顯。隔膜是保證鋰離子電池安全穩(wěn)定工作的核心材料。目前我國(guó)鋰電池隔膜依賴進(jìn)口較大，未來(lái)隨著產(chǎn)能的擴(kuò)大，將有極大的進(jìn)口替代空間。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(lái)，防止兩極接觸而短路，此外還具有能使電解質(zhì)離子通過(guò)的功能。濕法隔膜技術(shù)是國(guó)內(nèi)鋰電池隔膜中主要的生產(chǎn)工藝，占比較重。2020年，國(guó)內(nèi)鋰電池濕法隔膜產(chǎn)能約為40．4億平方米，較2019年增長(zhǎng)了15．1%。2020年，國(guó)內(nèi)干法隔膜產(chǎn)能約為14．1億平方米，較2019年增長(zhǎng)了13．7%。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。隨著鋰離子電池隔膜行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)激烈，不具備自主研發(fā)設(shè)計(jì)能力的鋰離子電池隔膜廠商的發(fā)展空間將逐漸縮小，國(guó)內(nèi)隔膜行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)將主要集中在原材料配方工藝、微孔制備技術(shù)、成套設(shè)備設(shè)計(jì)能力、產(chǎn)品品質(zhì)及銷售渠道等方面，具備自主核心技術(shù)、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定及銷售渠道的鋰離子電池隔膜廠商的市場(chǎng)占有率穩(wěn)步提升。分析認(rèn)為，國(guó)內(nèi)電池隔膜行業(yè)已經(jīng)開始進(jìn)行調(diào)整與重組，市場(chǎng)呈現(xiàn)出強(qiáng)者更強(qiáng)，弱者出局的趨勢(shì)，缺技術(shù)、少品牌、短資金的小微企業(yè)發(fā)展不容樂(lè)觀，未來(lái)隔膜行業(yè)將進(jìn)一步加快洗牌。鋰電池隔膜行業(yè)現(xiàn)狀受益于全球新能源產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，帶動(dòng)了鋰離子電池市場(chǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)張，鋰電池隔膜作為鋰離子電池的重要材料之一，其決定著鋰離子電池的性能優(yōu)劣，是其產(chǎn)業(yè)鏈中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，隨著鋰電池隔膜生產(chǎn)技術(shù)的不斷提升，將會(huì)有效地推動(dòng)未來(lái)行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。鋰電池隔膜是一種用于鋰電池的薄膜，可以防止電解液從電池中流出，保護(hù)電池內(nèi)部的元件免受損壞，其通常由多層聚合物薄膜組成，包括多層聚脂薄膜、多層聚氨酯薄膜和多層聚乙烯薄膜。鋰電池隔膜行業(yè)基本概述鋰電池作由正極，負(fù)極，隔膜，電解液四個(gè)主要部分構(gòu)成。隔膜是一種具有微孔結(jié)構(gòu)的薄膜，是鋰離子電池中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是鋰離子電池產(chǎn)業(yè)鏈中最具技術(shù)壁壘的關(guān)鍵內(nèi)層組件，成本占比約10%-20%，在鋰電池進(jìn)行電解反應(yīng)時(shí)，鋰電池隔膜可以用來(lái)分隔正極和負(fù)極防止短路現(xiàn)象的發(fā)生，同時(shí)允許電解質(zhì)離子自由通過(guò)。鋰電池隔膜浸潤(rùn)在電解液中，表面上有大量允許鋰離子通過(guò)的微孔，微孔的材料、數(shù)量和厚度會(huì)影響鋰離子穿過(guò)隔膜的速度，進(jìn)而影響電池的放電倍率、循環(huán)壽命等性能。鋰電池作由正極、負(fù)極、隔膜、電解液四個(gè)主要部分構(gòu)成。隔膜是一種具有微孔結(jié)構(gòu)的薄膜，是鋰離子電池中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是鋰離子電池產(chǎn)業(yè)鏈中最具技術(shù)壁壘的關(guān)鍵內(nèi)層組件，成本占比約10%-20%，在鋰電池進(jìn)行電解反應(yīng)時(shí)，鋰電池隔膜可以用來(lái)分隔正極和負(fù)極防止短路現(xiàn)象的發(fā)生，同時(shí)允許電解質(zhì)離子自由通過(guò)。鋰電池隔膜浸潤(rùn)在電解液中，表面上有大量允許鋰離子通過(guò)的微孔，微孔的材料、數(shù)量和厚度會(huì)影響鋰離子穿過(guò)隔膜的速度，進(jìn)而影響電池的放電倍率、循環(huán)壽命等性能。鋰電池隔膜具有大量曲折貫通的微孔，能夠保證電解質(zhì)離子自由通過(guò)形成充放電回路；而在電池過(guò)度充電或者溫度升高時(shí)，隔膜通過(guò)閉孔功能將電池的正極和負(fù)極分開以防止其直接接觸而短路，達(dá)到阻隔電流傳導(dǎo)，防止電池過(guò)熱甚至爆炸的作用。目前，大規(guī)模商品化的鋰電池隔膜生產(chǎn)材料以聚烯烴為主，主要包括聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）和聚乙烯（PE）復(fù)合材料。聚烯烴可提供良好的機(jī)械性能、化學(xué)穩(wěn)定性和高溫自閉性能，是當(dāng)前鋰電池隔膜的主要原材料。鋰電池隔膜行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)情況當(dāng)前國(guó)內(nèi)隔膜市場(chǎng)逐漸清晰，雙雄并立格局確定。2017年各廠商市場(chǎng)份額競(jìng)爭(zhēng)激烈，行業(yè)局面無(wú)明顯龍頭跡象。星源材質(zhì)以干法隔膜起家，2013年打通國(guó)際市場(chǎng)，綁定海外巨頭LG，奠定國(guó)內(nèi)干法隔膜地位，2019-2020年，恩捷股份收購(gòu)蘇州捷力與紐米科技，橫向切入3C市場(chǎng)，加速對(duì)消費(fèi)電子市場(chǎng)的滲透，濕法龍頭地位鞏固，兩強(qiáng)爭(zhēng)霸的市場(chǎng)格局確定。當(dāng)前我國(guó)鋰電池隔膜行業(yè)雙寡頭格局顯著，恩捷股份和興源材質(zhì)成為行業(yè)的絕對(duì)龍頭，行業(yè)CR2從2018年的34．6%到52．6%。具體來(lái)看，在干法隔膜方面，整體呈現(xiàn)出'三足鼎立’的市場(chǎng)格局。中興新材在產(chǎn)能釋放以及下游大客戶需求放量的情況下，一舉成為干法隔膜龍頭企業(yè)。第一梯隊(duì)中興新材、星源材質(zhì)、惠強(qiáng)新材市場(chǎng)占有率穩(wěn)步提升，2021年干法隔膜市場(chǎng)CR3接近70%。2021年隔膜龍頭恩捷股份與Celgard成立合資公司布局干法隔膜，干法隔膜產(chǎn)品預(yù)計(jì)2022年將量產(chǎn)銷售，結(jié)合恩捷股份攜手寧德時(shí)代布局的20億平米干法隔膜產(chǎn)能，預(yù)計(jì)未來(lái)干法隔膜的市場(chǎng)格局將會(huì)變動(dòng)。在濕法隔膜方面，濕法隔膜呈現(xiàn)出'一超多強(qiáng)’的行業(yè)格局，恩捷股份在2021年產(chǎn)能大規(guī)模釋放下，隔膜產(chǎn)量超過(guò)30億平大關(guān)，濕法隔膜市場(chǎng)龍頭地位進(jìn)一步穩(wěn)固，濕法隔膜的市場(chǎng)占有率超過(guò)50%。中材科技及星源材質(zhì)2021年整體產(chǎn)能新增有限，但產(chǎn)能利用率均處于高位。第二梯隊(duì)的濕法隔膜產(chǎn)業(yè)在行業(yè)整體需求旺盛的背景下逐步發(fā)力，產(chǎn)能利用率提升尤為顯著，成為2021年濕法隔膜重要的市場(chǎng)供給源之一，使得2021年的CR3略有下降，2021年的CR3為76%。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(lái)，防止兩極接觸而短路，此外還具有能使電解質(zhì)離子通過(guò)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。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(guó)電池工業(yè)協(xié)會(huì)訪日代表團(tuán)于2000年的考察情況來(lái)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(cè)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(gòu)。2020年盡管由于疫情影響，新能源汽車上半年市場(chǎng)需求低迷，但在國(guó)內(nèi)一系列政策推動(dòng)以及疫情逐步得到控制等利好因素推動(dòng)下，全年新能源汽車產(chǎn)銷量仍實(shí)現(xiàn)增長(zhǎng)，這也帶動(dòng)鋰電池出貨量的增長(zhǎng)。而鋰電隔膜在鋰電池需求增長(zhǎng)帶動(dòng)下，出貨量也實(shí)現(xiàn)快速的增長(zhǎng)。當(dāng)前國(guó)內(nèi)鋰電池隔膜行業(yè)大步快跑的同時(shí)，國(guó)產(chǎn)隔膜和鋁塑膜行業(yè)面臨的挑戰(zhàn)不容忽視，在隔膜領(lǐng)域。一是產(chǎn)能過(guò)剩;二是品質(zhì)良莠不齊;三是高端市場(chǎng)仍由國(guó)外巨頭占據(jù)。此外，隨著三元電池解禁及高能量密度電池的訴求，電池安全性要求越來(lái)越高，對(duì)隔膜的要求相應(yīng)提高，市場(chǎng)對(duì)于涂覆隔膜等新技術(shù)正在提出新的要求。從隔膜市場(chǎng)規(guī)模來(lái)看，2019年中國(guó)鋰電隔膜市場(chǎng)規(guī)模（只統(tǒng)計(jì)基膜）35．6億元，同比下滑12．2%。市場(chǎng)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)?；?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(guó)內(nèi)受疫情影響，工業(yè)生產(chǎn)受到停滯發(fā)展，對(duì)市場(chǎng)中的鋰電池隔膜價(jià)格的下降趨勢(shì)起到減緩左右，在國(guó)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(zhǎng)下，行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模約為32．7億元。從市場(chǎng)規(guī)模來(lái)看，2020年中國(guó)鋰電隔膜出貨量37．2億平米，同比增長(zhǎng)36%。從隔膜產(chǎn)品結(jié)構(gòu)來(lái)看，2020年濕法隔膜出貨量26億平米，同比增長(zhǎng)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(zhǎng)超過(guò)40%，增速大于濕法，占隔膜市場(chǎng)總量的30%。從市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局來(lái)看，2019年中國(guó)鋰電隔膜市場(chǎng)TOP6企業(yè)市場(chǎng)占比為72．1%，TOP3企業(yè)市場(chǎng)占比為53．5%;2020年TOP6企業(yè)市場(chǎng)占比為80．3%，TOP3企業(yè)市場(chǎng)占比61．7%。2020年，國(guó)內(nèi)鋰電池隔膜市場(chǎng)規(guī)模約為32．7億元，較2019年下降了8．15%。雖然全國(guó)鋰電池隔膜出貨量保持15%以上的增長(zhǎng)，但是由于價(jià)格逐漸降低，市場(chǎng)規(guī)模呈下降趨勢(shì)，未來(lái)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。鋰電池隔膜需求情況2021年我國(guó)鋰電池隔膜出貨量為79億平米，同比增長(zhǎng)112．94%。2022年上半年出貨量為54億平米。從隔膜產(chǎn)品結(jié)構(gòu)來(lái)看，2021年中國(guó)鋰電隔膜市場(chǎng)出貨仍以濕法隔膜為主，市場(chǎng)占比74%。濕法隔膜市場(chǎng)占比提升的原因?yàn)椋?）下游對(duì)性能要求逐步提升，濕法隔膜厚度更薄，可提高鋰電池能量密度；2）下游需求旺盛，行業(yè)供求偏緊，濕法隔膜產(chǎn)能投放大于干法隔膜，推動(dòng)濕法隔膜出貨量。2021年干法占比雖有所減少，但其出貨量保持快速增長(zhǎng)，主要受儲(chǔ)能、小動(dòng)力電池增長(zhǎng)帶動(dòng)。2022年上半年，濕法隔膜市場(chǎng)占比進(jìn)一步提升，達(dá)到79%。隨著國(guó)內(nèi)鋰電池隔膜企業(yè)產(chǎn)能的不斷擴(kuò)張，以及國(guó)產(chǎn)鋰電池隔膜產(chǎn)品性能的不斷提高，我國(guó)鋰電池隔膜的國(guó)產(chǎn)化率也快速增長(zhǎng)，2022年上半年我國(guó)鋰電池隔膜基本實(shí)現(xiàn)了全面國(guó)產(chǎn)。新能源鋰電池隔膜行業(yè)回顧及發(fā)展趨勢(shì)隔膜是鋰離子電池的重要組成部分之一，通常也被稱為電池隔膜、隔膜紙、離子分離膜等，處于新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈的上游部分。鋰電隔膜是鋰電池中關(guān)鍵的內(nèi)層組件，能夠影響鋰電池的容量、循環(huán)性能和充放電電流密度等關(guān)鍵性能。性能優(yōu)異的隔膜需要隔離正負(fù)極防止短路同時(shí)還要允許鋰離子的傳導(dǎo)，在過(guò)度充電或者溫度過(guò)高時(shí)還要具有高溫自閉性能來(lái)阻斷電流防止爆炸，另外還要具有強(qiáng)度高、防火、耐性好、無(wú)毒等特點(diǎn)。一般來(lái)說(shuō)，根據(jù)隔膜的主要功能，隔膜的在安全性和通過(guò)性上對(duì)性能要求較高：①給電池提供安全保障。具有良好的絕緣性，以防止正負(fù)極接觸短路或者被毛刺、顆粒、枝晶穿刺而出現(xiàn)的短路。因此隔膜需要具有一定的拉伸、穿刺強(qiáng)度，不易撕裂，并且在突發(fā)高溫條件下基本保持尺寸