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电池隔膜是锂电池材料之一

电池隔膜、正极材料、负极材料和电解质是最重要的锂离子电池材料，约占锂电池材料总成本的4%。锂电池隔膜具有大量曲折贯通的微孔，可以保证电解质离子自由通过，形成充放电回路。它的主要功能是隔离正极极和负极，防止电池短路。同时，保证锂离子在充放电过程中正常通过微孔通道，保证电池的正常工作。电池隔膜的性能决定了锂离子电池的内阻、容量、循环性能和充放电电流密度等关键特性。

目前，商用锂电池隔膜主要有聚乙烯（PE）隔膜、聚丙烯（PP）隔膜以及PE和PP复合多层微孔膜。PE电池隔膜强度高，加工范围广。聚丙烯隔膜具有较高的孔隙率、透气性和力学性能。普通3C电池主要采用单层PE隔板或单层PP隔板。

动力电池一般采用PE/PP双层电池隔膜、PP/PP双层隔膜或PP/PE/PP三层隔膜。然而，聚烯烃隔膜存在着非常明显的缺点，如热稳定性和对电解质的润湿性不足，这使得聚烯烃隔膜的涂覆和改性成为趋势。

 

 

电池隔膜生产工艺

电池隔膜的生产工艺主要分为湿法和干法两类。锂离子电池隔膜的生产工艺包括原料配方和快速配方调整、微孔制备技术、成套设备的自主设计。其中，微孔制备技术是锂离子电池隔膜制备工艺的核心，根据工艺类型可分为干拉伸和湿拉伸两种。

干式隔膜安全性高、成本低，因此多用于大型磷酸铁锂动力锂电池。湿法隔膜由于其较薄的厚度和较高的孔隙率而具有较高的孔径均匀性和较高的透气性。与干式隔膜相比，它在机械性能、透气性和物理化学性能方面具有一定优势，因此在注重能量密度的三元电池中应用更为广泛。

隔膜涂层是将氧化铝、粘合剂和去离子水在原锂离子电池隔膜上混合搅拌，形成浆料。微凹版挤压涂层是用于在基材隔膜上制作一层或两层陶瓷表面。陶瓷隔膜增加了原膜的机械强度，使电池在耐高温、耐穿刺和减薄方面表现出优异的性能。

同时，不会影响透气性，保证锂离子的流动，从而提高安全性。涂层工艺不仅可以增强电池隔膜的热稳定性，提高其机械强度，还可以防止电池隔膜收缩导致的阴极和阳极之间的大面积接触。它还可以提高隔膜的击穿电阻，防止在电池的长期循环条件下，锂枝晶击穿隔膜引起的短路。

 

 

同时，涂层工艺有利于提高电池隔膜的保液性和润湿性，从而延长电池循环寿命。涂层材料可分为无机材料和有机材料。无机材料主要包括陶瓷，有机材料主要包括PVDF和芳纶。一般来说，陶瓷相对便宜，更多地用于动力电池，而芳纶则更昂贵，主要用于消费电子产品。

 

电池隔膜行业的三大特点

● 重资产和高设备要求

锂电池隔膜行业是典型的资产重工业，固定资产占比居四大材料之首。设备投资大，回收期长。从投资回收期来看，电池隔膜行业的投资回收期更长，略高于正极行业的8年左右。电池隔膜的生产对生产设备的选择有很高的要求。

有必要根据不同的生产工艺定制设备生产线。生产难度大，不同的生产设备和工艺会直接影响电池隔膜的综合理化性能。目前，我国干法隔膜生产设备的国产化已基本完成。锂电池湿式隔膜生产设备复杂，主要依靠进口。

领先的电池隔膜公司与设备制造商保持密切联系，优质设备供应商的产能受企业约束。在绑定优质设备供应商产能的同时，领先公司也在加紧设备在中国的国产化。与此同时，中国制造商也在加紧自我研究。

自主研发的湿法锂离子电池隔膜生产线，解决了双轴拉伸湿法锂离子蓄电池隔膜生产线投资大、能耗高、建设周期长、环境污染大的问题。未来中国湿式隔膜设备的国内生产率将继续提高，领先公司将加大设备的国产化力度，未来相应设备的采购成本可能会进一步降低。

 

 

● 工艺流程多，产量低，毛利润高

电池隔膜行业具有更复杂的工艺和更多的损失。与其他材料相比，电池隔膜行业的工艺流程中有许多环节造成了重大损失，并且在母辊生产后的过程中仍然存在损失。母辊需要根据产品规格进行开缝，这一过程会在基膜的涂覆过程中产生少量的边角和一定的损耗。

较高的制造难度导致电池隔膜行业的良品率相对较低，行业壁垒相对较高。其他材料的综合良率高于电池隔膜行业，因此从行业壁垒来看，电池隔膜行业壁垒相对较高，技术水平的差异将极大地影响企业的竞争力和利润水平。成品率和工艺门槛因素导致隔膜行业毛利率较高。

● 基膜基于数量，涂层基于工艺和专利

基膜竞争的核心是数量取胜。电池隔膜行业的主要成本是原材料、折旧成本、劳动力成本、燃料动力等。由于电池隔膜基膜的同质性强，规模化后成本大幅下降。以原材料为例，基膜的主要原材料是PP和PE。当电池隔膜公司的采购量大时，与上游大宗商品制造商的议价能力就会提高。

涂层工艺多种多样，以工艺和专利为核心。电池隔膜的涂层大多采用定制化和联合研发的方法，其核心在于配方和工艺，涂层专利主要由LG等大公司控制。

 

对电池隔膜的需求持续增加

随着碳中和的到来，锂离子电池的需求正在高速增长。锂离子电池隔膜广泛应用于新能源汽车、储能电站、电动自行车、电动工具、数字电子产品等领域。锂离子电池在动力电池、储能和消费电子领域可分为三大主要使用场景。近年来，锂电池下游产业发展迅速。

 

 

在动力电池领域，在政策大力支持和消费者接受度提升的背景下，新能源汽车销量持续攀升，带动了动力电池市场的快速增长。在储能领域，新能源发电作为一种清洁发电技术发展迅速。然而，新能源的波动性与电网安全性之间的矛盾突出。

发展储能已成为解决电力供需匹配问题的关键。在消费电子领域，随着发展中国家电子产品市场的驱动和新兴电子产品需求的增长，未来对消费锂离子电池的需求将保持强劲。下游市场的快速发展带动了整个锂离子电池隔膜行业的快速增长。

电池隔膜出货量大幅增长，市场集中度较高。据统计，2021年中国锂电池隔膜出货量为78亿平方米，同比增长超过100%。中国电池隔膜制造商已经具备全球竞争力。2021年，中国电池隔膜市场将受到全球新能源汽车需求高增长和储能市场高增长的影响，出货量增速明显。

电池隔膜公司的供需处于紧平衡状态，全球电池隔膜供应由中国主导。一方面，近年来，由于电池隔膜行业的价格战，目前行业结构相对稳定，电池隔膜供需处于紧平衡状态。按照目前的扩产节奏，叠加电池隔膜设备厂家限制产能释放。全球电池隔膜预计将在至少2-3年内保持紧密平衡。

 

 

另一方面，全球产能继续向中国集中，中国产能向龙头企业集中。从全球市场竞争格局来看，2021年，73.8%的电池隔膜市场份额将集中在中国，全球电池隔膜供应将由中国主导。中国电池隔膜公司持续进军国际市场，新电池隔膜公司产能规划大

 

电池隔膜技术迭代

湿法占主导地位，干法有望稳定并反弹。据统计，2021年电池隔膜出货量为78亿平方米，其中湿式隔膜占74%，干式隔膜占26%。湿式隔膜的市场份额将继续增加。干式隔膜安全性高，成本低，因此主要用于磷酸铁锂电池。

铁锂爆款销量的快速增长和储能电池装机容量的增加推动了铁锂电池出货量的快速增长，干法隔膜公司也从中受益，出货量增速有所提高。

干法和湿法将继续保持价差，干法将在未来向10μm和9μm发展。从制造商的角度来看，目前的干法电池隔膜生产设备基本上已经在中国本地化。然而，湿法电池隔膜的性能要求更高，生产设备更复杂，仍然依赖进口。

镀膜隔膜的比例正在增加。电池隔膜涂层可以有效提高锂电池中电池隔膜的循环性能和耐高温性能，并可以在厚度更薄的基础上生产出更高强度的隔膜。目前，湿法隔膜通常使用涂层方案。随着湿法4μm和4.5μm更薄湿法隔膜等新技术的突破，出于性能改进和安全考虑，涂层应用有望增加。

 

 

为了提高干式隔膜的机械强度，涂层方案也逐渐被使用。随着12μm干加工单拉隔膜应用的增加，10μm干处理单拉隔膜的应用加速，干涂层隔膜的渗透率持续提高。

目前，湿法加工的基础隔膜价格相对稳定，湿法涂层电池隔膜价格大幅上涨。由于镀膜工艺可以有效提高隔膜产品的质量，并为不同客户需求带来定制化生产的机会，因此镀膜隔膜产品的盈利能力通常高于基膜产品。

无机涂料已成为主流，勃姆石的比例也在逐渐提高。电池隔膜性能的提高很大程度上取决于基于涂层材料的涂层浆料配方的改进和涂层工艺的改进。以勃姆石和氧化铝为主要涂层材料的无机涂层比以聚偏氟乙烯（PVDF）和芳纶为代表的有机涂层和有机-无机混合涂层技术更加成熟。

 

半固态电池成为电池隔膜的新方向

固态电池使用固态电解质来取代电池隔膜和电解质，该行业还有很长的路要走。与液体电池相比，固态电池使用固态阴极和阳极电极材料以及固态电解质。固态电解质具有较高的机械强度，不仅可以用作电池中的电池隔膜，还可以有效抑制锂枝晶的生长，因此具有较高的安全性。与传统的液态锂电池相比，固态电池具有以下优点：

● 消除了液体电解质泄漏和腐蚀的隐患，具有更高的热稳定性。

● 稳定且宽的电化学窗口，可与高压阴极材料相匹配。

● 固体电解质通常是单离子导体，副反应较少，循环寿命较长。

● 全固态锂电池可以通过多层堆叠技术内部串联，以获得更高的输出电压。

 

 

然而，固态电池仍有一些科学问题尚未解决，真正意义上实现工业化的时间尚不明确。即使实现了工业化，其产业链的建立以及工艺和成本的优化和提高也需要一个长期的过程。

半固态电池仍需要电池隔膜，下游进展相对较快。半固态电池，也称为固液混合锂离子电池，既有液体电解质，也有固体电解质。因此，电池隔膜仍然是其主要材料之一，电池隔膜的所需量变化不大，基膜与传统的液体电池相比也没有大的变化。

然而，涂层材料已经从传统的惰性无机材料如氧化铝和勃姆石转变为具有离子导电性的活性材料，并且需要新的设计来减轻和控制锂金属阳极上锂枝晶的形成。此外，涂层的配方和工艺也需要相应的发展，因此半固态电池隔膜具有更高的附加值。