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锂电池隔膜的供需现状与前景分析

2024-05-21 44 上传者：管理员

摘要：锂电池隔膜是电池中的重要材料，会直接影响电池的质量。本文对锂电池隔膜的供需现状进行了全面介绍，从供应、需求、主要生产厂家、产能分布情况、市场集中度、行业发展政策等多个方面，依据大量数据进行了详细分析。从实际情况对锂电池隔膜的前景进行了展望。

关键词：
供需
前景
锂电池
隔离电池
隔膜
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锂电池隔膜是隔离电池正负两极的绝缘材料，Li+可以通过隔膜在两极之间移动。隔膜性质的优良将对锂电池的导电率和界面相容性产生直接影响，甚至会间接影响电池的安全性和容量。传统的锂电池隔膜主要包括聚乙烯膜、聚丙烯膜、聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯复合膜等类型。近年来，随着科技的发展，研发人员也陆续开发出芳纶涂覆隔膜、陶瓷涂覆隔膜、聚偏氟乙烯涂覆隔膜等。此外，以芳纶、聚对苯二甲酸乙二醇酯、纤维素为材料的耐高温隔膜也相继问世。

1、锂电池隔膜的基本性质

锂电池隔膜具有很好的稳定性，在电池反复充电和放电的过程中不易变形，也不与电解液和电极发生反应。隔膜具有绝缘性，能够避免正负极材料发生接触使电池失效。隔膜的厚度一般控制为20～25μm，这样既可以最大限度的增加电池的能量密度，又可以避免由于隔膜过薄影响其机械强度。隔膜的孔隙率过大，会导致隔膜在受热时不能完全闭孔；孔隙率过小，会限制离子的传输。因此，隔膜的孔隙率通常控制在40%～60%、孔径控制在1μm以内。隔膜的穿刺强度不低于300 g/mm，在施加一千磅力的条件下，形变仍小于2%。隔膜的热收缩率越高，安全性就越低。因此，在100℃的环境下，60 min后的隔膜热收缩率不超过5%。隔膜具有良好的电解液浸润性，电解液可以快速地进入并存储在隔膜的孔隙中。隔膜的成本约占锂电池总成本的两成，而真正决定隔膜成本的因素主要是技术因素而非材料因素。

2、锂电池隔膜的供需现状

2.1全球锂电池隔膜的供需现状

目前，全球锂电池隔膜的主要客户集中在中、美、日、韩四国，比例分别为43%、28%、21%、6%。由于生产锂电池隔膜的技术壁垒较高，中国的锂离子电池隔膜与进口隔膜相比，性能差距较大，致使中国大部分的高端锂离子电池隔膜全部依赖进口。但由于日韩两国的隔膜新增产能已经无法满足行业快速增长的需求，中国隔膜市场份额的比例正在逐年稳步增加。

2.2我国锂电池隔膜的供需现状

2014—2022年，中国的锂离子电池出货量持续攀升，隔膜总出货量的年复合增长率为47.22%；湿法隔膜出货量的年复合增长率为64.32%；干法隔膜出货量的年复合增长率为28.86%，产业增长潜力巨大。2022年，中国锂离子电池隔膜总出货量133.2 km2，同比增长65.26%；湿法隔膜出货量达到104.8 km2，同比增长69.85%；干法隔膜出货量达到28.4 km2，同比增长50.26%（见图1）。

图1 2014—2022年中国锂离子电池隔膜出货量/km2

近5年来，国内锂电池隔膜材料出货量前十的企业总体保持稳定，恩捷股份、中材科技、星源材质等头部企业的出货量遥遥领先、优势明显。

2022年，国内的锂电池隔膜生产企业中，恩捷股份市场份额为40%且排名第一，与排名第二的星源材质的合计市场份额占全国总量的一半以上。湿法隔膜出货量排名靠前的企业分别为恩捷股份、星源材质、中材科技、中兴新材、金力股份、惠强新材、江苏厚生、北星新材、蓝科途和沧州明珠等。干法隔膜出货量排名靠前的企业分别为中兴新材、星源材质、惠强新材、博盛新材、沧州明珠和盈博莱等。中国隔膜的行业集中度较前几年相比，CR2和CR10均有所降低；湿法隔膜出货量不断攀升，四川卓勤新材料科技有限公司、恒力石化股份有限公司等都相继加大了投资规模。由此可知，锂电池隔膜行业的未来竞争将更加激烈。

2022年以来，思捷股份、中材科技等生产企业的15个锂电池隔膜新项目接连落地实施，投资总额折合人民币约640亿元。

3、锂电池隔膜的重点企业

3.1国外锂电池隔膜的重点企业

国外的隔膜供应商主要有美国的Celgard，日本的东燃化学、宇部兴产、住友化学，韩国的SKI等。

3.1.1 Celgard

Celgard公司的总部位于美国，产业遍布北美、欧洲和亚洲，在中国设有技术和销售团队。该公司的产品包括单层或多层薄膜、功能涂料、热耐蚀涂层、胶粘剂涂料、表面活性剂涂料、电驱动车辆（EDV）、能源存储系统（储能系统）、专业电池、纺织品等。20世纪60年代中期，该公司位于美国新泽西州萨米特的塞拉尼斯研究实验室开发出第一代膜产品。20世纪70年代中期，该公司的膜产品作为心脏手术中常用的血液氧合装置的关键组件，在商业领域取得了成功。自20世纪80年代以来，该公司一直在开发和生产用于一次性锂电池和可充电锂电池的隔膜材料。2015年，该公司被日本旭化成集团收购，公司产品进一步向全世界推广。

3.1.2东燃化学

1893年，东燃化学在日本横滨成立，其前身是Vacuum石油公司和纽约标准石油公司在日本的分部。目前，该公司是隔膜材料的主要供应商之一，其SETELA湿法隔膜是全球第一款PE凝胶延伸微孔膜，厚度为5～25μm、孔隙直径为0.02～0.10μm，具有高强度和高耐压性，能够显著提高锂电池的各项参数。

3.1.3宇部兴产

宇部兴产于1897年在日本山口县成立，最初以经营煤炭开发业务为主。随着产业的发展，该公司相继拓展了隔膜业务，其干法隔膜具有很高的安全性，产品已通过实际应用的鉴定，市场认可度高。该公司的高性能涂覆隔膜在原有基膜的基础上，进一步提高了涂膜的精度，并可根据客户的需求进行定制和改良。

3.1.4住友化学

住友化学于1913年9月在日本爱媛县新居滨市成立，最初是一家化肥企业。2017年2月，住友化学在韩国的子公司SSLM建设了锂离子二次电池隔膜的生产工厂。住友化学的锂离子二次电池隔膜的特点是通过在聚烯烃薄膜上涂覆芳纶树脂，形成耐热层，使其具有很高的热稳定性，从而有助于在不断提高电池容量的同时，提高电池的安全性。为了应对锂离子二次电池市场的快速增长，住友化学正在不断提高生产能力并开发满足客户需求的高端定制化产品。

3.1.5 SKI

SK-Innovation（简称SKI）是一家能源和化工公司，主要经营业务包含电池和隔膜两大板块。1998年起，SKI开展了大量关于微孔膜的研究，并在2004年进行了技术革新。该公司的隔膜用户包括SAMSUNG、LG、Amperex Technology Limited(ATL）等知名的厂家，市场认可度高。

3.2国内锂电池隔膜的重点企业

目前，国内锂电池隔膜生产企业的发展势头明显，恩捷股份、星源材质、中材科技、中兴新材、金力股份、惠强新材、沧州明珠等企业的行业知名度较高。但是由于高端树脂原材料和关键设备受到国外供应商的制约，国内企业生产的隔膜产品仍以供应中低端锂电池市场为主，虽然市场占比较大，但高端隔膜仍被国外企业垄断。面对这样的外部环境，国内企业通过各自的方式积极去除瓶颈、拓展市场。

3.2.1恩捷股份

恩捷股份成立于1996年，业务领域包含电池隔膜、包装印刷品、纸制品包装三大板块。该公司服务于全球的大型锂电池生产企业、卷烟生产企业、食品饮料生产企业等。其隔膜产品包括湿法双向拉伸隔膜、干法隔膜、陶瓷涂覆隔膜、混合涂覆隔膜、芳纶涂覆隔膜、PVDF涂覆隔膜等。公司用户主要有CATL、中创新航、国轩高科、比亚迪、LG、三星、Panasonic、Northvolt等知名厂商。2025年底，恩捷股份计划将锂电池隔膜产能提升到175 km2。

3.2.2星源材质

星源材质成立于2003年，公司专注于新能源、新材料领域，主要产品包括单层干法隔膜、双层干法隔膜、高韧性干法隔膜、湿法双向拉伸隔膜、陶瓷涂覆隔膜、树脂涂覆隔膜、水性PVDF+纳米陶瓷混合涂覆隔膜、纳米树脂涂覆隔膜等，产品远销日本、韩国、德国等国家。2027年，公司计划将产能增加到160 km2。

3.2.3中材科技

中材科技成立于2001年，主要产品为7～16μm的湿法隔膜及陶瓷涂覆膜。目前，该公司拥有2720万m2/a的基膜产能和600 m2/a的涂覆产能。该公司于2016年成立中材锂膜有限公司，以山东滕州为经营总部及主要生产基地，一期项目建设2 km2锂电池隔膜生产线和4000万m2/a锂膜涂覆生产线。

3.2.4中兴新材

中兴新材成立于2012年，专业从事锂离子电池隔膜研发、生产和销售。中兴新材的主要产品包括干法单向拉伸隔膜、涂层锂离子电池隔膜，主要客户包括比亚迪、CATL、力神、比克等电池厂商。该公司在深圳、东莞、武汉建有高水平的生产制造基地，未来将进一步加快隔膜产业的产能布局。

3.2.5金力股份

金力股份成立于2010年，是一家专注于锂电池湿法隔膜及涂覆隔膜研发、生产和销售的公司。该公司主要产品包括超薄湿法隔膜、高强度湿法隔膜、高孔隙率湿法隔膜、陶瓷涂覆隔膜、PVDF涂覆隔膜、陶瓷&胶混合涂覆隔膜、油系芳纶涂覆隔膜等，可根据客户需求定制厚度为5～25μm、孔隙率为35%～55%、透气度为80～400 s/100mL、针刺强度为3.0～10.0 N的湿法隔膜或涂层为1～10μm、水含量为300～1500的涂覆隔膜，未来规划新增隔膜总产能61 km2。该公司的主要客户包括亿纬锂能、国轩高科、瑞浦能源、微宏动力等。

3.2.6惠强新材

惠强新材成立于2011年，专注于PP单层复合隔膜、PP/PP/PP三层共挤隔膜、PP/PE/PP三层共挤隔膜、C系列涂覆膜（氧化铝）、C系列涂覆膜（勃姆石）、P系列PVDF涂覆膜、CP系列涂覆膜（混涂）等新产品、新材料的生产销售及研发。该公司拥有河南驻马店、湖北武汉和湖北襄阳三个生产基地，干法基膜、干法涂覆膜、湿法基膜产能合计11.3 km2。

3.2.7沧州明珠

沧州明珠成立于1995年，是河北沧州东塑集团股份有限公司的控股子公司。该公司主导产品为BOPA薄膜、锂离子电池隔膜和PE管道系统三大类产品。具体产品包括双向拉伸尼龙薄膜（BOPA薄膜）、干法单向拉伸隔膜、5～16μm同步法双向拉伸湿法隔膜、陶瓷涂覆隔膜、PVDF涂覆隔膜、芳纶涂覆隔膜、聚酰亚胺隔膜等，总产能5km2。主要客户包括比亚迪、中创新航、比克、力神、鹏辉等。

4、我国锂电池隔膜的区域产能分布情况和市场集中度

4.1区域产能分布情况

我国的锂电池隔膜产能主要集中在华东、华中、华北地区。华东地区的隔膜产能排名全国第一，约占全国产能的一半，其中江苏省的隔膜产能占华东地区产能的六成。华中地区的隔膜产能集中在湖南和湖北，产能合计超过10 km2。华北地区的隔膜产能集中在山西和河北。

4.2市场集中度

2022年，按照市场集中度分析，中国锂电池隔膜CR3与2021年相同，为64%;CR6有所提高，由2021年的81%提高到85%。

5、促进锂电池隔膜行业发展的鼓励政策

近年来，国家科技部、工业和信息化部、办公厅、国家工业和信息化部等部门相继出台了多项鼓励政策，不断加大对锂电池产业链的扶持力度，促进产业的发展。锂电池隔膜作为产业链中的重要一环，也是国家政策重点扶持的内容之一。

6、结论

隔膜是锂电池原材料中技术壁垒最高的环节，对设备、生产工艺的要求苛刻，属于重资产行业。目前，我国锂电池干法隔膜的制造设备已经实现进口替代，但湿法隔膜核心制造设备的供应商均为国外企业。因此，我国的生产企业还要进一步加快追赶的步伐。此外，由于全球的新能源汽车数量持续攀升、上游核心设备厂商的设备供应量提升缓慢、隔膜生产设备增量有限等原因，将导致全球隔膜产品供不应求。所以，未来的锂电池隔膜市场将持续保持高增长态势，前景十分广阔。

文章来源:王琪.锂电池隔膜的供需现状与前景分析[J].天津化工,2024,38(03):9-12.