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锂电池隔膜行业现状:新能源汽车拉动出货量快速增长 市场以湿法隔膜为主

一、行业基本概述

隔膜是一种具有微孔结构的薄膜,是锂离子电池中的关键环节,是锂离子电池产业链中最具技术壁垒的关键内层组件,成本占比约10%-20%。根据应用领域,锂电池隔膜可分为动力类锂电池隔膜、数码类锂电池隔膜和其他功能类隔膜。

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。一般高性能锂电池需要隔膜具有厚度均匀性以及优良的力学性能(包括拉伸强度和抗穿刺强度)、透气性能、理化性能(包括润湿性、化学稳定性、热稳定性、安全性)。

锂电池隔膜性能要求

项目

特性

要求

作用

要求

稳定性

电子绝缘性

绝缘性良好

隔离正负极,防止电池短路

主要受基体材料影响,实现难度相对较低

化学稳定性

足够的化学、电化学稳定性

耐电池液腐蚀(电解液的溶剂为强极性的有机化合物),保证隔膜寿命

电化学稳定性

拉伸强度

足够的拉伸强度

防止隔膜变形

收缩率

较小的收缩率

一致性

孔径

保证在良好透过性的情况下满足不同电池性能的需求

保证较低的电阻和较高的离子导电性,提高电池能量密度,提升充放电性能

主要受工艺影响,实现难度较高

孔隙率

保证在一定孔径的情况下孔隙率尽可能大

浸润性

对电解液的浸润能力

厚度

在一定机械强度下尽可能薄,越厚穿刺强度越好

减小内阻,可大功率充放电

安全性

刺穿强度

足够的穿刺强度

防止锂枝晶、极片毛刺刺穿隔膜造成短路

主要受基体材料和工艺共同影响,实现难度较高

融化温度

尽可能高的温度

防止隔膜熔化造成电池内部再短路

闭孔温度

高于电池正常使用温度,低于融化温度

防止电池过热

资料来源:观研天下整理

根据观研报告网发布的《中国锂电池隔膜行业现状深度调研与发展战略评估报告(2022-2029年)》显示,不同隔膜工艺在选材、厚度、微孔数量等性能上都有较大差异。目前隔膜主要包括两大技术路线:湿法隔膜和干法隔膜。其中干法可分为单拉、双拉两种,湿法按照拉伸取向是否同时可以分为异步、同步两种。目前因可以做的更薄,使电池能力密度更高,湿法隔膜占据市场主流;其是采用热致相分离原理,将增塑剂与聚烯烃树脂混合,熔融混合物降温过程中发生固液相/液液相分离,压制膜片并加热至接近熔点温度后,拉伸使分子链取向一致,保温并用易挥发溶剂(二氯甲烷/三氯乙烯)将增塑剂从薄膜中萃取出来,进而制得隔膜。

锂电池隔膜技术路线比较

项目

干法单拉

干法双拉

湿法

生产方式

单向拉伸

双向拉伸

同步或异步拉伸

工艺原理

晶片分离

晶型转换

热致相分离

工艺特点

设备复杂,精度要求高,控制难度高,污染小

设备复杂,投资大,需要成孔剂辅助成孔

设备复杂,投资大,工艺复杂,成本高,能耗大

主要产品

单层PPPE 隔膜以及复合隔膜

单层PP 隔膜

单层PE 隔膜

主要优点

微孔尺寸和分布均匀,导通性好,能生产单层和多层隔膜

工艺简单,强度高,厚度范围宽,短路率低

微孔尺寸和分布均匀,适宜生产较薄产品

主要缺点

横向拉伸强度低,短路率稍高

孔径不均匀,稳定性差,只能生产单层PP

工艺复杂成本高,不环保,只能生产单层PE

成本

最低

资料来源:GGII,观研天下整理

二、行业发展现状

近年来,受益于新能源汽车快速增长,锂电池需求不断增加,从而带动了锂电隔膜的市场需求,使其出货量也实现快速的增长。数据显示,2021年我国锂电隔膜出货量79亿平方米,同比增长超100%。2022年上半年我国锂电隔膜出货量54亿平方米,同比增长超55%。但目前我国锂电池隔膜依赖进口较大,未来随着产能的扩大,将有极大的进口替代空间。

近年来,受益于新能源汽车快速增长,锂电池需求不断增加,从而带动了锂电隔膜的市场需求,使其出货量也实现快速的增长。数据显示,2021年我国锂电隔膜出货量79亿平方米,同比增长超100%。2022年上半年我国锂电隔膜出货量54亿平方米,同比增长超55%。但目前我国锂电池隔膜依赖进口较大,未来随着产能的扩大,将有极大的进口替代空间。

数据来源:GGII,观研天下整理

其中我国锂电隔膜市场出货以湿法隔膜为主,且占比逐年提升。数据显示,2021 年我国湿法隔膜产量60.6 亿平方米,占比76.7%;而到2022年上半年,湿法隔膜市场占比达到了达79%,这主要是受动力电池市场需求快速增长带动。

其中我国锂电隔膜市场出货以湿法隔膜为主,且占比逐年提升。数据显示,2021 年我国湿法隔膜产量60.6 亿平方米,占比76.7%;而到2022年上半年,湿法隔膜市场占比达到了达79%,这主要是受动力电池市场需求快速增长带动。

数据来源:GGII,观研天下整理

目前在湿法隔膜市场,恩捷股份在国内市占率高达50.3%,中材科技和星源材质位列二、三名。干法隔膜市场,中兴新材、星源材质和惠强新材位列前三名。但湿法隔膜是高技术壁垒、高资金投入,建设周期较长的产品。并且生产设备依赖进口,包括日本制钢所、德国布鲁克纳等。日本制钢所的设备在湿法隔膜领域更领先,但其产能有限,无法匹配全球新能源汽车大发展对隔膜需求的增量,是目前扩产中比较大的制约因素之一,2022 年湿法隔膜仍然供不应求,有望继续保持高景气度。

三、市场需求情况

1、锂电池市场

锂电池隔膜主要应用到锂电池市场,因此受其影响较大。锂电池是电池的一种,是一类由锂金属或锂合金为正/负极材料、使用非水电解质溶液的电池。锂电池大致可分为锂金属电池和锂离子电池两类。其中锂金属电池一般是使用二氧化锰为正极材料、金属锂或其合金金属为负极材料、使用非水电解质溶液的电池;锂离子电池一般是使用锂合金金属氧化物为正极材料、石墨为负极材料、使用非水电解质的电池。目前国内市场上主要以锂离子电池为主。

近年来我国锂离子电池产量逐年递增,到目前已成为全球最大的锂电池生产市场。根据国家统计局数据,2021年我国锂离子电池产量为232.6亿只,同比增长22.4%,2022年1-5月中国锂离子电池累计产量为100.4亿只,累计增长10.4%。

近年来我国锂离子电池产量逐年递增,到目前已成为全球最大的锂电池生产市场。根据国家统计局数据,2021年我国锂离子电池产量为232.6亿只,同比增长22.4%,2022年1-5月中国锂离子电池累计产量为100.4亿只,累计增长10.4%。

数据来源:观研天下整理

同时我国也是全球最大的锂电池消费市场。2021年,我国锂离子电池行业以深化供给侧结构性改革为主线,加快提升产业链供应链现代化水平,全行业实现持续快速增长,先进产品供给能力不断提高。据工信部数据,2021年我国锂离子电池出货量达到324GWh,同比增长106%,约占全球市场的59.4%,这也是连续第五年成为全球最大的锂电池消费市场。

同时我国也是全球最大的锂电池消费市场。2021年,我国锂离子电池行业以深化供给侧结构性改革为主线,加快提升产业链供应链现代化水平,全行业实现持续快速增长,先进产品供给能力不断提高。据工信部数据,2021年我国锂离子电池出货量达到324GWh,同比增长106%,约占全球市场的59.4%,这也是连续第五年成为全球最大的锂电池消费市场。

数据来源:观研天下整理

由此可将,随着锂电池需求的持续升温,锂电池隔膜的需求量也随之持续增长,从而促进锂电池隔膜市场的快速增长。

2、新能源汽车市场

我国锂电池广泛应用于新能源汽车、电动自行车、电动工具、手机、笔记本电脑、数码相机等众多下游领域。其中近几年来,新能源汽车高速增长,成为电池市场需求增长的主要来源之一,从而也拉动隔膜出货增长。

近年来得益于国家不断推出政策支持,我国新能源汽车技术水平不断进步、产品性能明显提升,产销规模连续六年位居世界首位。数据显示,2021年中国新能源汽车产量为354.5万辆,销量为352.1万辆。2022年1-4月,新能源汽车产量达160.5万辆,销量达155.6万辆,同比增长均为1.1倍,市场占有率达到20.2%。从产品结构来看,新能源乘用车占据市场主体,2021 年新能源乘用车销量333.4 万辆,同比增长120.6%,占新能源总销量比例接近95%。

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数据来源:中汽协,观研天下整理

随着新能源车渗透率快速增长,产业链的健康发展以及疫情的有效控制,我国动力电池市场持续成长,装机量持续增长。数据显示,2022年上半年我国动力电池装车量110.1吉瓦时,同比增长109.8%。

随着新能源车渗透率快速增长,产业链的健康发展以及疫情的有效控制,我国动力电池市场持续成长,装机量持续增长。数据显示,2022年上半年我国动力电池装车量110.1吉瓦时,同比增长109.8%。

数据来源:中国汽车动力电池产业创新联盟,观研天下整理

其中磷酸铁锂电池受益于技术革新(CTP 技术、刀片技术等)渗透率快速提升,2021 年国内磷酸铁锂动力电池装机量超过三元。2021年国内动力电池装机量154.5GWh,其中磷酸铁锂电79.8GWh,占比51.7%。2022年上半年我国磷酸铁锂电池累计装车量64.4GWh,占总装车量58.5%,累计同比增长189.7%;而三元电池累计装车量45.6GWh,只占总装车量41.4%。

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数据来源:中国汽车动力电池产业创新联盟,观研天下整理(WW)

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