全球锂电池隔膜行业规模加速扩张中国市场出货量实现翻倍式增长

2023-02-15 09:38

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一、概述

锂电池隔膜是一种具有微孔结构的高分子功能材料，其不参与锂电池中的电化学反应，在锂电池组中的主要作用为：1）隔开锂电池的正负极，防止其接触形成短路；2）具有离子通过能力，形成充放电回路。锂电池隔膜性能可分为理化性能、力学性能、热性能及电化学性能4个方面。

锂电池隔膜的主要性能指标

特性	指标	作用和要求
理化特性	厚度	与内阻相关，越薄内阻越小，且通常与透气性成反比，与力学性能成正比，在满足力学性能条件下隔膜越薄电池性能越好。同时隔膜在纵向和横向上应尽量保持厚度的均匀性。
	平均孔径大小与孔径分布	指隔膜内微孔的大小及大小分布，与内阻、安全性相关。孔径分布越窄则孔径越均匀，电池的电性能越优异。如孔径分布不均匀，工作时会形成局部电流大小不一，影响电池性能。
	孔隙率	指隔膜中微孔的体积与隔膜总体积的比值，该指标直接决定充放电性能。孔隙率同透气度、吸液率、电化学阻抗等相关。一般在保证一定孔径情况下孔隙率尽可能大。
	透气性	透气性间接反映离子的透过性，通常用Gurley值（一定体积的气体，在一定的压力条件下通过一定面积隔膜的时间）作为评判标准。
	浸润性	为了保证电池的内阻不是太大，要求隔膜能够被电池电解液完全浸润。浸润性指隔膜被电解液浸润的程度，与内阻相关。隔膜应吸收并保有充分的电解液，才能降低隔膜对锂离子的电阻。浸润性好代表隔膜与电解液亲和性高，能增加离子导电性，提高电池的充放电性能和容量。浸润性一般用隔膜的吸液率和持液率来衡量。
	一致性	指同一批次产品厚度、孔隙率等指标的一致性。
力学性能	穿刺强度	指标准探头以标准速度穿透单位厚度隔膜的瞬间最大载荷。更高的穿刺强度可以防止锂枝晶、极片毛刺等刺穿隔膜而引发电池短路起火，也可以保证隔膜可以承受在蜷曲、缠绕、包装、电池组装等过程中产生的压缩和磨损，是衡量隔膜安全性能的关键指标。
	拉伸强度	指在外力作用下维持隔膜尺寸稳定性的指标，包括横向和纵向两方向的强度，若拉伸强度不够，隔膜变形后不易恢复原尺寸会导致电池短路。
热性能	闭孔温度	当电池内部过热，超过闭孔温度即隔膜聚合物熔点后，隔膜微孔在高温下闭合，阻断离子传输，避免因温度过高和电流过大而造成短路甚至是爆炸危险。较低的闭孔温度可以为电池提供更好的保护。
	破裂温度	也称破膜温度，是指电池内部温度进一步上升，造成隔膜破裂、电池短路时的温度。一般希望隔膜具有较高的破裂温度。
	热收缩率	指在高温下隔膜尺寸的变化率。较低的热收缩率代表隔膜在高温下可以保持原有形态不收缩变形，尺寸稳定性更好，热稳定性能更优异。
电化学性能	电化学阻抗谱（EIS）	指用交流法测量的电化学阻抗图谱，即以一定振幅的正弦波扰动电信号使隔膜系统产生响应，测量隔膜系统在宽频率范围内的交流电势与电流的比值。是隔膜对锂离子透过性的衡量指标。
	循环性能（CP）	指隔膜对电池循环性能的影响指标，反应了隔膜的循环使用能力。一般将电池连续重复进行超过100次充放电，通过对电池的循环次数、放电容量和保留容量等循环性能的变化进行衡量。
	离子电导率	指在特定电解液中室温下单位面积、单位厚度隔膜的电阻。是衡量隔膜对锂离子传递效率的指标。
	Mac-Mullin值	指饱和电解液中隔膜电阻和相同体积饱和电解液电阻的比值。也是用于衡量隔膜对锂离子透过性的指标，且比离子电导率更精准，主要是因为该指标消除了电解液的影响。

数据来源：观研天下整理

二、全球市场概况

1、市场现状

（1）全球锂电池隔膜市场加速扩张，竞争经历从日、美垄断到中、日、韩三国分天下

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未来投资研究报告（2023-2029年)》显示，近年来，得益于下游新能源汽车、储能、消费电子产业快速发展，全球锂电池隔膜行业加速扩张。根据数据显示，2021年，全球锂电池隔膜出货量达107亿平方米，同比增长91.07%，预计到2025年出货量将达到730亿平方米，市场发展前景广阔。

根据观研报告网发布的《》显示，近年来，得益于下游新能源汽车、储能、消费电子产业快速发展，全球锂电池隔膜行业加速扩张。根据数据显示，2021年，全球锂电池隔膜出货量达107亿平方米，同比增长91.07%，预计到2025年出货量将达到730亿平方米，市场发展前景广阔。

数据来源：观研天下整理

2010年以前，受益于锂电池产业发展，日本东燃化学和美国Celgard等为代表的日美隔膜企业得到快速发展，并且处于市场垄断地位。不过，自2009年起，随着中国、韩国电动车市场发展，中韩两国隔膜产业逐渐崛起，以星源材质等为代表的中国隔膜企业和以韩国SKI为代表的韩国隔膜企业，逐步抢占市场，打破日美市场垄断，形成中、日、韩三国竞争的市场格局。根据数据显示，目前恩捷股份已占据全球锂电池隔膜龙头位置，2021年市场份额占比31%，同时日本旭化成、星源材质、中材科技、日本东丽、韩国SKI等成为全球前十的隔膜企业。

数据来源：观研天下整理

2、下游需求现状

（1）锂电池市场：市场增长迅速，推动锂电池隔膜产业快速发展

受益于全球节能减排趋势及新能源汽车、消费电子全球渗透率的不断提高，全球锂电池市场进入高速发展时期，将带动上游锂电池隔膜市场快速发展。根据数据显示，2021年，全球锂电池出货量持续上升，同比增长121.77%，预计2025年出货量将达到4100GWh。

数据来源：观研天下整理

（2）动力电池领域

目前，全球多个国家和地区均发布实现汽车电动化的目标，如挪威计划2025年实现全面零排放汽车销售，英国、法国和德国分别计划于2035年、2040年和2050年全面实行零排放销售，日本计划在2035年实现100%电动化销售。因此，在全球大力推动汽车电动化的背景下，全球动力锂电池行业出货量将持续增长，进而推动锂电池隔膜的不断增长。根据数据显示，2021年，全球动力锂电池出货量达427GWh，同比增长139.89%，预计到2025年将增长至3010GWh。

数据来源：观研天下整理

三、中国市场

1、市场现状分析

（1）锂电池隔膜市场规模扩张迅速

随着“双碳”政策的落实与推动及国家推出多项新能源汽车鼓励政策，我国新能源汽车行业得到快速发展，而隔膜作为关键材料也迎来良好的发展机遇，锂电池隔膜出货量快速增加。根据数据显示，2021年，中国锂电池隔膜出货量达80.6亿平方米，同比增长108.3%，实现翻倍式高速增长。

数据来源：观研天下整理

（2）湿法隔膜出货量增速加快，占据锂电池隔膜市场70%以上份额

在技术路线方面，锂电池隔膜制备工艺可分为干法和湿法两大类。其中，干法工艺多用于PP膜的制造，湿法工艺主要用于单层PE隔膜的制造，工艺中一般使用石蜡油与PE混合占位造孔。与干法隔膜相比，湿法隔膜在孔径大小、厚度均匀性、孔径均匀性、拉伸强度和抗穿刺强度等方面有优势，适合生产高性能、高能量密度的锂电池。

干法与湿法的对比情况

技术路线	干法	湿法
工艺原理	机械拉伸产生的晶片分离成孔	溶剂和成膜高分子的热致相分离法成孔
主要基材	单层PP/PE，复合PP/PE	单层PE
工艺优势	产线投入较湿法低，生产成本低，污染较低，成孔贯通度和曲直度较好，基膜热稳定性好于湿法膜	制膜过程易调控，成膜较薄且厚度均匀，孔隙率高，透气性较好，锂离子传导性能较好，抗拉伸强度和穿刺强度高，更适用于高能量密度电池
工艺劣势	孔径及孔隙率较难控制，不适用于大功率、高容量、高稳定性电池	综合生产成本和产线投入较高。由于PE闭孔和破孔温度均低于PP，因此热稳定性相对较差，但涂覆后可以大幅提升湿法隔膜的热稳定性
主要应用电池	适用于对成本要求更高的锂电池	适用于对能量密度要求更高的锂电池

数据来源：观研天下整理

湿法隔膜凭借着自身产品优势及技术进步和规模效应，湿法隔膜制造成本逐渐下降，其出货量占比逐年快速增长，并且已占据了行业主导地位。湿法隔膜市场渗透率由2015年的32%提升到2021年的77%。

数据来源：观研天下整理

与此同时，湿法隔膜行业进入门槛较高，并且近年来经过多次兼并收购，如2022年河北金力新能源科技股份有限公司收购天津东皋膜、湖北江升等，市场集中度不断提高。根据数据显示，2021年我国湿法隔膜前五大企业市场占比为94.3%，同比提升1.5%，其中恩捷股份作为行业龙头，市场占有率达到56.1%。

数据来源：观研天下整理

2、下游市场需求概况

（1）锂电池市场：锂电池出货量占据全球一半以上份额，锂电池隔膜行业迎良好发展机遇

近年来，受益于国家大力发展新能源产业，推行节能减排政策，我国锂电池行业发展迅速，并且成为全球锂电池生产中心，为锂电池隔膜产业发展提供持续动能。根据数据显示，2021年我国锂电池出货量达306.5GWh，占据全球51%的市场份额。

数据来源：观研天下整理

（2）动力电池领域

根据我国工信部等起草的《新能源汽车产业发展规划（2021-2035 年）》，规划到2025年新能源汽车竞争力将明显提高，销量占当年汽车总销量的20%，2035年纯电动汽车成为新销售车辆的主流，公共领域用车全面电动化。随着我国持续推动新能源汽车的发展，动力锂电池和锂电池隔膜将得到不断发展。根据数据显示，2021年，我国动力锂电池出货量达220GWh，同比增长175%，市场增长显著。

数据来源：观研天下整理

与此同时，随着全球大力发展新能源汽车产业，以宁德时代为首的动力电池企业开启产能扩张发展模式。根据相关资料可知，预计2025年宁德时代产能将达到460GWh，LG化学将达到262GWh，比亚迪将达到180GWh，头部企业产能持续扩大，并且未来行业市场将呈现明显向头部集中的发展趋势。由此可见，动力电池厂商的扩产浪潮来袭，我国锂电池隔膜产业将充分受益。

主要动力电池企业扩产规划

公司	2020年产能	2021年产能	2023年产能	2025年产能	扩产计划
宁德时代	92	160	313	460	湖西项目扩建16GWh；溧阳时代三期规划24GWh；四川时代合计162GWh；德国图林根一期14GWh、远期规划100GWh；宁德车里湾规划总产45GWh；时代一汽10GWh；时代上汽36GWh；时代广汽10GWh；东风时代9.6GWh；时代吉利10GWh。
LG化学	129	158	218	262	南京滨江第一、二工厂新增23GWh；波兰弗罗茨瓦夫工厂扩建50GWh；美国Lordstown新增30GWh；未来预计宣布产能不低于50GWh的北美第二、三工厂计划。
松下	47	51	64	86	大连工厂扩产7GWh；江苏无锡（合资/联动天翼）规划30GWh；内华达特斯拉工厂扩产3.5-4GWh。
比亚迪	53	82	117	180	西安众迪20GWh；重庆弗迪30GWh；长沙宁乡20GWh；与长安合建项目10GWh。
三星SDI	30	55	60	61	匈牙利欧洲动力电池项目规划15GWh；西安二期新增15GWh；天津项目15GWh；底特律工厂投资6279万美元，产能不详。
韩国SKI	29	45	68	81	江苏盐城新增20GWh；美国佐治亚工厂规划21.5GWh；匈牙利第二工厂10GWh，可扩产至16GWh；与亿纬锂能合资项目新增20-25GWh；远期规划2025全球总产达100GWh。
国轩高科	15	22	33	48	合肥工厂31.4GWh；大众项目16GWh；庐江工厂6.8GWh；南京工厂7GWh；青岛工厂3GWh；唐山工厂10GWh；柳州工厂10GWh；南通工厂5GWh；远期规划2025年总产达100GWh。
中创新航	15	20	30	50	江苏常州总规划100GWh；洛阳工厂10GWh；厦门工厂总规划50GWh；成都项目规划50GWh；远期规划2025总产达250GWh。
亿纬锂能	17	40	74	100	荆门方形铁锂产线预计2021年新增6GWh，预计2021年底达到12GWh产能；荆门方形三元产线预计2021年底新增5GWh，年底产能达7.5GWh；惠州三元软包产线预计2021年底新增1GWh产能。
欣旺达	8	12	22	34	欣旺达南京在建30GWh动力电池项目；惠州工厂6GWh产能；动力电池远期规划36GWh产能。
孚能科技	21	21	45	65	江苏镇江总规划24GWh；赣州基地总规划30GWh；德国萨克森-安哈特尔工厂一期新增6GWh，可扩产至10GWh。
瑞典North volt	–	4	24	56	瑞典超级工厂新增32GWh，可扩产至40GWh；德国下萨克森超级工厂新增约16GWh。