湿法涂覆成为锂电池隔膜行业发展方向分析

湿法涂覆成为锂电池隔膜行业发展方向分析

湿法涂覆成为锂电池隔膜行业发展方向湿法隔膜较干法成本更高，但孔隙率和透气性更好，可以生产出更轻薄的隔膜，且通过涂覆技术对湿法隔膜进行改性处理后，可以进一步提高湿法隔膜的抗刺穿能力，进一步提高电池的安全性。同时，涂覆材料能够与电解液保持更高的浸润性，进而降低电池的阻抗，并提高电池的放电功率。隔膜发展从干法走向湿法、进而走向湿法涂覆，是隔膜行业的发展趋势。此外，涂覆材料多种多样，能够满足不同性能电池产品的需求。随着陶瓷、PVDF、芳纶等涂覆工艺的逐渐成熟，近年来湿法涂覆隔膜凭借优异的性能逐渐占据行业主导地位。未来，随着湿法隔膜企业技术不断进步，湿法隔膜的成品率将得到不断提升，湿法隔膜成本将进一步降低。2021年湿法隔膜出货量达61．7亿平方米，较2020年增长了126．84%，实现跨越式增长。锂电池隔膜需求市场从全球锂电池隔膜行业下游需求市场层面来看，主要包括锂电池和动力电池两个应用领域，据北京研精毕智整理，2021年全球锂电池市场出货量为600GWh左右，同比增长122%，相比之下动力锂电池市场出货量稍低，同期市场出货量为430GWh左右，同比增长140%，截止到2021年末，锂电池和动力电池需求市场占全球锂电池隔膜的比重分别达到52%和39%，此外其他需求市场占比合计为9%。锂电池隔膜需求情况2021年我国锂电池隔膜出货量为79亿平米，同比增长112．94%。2022年上半年出货量为54亿平米。从隔膜产品结构来看，2021年中国锂电隔膜市场出货仍以湿法隔膜为主，市场占比74%。湿法隔膜市场占比提升的原因为：1）下游对性能要求逐步提升，湿法隔膜厚度更薄，可提高锂电池能量密度；2）下游需求旺盛，行业供求偏紧，湿法隔膜产能投放大于干法隔膜，推动湿法隔膜出货量。2021年干法占比虽有所减少，但其出货量保持快速增长，主要受储能、小动力电池增长带动。2022年上半年，湿法隔膜市场占比进一步提升，达到79%。随着国内锂电池隔膜企业产能的不断扩张，以及国产锂电池隔膜产品性能的不断提高，我国锂电池隔膜的国产化率也快速增长，2022年上半年我国锂电池隔膜基本实现了全面国产。新能源锂电池隔膜行业回顾及发展趋势隔膜是锂离子电池的重要组成部分之一，通常也被称为电池隔膜、隔膜纸、离子分离膜等，处于新能源汽车产业链的上游部分。锂电隔膜是锂电池中关键的内层组件，能够影响锂电池的容量、循环性能和充放电电流密度等关键性能。性能优异的隔膜需要隔离正负极防止短路同时还要允许锂离子的传导，在过度充电或者温度过高时还要具有高温自闭性能来阻断电流防止爆炸，另外还要具有强度高、防火、耐性好、无毒等特点。一般来说，根据隔膜的主要功能，隔膜的在安全性和通过性上对性能要求较高：①给电池提供安全保障。具有良好的绝缘性，以防止正负极接触短路或者被毛刺、颗粒、枝晶穿刺而出现的短路。因此隔膜需要具有一定的拉伸、穿刺强度，不易撕裂，并且在突发高温条件下基本保持尺寸的稳定，不会熔缩导致电池的大面积短路和热失控。②给锂电池提供实现充放电功能、倍率性能的微孔通道。因此隔膜必须具有较高的孔隙率并且孔隙特征制约着电池的锂离子的迁移，体现在参数上就是电导率。对于用在新能源汽车上的动力电池，由于整车对电池的安全性和能量密度要求較高，因此用于动力电池上的隔膜一般会要求以下几点：①更高安全性，包括受热稳定性、电化学稳定性、抗穿刺抗短路性能；②更好的一致性，包括厚度、孔径和孔径分布；③理想的孔隙率和孔隙结构；④更强的吸液能力和较小的电阻；⑤更高的能量密度，会要求更大的电化学稳定窗口，即耐高压（0-5V）特性也是未来趋势。我国锂电池隔膜技术发展现状近年来，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。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。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。锂电池隔膜行业现状受益于全球新能源产业的迅速发展，带动了锂离子电池市场规模不断扩张，锂电池隔膜作为锂离子电池的重要材料之一，其决定着锂离子电池的性能优劣，是其产业链中的关键环节，随着锂电池隔膜生产技术的不断提升，将会有效地推动未来行业高质量发展。锂电池隔膜是一种用于锂电池的薄膜，可以防止电解液从电池中流出，保护电池内部的元件免受损坏，其通常由多层聚合物薄膜组成，包括多层聚脂薄膜、多层聚氨酯薄膜和多层聚乙烯薄膜。锂电池隔膜细分市场分产品类别来看，根据调研统计，2021年湿法锂电池隔膜市场出货量达到57亿平方米左右，同比上升10．2%，占全球锂电池隔膜市场出货量的比重为53．8%，其次是干法锂电池隔膜市场出货量约为25亿平方米，同比上升15．9%，市场占比达到23．6%，其他细分市场出货量之和为24亿平方米，占比30．3%。中国锂电池隔膜产品结构变化湿法隔膜仍将是主流隔膜技术路线，长期占据市场高份额。湿法隔膜轻薄且韧性较好。锂离子电池隔膜制备方法主要分为湿法和干法。二者各有优缺点，湿法隔膜工艺难度系数高，对设备要求高，建设投产周期长成本高，能源消耗较大，且需使用有机溶剂，环境污染大，但制得的隔膜精密度高，具有较高的孔隙率，薄膜孔径小且均匀，薄膜更薄的同时还可保持良好的韧性，拉伸强度和穿刺强度更高。干法隔膜安全性及成本优势明显。干法隔膜工艺相对简单，环境友好且成本较低，然而孔径的大小、分布和孔隙率难以控制导致稳定性较差，干法拉伸制成的薄膜中的孔径会按照一定的方向分布，并且薄膜的结晶和非结晶区域之间有明显的分隔，成膜通常较厚。但干法隔膜的耐热性更好，各向热收缩率都更小，闭孔温度和熔断温度也更高，且成本优势明显。隔膜是保证锂离子电池安全稳定工作的核心材料。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。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。隔膜的主要作用是使电池的正、负极分隔开来，防止两极接触而短路，此外还具有能使电解质离子通过的功能。湿法隔膜技术是国内锂电池隔膜中主要的生产工艺，占比较重。2020年，国内锂电池湿法隔膜产能约为40．4亿平方米，较2019年增长了15．1%。2020年，国内干法隔膜产能约为14．1亿平方米，较2019年增长了13．7%。隔膜材质是不导电的，其物理化学性质对电池的性能有很大的影响。电池的种类不同，采用的隔膜也不同。对于锂电池系列，由于电解液为有机溶剂体系，因而需要有耐有机溶剂的隔膜材料，一般采用高强度薄膜化的聚烯烃多孔膜。随着锂离子电池隔膜行业竞争激烈，不具备自主研发设计能力的锂离子电池隔膜厂商的发展空间将逐渐缩小，国内隔膜行业的竞争将主要集中在原材料配方工艺、微孔制备技术、成套设备设计能力、产品品质及销售渠道等方面，具备自主核心技术、产品质量稳定及销售渠道的锂离子电池隔膜厂商的市场占有率稳步提升。分析认为，国内电池隔膜行业已经开始进行调整与重组，市场呈现出强者更强，弱者出局的趋势，缺技术、少品牌、短资金的小微企业发展不容乐观，未来隔膜行业将进一步加快洗牌。锂电池隔膜行业发展历程在锂电池的关键组件中，锂电池隔膜的技术壁垒较高，长期依赖进口，在中国实现国产化的时间最晚。中国锂电池隔膜行业经历了进口依赖、技术积累和高速发展阶段，经过不断的发展，中国企业生产的锂电池隔膜性能逐步提升，获得了业内的普遍认可，国产化率稳步提升。中国锂电池隔膜行业起步较晚，由于锂电池隔膜技术含量较高，在2010年以前，中国生产锂电池隔膜的企业屈指可数。中科科技在2002年成为中国第一家进入锂电池隔膜领域的企业，于2005年成功研发出湿法锂电池隔膜；2006年，星源材质自主突破并掌握干湿法锂电池隔膜的关键技术，打破国外垄断。这一阶段中国锂电池隔膜公司锂电池隔膜自主生产技术相对于发达国家较为低端，国产的锂电池隔膜主要应用于手电筒、手机、冰箱等领域，产能有限，而高端锂电池隔膜的需求主要依赖进口产品满足。总体而言，这一阶段中国锂电池隔膜行业发展缓慢。从2010年开始，中国企业不断研发新工艺及自主创新所需设备，逐渐具备自主研发技术，并形成了一定生产规模。2010年中国锂电池隔膜企业突破20家；2011年星源材质实现产能6000万平方米，并与中国80%以上的锂电池生产企业保持良好的合作关系；2012年，星源材质新增4条干法生产线，产能达到9000万平方米，并开始筹建新一代湿法隔膜生产线；2013年，金辉高科实现产能超过1亿平方米。随后，中国锂电池隔膜生产厂家逐渐增多，生产工艺水平逐渐提升，部分干法锂电池隔膜达到国际领先水平。2014年，星源材质开始大批量为韩国LG公司供货；2015年，上海恩捷进入美国SDI公司和韩国LG公司的供应链，重庆纽米进入韩国LG供应链，随后，中国锂电池隔膜公司逐渐打开国际市场。基于对海外市场的不断拓展，中国锂电池隔膜行业进入快速增长期。在中国锂电池隔膜的技术不断提高的背景下，锂电池隔膜国产化率进一步提升。在锂电行业高速发展的过程中，中国锂电池隔膜行业从供不应求逐渐转变为供给过剩，由于锂电池隔膜产量的爆发式增长，中国成为全球锂电池隔膜供应的核心力量。从市场规模来看，增长主要原因：1）动力电池市场受全球新能源汽车终端需求提升带动，2021年中国动力电池市场出货量达220GWh，同步增速超170%；2）中国隔膜产品具备全球竞争力，受海外动力电池出货量大幅增长带动，国内隔膜出口量快速增加；3）下游细分领域如储能市场增速超100%，带动锂电隔膜出货量增长。2021年我国锂电池隔膜行业产量为78．2亿平米，较上年增长114．84%，实现了快速增长。从我国隔膜产能区域分布来看，锂电隔膜现有产能主要集中在华东地区，华中、华北及华南地区紧随其后。其中，华东地区占据我国隔膜现有产能近一半的份额，主要来自于江苏省的贡献，其现有产能占华东地区产能近60%。华中地区隔膜现有产能主要集中在湖北和湖南两省，两地合计产能超20亿平方米。华北地区现有产能主要分布在山西省、河北省，拥有沧州明珠、金力股份、厚生等一批知名企业。华南地区隔膜现有产能全部来自广东省，其产能主要来自恩捷、中兴新材、星源材质等头部企业。西南地区虽然现有产能不高，但得益于锂电产业的高速发展，产能有望快速提升。西北、东北地区锂电隔膜现有产能则相对较小。锂电池隔膜行业基本概述锂电池作由正极，负极，隔膜，电解液四个主要部分构成。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%，在锂电池进行电解反应时，锂电池隔膜可以用来分隔正极和负极防止短路现象的发生，同时允许电解质离子自由通过。锂电池隔膜浸润在电解液中，表面上有大量允许锂离子通过的微孔，微孔的材料、数量和厚度会影响锂离子穿过隔膜的速度，进而影响电池的放电倍率、循环寿命等性能。锂电池作由正极、负极、隔膜、电解液四个主要部分构成。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%，在锂电池进行电解反应时，锂电池隔膜可以用来分隔正极和负极防止短路现象的发生，同时允许电解质离子自由通过。锂电池隔膜浸润在电解液中，表面上有大量允许锂离子