湿法隔膜行业分析报告.docx
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湿法隔膜行业分析报告
内容目录
隔膜是锂电池的重要组成部分.................................................................................................6隔膜性能对锂电池运行效率影响较大............................................................................7
主流生产工艺分为干法和湿法........................................................................................9
全球市场份额将向中国集中..........................................................................................11
中国市场迅速增长，行业格局快速变化......................................................................11
市场空间：
新能源汽车带动隔膜需求空间迅速增长...........................................................13新能源汽车是未来发展的必然趋势..............................................................................13
新能源汽车高增长拉动动力电池需求..........................................................................14
隔膜市场总产值测算......................................................................................................14
行业趋势：
湿法成主流，竞争更激烈...................................................................................16湿法隔膜更能满足提高锂电池能量密度的需求..........................................................16
经过涂覆后可弥补湿法隔膜的性能缺陷......................................................................17
未来湿法产能扩张将远大于干法..................................................................................18
充分竞争下隔膜价格降低是趋势..................................................................................19
投资要点：
行业成长期重点关注投产进度...........................................................................20生产规模对成本影响大..................................................................................................20
湿法隔膜的工艺技术门槛较高......................................................................................22
投资效率影响盈利..........................................................................................................23
重点公司...................................................................................................................................24创新股份（002812.SZ）：
收购上海恩捷进军高景气湿法领域，有望成为全球湿法隔膜龙头..........................................................................................................................24
星源材质（300568.SZ）：
国内干法和湿法隔膜领军企业........................................24
沧州明珠（002108.SZ）：
干法和湿法工艺齐头并进................................................25
长园集团（600525.SH）：
多点布局，快速推进锂电池材料业务............................25
中材科技（002080.SZ）：
风电叶片地位稳固，锂电隔膜有待发力........................26
附表一：
隔膜需求量和市场空间预测模型...........................................................................28
附表二：
国内隔膜企业产能及扩产计划统计.......................................................................29
图表目录
图1：
新能源汽车产业链概览..................................................................................................7图2：
18650三元电池成本结构..............................................................................................7图3：
18650磷酸铁锂电池成本结构......................................................................................7图4：
锂电池的基本结构..........................................................................................................8图5：
锂电池膜充放电作用示意图..........................................................................................8图6：
锂电池隔膜的性能要求..................................................................................................9图7：
干法隔膜的工艺基本流程...........................................................................................10图8：
湿法隔膜的工艺基本流程...........................................................................................10图9：
全球锂电池隔膜出货量占比变化（单位：
%）........................................................11图10：
中国锂电池隔膜年销量及同比增速（单位：
亿平米、%）..................................12图11：
2016年中国锂电池隔膜市场份额占比（单位：
%）............................................12图12：
主要车企2018年CAFC积分一览.........................................................................13图13：
新能源汽车行业处于发展初期.................................................................................14图14：
新能源汽车产量预测（单位：
万辆、%）..............................................................14图15：
动力电池需求量预测（单位：
GWh、%）............................................................14图16：
2017-2020年锂电池的需求量预测（单位：
GWh）............................................15图17：
2017-2020年锂电池结构占比预测（单位：
%）..................................................15图18：
2017-2020年隔膜的需求量预测（单位：
亿平米）.............................................16图19：
2017-2020年隔膜的市场空间预测（单位：
亿元）.............................................16图20：
单法隔膜和湿法隔膜的微观形貌对比....................................................................17图21：
湿法隔膜陶瓷涂覆前后的形貌对比........................................................................17图22：
涂覆前后隔膜的基本性能对比（举例）................................................................18图23：
2017-2020年全行业隔膜统计产能（单位：
亿平米）.........................................18图24：
2017-2020年干、湿法隔膜产能占比（单位%）..................................................18图25：
2017-2020年国内湿法隔膜产量及增速预测（单位：
亿平米、%）................19图26：
2017-2020年国内隔膜总产量及总需求量预测（单位：
亿平米）....................19图27：
中国锂电池隔膜平均价格变化（单位：
元/平米）................................................20图28：
锂电池隔膜生产成本结构（单位：
%）..................................................................21图29：
隔膜企业营收和毛利率分布统计（单位：
百万元、%）......................................21图30：
隔膜企业营收和净利率分布统计（单位：
百万元、%）......................................21图31：
湿法隔膜的简要生产工艺流程图............................................................................22图32：
部分企业隔膜产能利用率的变化（单位：
%）.....................................................23
表1：
隔膜性能对锂离子电池性能的影响..............................................................................9表2：
双积分政策积分要求对比...........................................................................................13表3：
湿法隔膜和干法隔膜的生产工艺和性能对比...........................................................16表4：
部分公司规划项目的投资效率对比...........................................................................23表5：
部分企业的机械设备折旧情况对比...........................................................................24表6：
上海恩捷近2年隔膜业务基本情况...........................................................................24表7：
星源材质近2年隔膜业务基本情况...........................................................................25表8：
沧州明珠近2年隔膜业务基本情况...........................................................................25表9：
长园集团子公司湖南中锂近2年隔膜业务基本情况...............................................26表10：
中材科技子公司中材锂膜近2年隔膜业务基本情况.............................................27表11：
锂电池隔膜的需求总量和市场空间预测模型.........................................................28表12：
国内锂电池隔膜生产企业产能及扩产计划统计.....................................................29
隔膜是锂电池的重要组成部分
隔膜是锂离子电池的重要组成部分之一，通常也被成为电池隔膜、隔膜纸、离子分离膜等，处于新能源汽车产业链的上游部分。
根据生产工艺的不同，一般分为干法隔膜和湿法隔膜，其中干法又可分为干法单拉隔膜和干法双拉隔膜，或者干法单层隔膜和干法多层隔膜。
隔膜的主要原材料是聚烯烃类树脂，根据工艺的不同，一般干法隔膜使用PP作为原料，有时干法多层隔膜也会使用PP和PE多层共挤出。
湿法隔膜则一般使用超高分子量聚乙烯（UltraHighMolecularWeightPolyethylene,UHMWPE）作为隔膜主体，石蜡油作为成孔剂，二氯甲烷作为萃取液。
图1：
新能源汽车产业链概览
隔膜是锂电池的重要组成部分，近年来随着隔膜成功国产化后价格迅速下降，在锂电池材料总成本的占比也有所下降，一般在7-15%左右。
一般来说，由于
三元电池中正极和负极材料单位成本较高，隔膜成本占比在10%以内，而且磷
酸铁锂电池中正负极材料单位成本相对较低，隔膜成本占比在15%左右。
锂电池材料中，隔膜技术壁垒和毛利率均比较高，同时也是最后一个实现国产化的
材料。
图2：
18650三元电池成本结构图3：
18650磷酸铁锂电池成本结构
高工锂电，高工锂电，
隔膜性能对锂电池运行效率影响较大
锂电池主要由正极材料、负极材料、电解液和隔膜四部分组成。
锂电池的原理是正极材料中的锂离子通过电解液移动到负极中，电子则通过外电路从正极移动到负极，从而形成电流。
在这个过程中正负极材料不能发生接触，否则将造成电池短路、引发燃烧甚至爆炸。
因此在锂电池内部构造中不仅要求隔膜能绝缘正负极防止短路，又要求能让锂离子自由通过。
锂电池隔膜具有大量曲折的微孔，既能保证锂离子自由通过形成回路，又能在电池过度充电或温度升高的情况下通过闭孔的功能防止正负极接触，达到绝缘的作用。
图4：
锂电池的基本结构
资料来源:
金冠电气公告，
图5：
锂电池膜充放电作用示意图
德尔未来公告，
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较高，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。
表1：
隔膜性能对锂离子电池性能的影响
隔膜性能变化电池安全性容量倍率循环性能质量体积
厚度
孔隙率透气阻力
内阻
热收缩率穿刺强度
机械强度孔径
均一性
-
-
-
--
--
--
-----
-----
-----
--
--
资料来源:
《塑料制造：
锂离子电池隔膜的研究进展及发展方向》，
注：
“”表示性能正相关，“”表示性能负相关，“-”表示性能不相关
图6：
锂电池隔膜的性能要求
《储能科学与技术：
锂离子电池及技术进展》，
主流生产工艺分为干法和湿法
锂离子电池隔膜的生产工艺主要分为干法和湿法，其中干、湿法工艺的主要步
骤和原理为：
1、干法——先对聚烯烃树脂进行熔融、挤压和吹制操作，形成结晶性高分子薄膜，然后进行结晶化热处理和退火操作，获得高度取向的薄膜结构，然后在高温中拉伸，测试结晶截面分离，形成多孔结构电池隔膜。
干法工艺中还可以分为单向拉伸和双向拉伸。
2、湿法——传统湿法制备以相转化法为主，近年以TIPS热致相分离法为主。
原理为将结晶性聚合物、热塑性聚合物以及具有高沸点的小分子化学物稀释剂
（比如石蜡油）进行混合，在高温下形成均相溶液，然后降低溶液温度，使混
合物发生固液相分离或者液液分离，将小分子化学物稀释剂萃取脱除后，形成热塑性与结晶性聚合物的多孔隔膜。
湿法工艺的主要特点是成本高、投资大，对设备要求高，建设投产周期长，并且在生产过程中对能源消耗较大，且会使用有机溶剂。
但是湿法工艺可以较好的控制孔径大小、分布和孔隙率，所以一般用于制造高端薄膜。
图7：
干法隔膜的工艺基本流程
星源材质招股说明书，
图8：
湿法隔膜的工艺基本流程
烁普新材官网，
全球市场份额将向中国集中
锂电池隔膜的全球市场份额主要是被日本、美国、韩国、中国占据，但是随着
2015年美国企业Celgard被日本旭化成收购，美国退出锂电隔膜市场（2015年Celgard市场份额仍计入美国企业）。
随着近年国内以四川大学为代表的科研院所在锂电池制备工艺上的突破，再加上生产企业的大量资金投入，中国在全
球锂电池隔膜市场份额迅速增加，2016年全球隔膜出货量在33.8亿平左右，
中国出货量达到10.84亿平，全球市场已经达到32%。
未来随着一大批湿法隔膜产能的陆续投产，我们预计2020年中国在全球市场的占比将超过60%，实
现隔膜全面国产化，并向全球市场出口。
图9：
全球锂电池隔膜出货量占比变化（单位：
%）
资料来源:
中国产业信息网，
目前日本的隔膜生产企业主要为旭化成（收购了Celgard）、东燃（与东丽合建隔膜生产厂）、宇部和住友化学，韩国的隔膜生产企业主要为SK创新和W-scope。
近年随着全球锂电池市场的迅速增长，国外锂电池隔膜生产企业也纷纷扩大产
能，如日本旭化成在2017年3月份宣布投资150亿日元，计划在2019年建成
2亿平米湿法隔膜产能，日本住友化学则计划将当前产能扩大4倍，在2018年产能达到4亿平米，韩国W-scope在2016年9月宣布投资3000万美元在韩
国新建生产线，预计2018年底产能达到3亿平米。
中国市场迅速增长，行业格局快速变化
我国发展锂电池隔膜技术较国外企业要晚，从2004年新乡格瑞恩公司第一条生产线调试成功并产出合格品开始，十几年间我国企业在锂电池隔膜行业迅速发展。
特别是2010年之后，在新能源汽车产业链的带动下，锂电池行业迅速发展，我国隔膜销量从2010年的0.55亿平米迅速增长到2016年的10.84亿平米，年复合增长率达到64.3%。
图10：
中国锂电池隔膜年销量及同比增速（单位：
亿平米、%）
资料来源:
中国产业信息网，高工锂电，
与国外企业相比，国内企业之前生产的隔膜主要以干法拉伸为主，且多为中低端产品，高端湿法隔膜多年来一直被国外企业所垄断。
但是近年来随着国
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