Sora来到这个世界真的会更好吗？
06-17
*转载文章不代表本站观点。
本文来自微信公众号“果壳科技”（guokr）作者：陈闷雷编辑：李拓策划：果壳科技作为当前最热门的行业话题，锂电池无疑是热门话题。
但很多人谈锂电池时，都只谈锂电池。
他们最多将注意力延伸到有冠名权的正极材料上，而很少关注其他方面。
正极材料显然不是英雄唯一的。
锂电池背后，还有四大王。
主角这篇文章里的锂电池隔膜就是其中之一。
锂电池隔膜并不是很受欢迎，起步较晚，但却贴满了本土企业奋力拼搏、弯道超车、高增长、高利润、隐形冠军、本土替代、核心专利、卡脖子等标签。
可以说是“元素满满”。
本文将围绕锂电池隔膜的基础技术、行业特点、市场概况、发展趋势来剖析这个不起眼的行业。
四大王之一的锂电隔膜电池隔膜是位于锂电池正负极之间的多孔薄膜，是锂电池的四大主要材料之一（其他三种是正极、负极、电解液），其主要作用是隔离。
隔膜的性能对电池的正负极防止短路，同时保证充放电时锂离子正常通过微孔通道，保证电池的正常工作具有重要影响。
我国锂电池隔膜产业产业链的内阻、容量、循环性能、充放电电流密度、安全性等关键指标[1]隔膜技术含量高、性能指标多。
一般来说，高端薄膜产品具有合理的孔径和分布，可以降低内阻、平滑电流，有效保证电池能量密度和循环性能。
在安全性方面，抗穿刺和拉伸强度的提高可以增强材料的稳定性，良好的热稳定性和自发保护机制可以避免电池短路等危险事故。
隔膜产品性能要求[2] 目前，商业化的锂电池隔膜主要是聚乙烯（PE）隔膜、聚丙烯（PP）隔膜以及PE和PP复合多层微孔膜。
PE隔板强度高，加工范围广； PP隔膜具有高孔隙率、透气率和机械性能。
普通3C电池主要采用单层PE膜或单层PP膜；动力电池一般采用PE/PP双层膜、PP/PP双层膜或PP/PE/PP三层膜。
隔膜的成本主要包括原材料成本、能源成本、人工成本、折旧及摊销等，其中原材料成本占比最大，约为41%，主要是隔膜泵所需的主材料和辅助材料。
制作分离器，包括主要材料PE、PP和辅助材料石蜡油（白油）、二氯甲烷等，合计占比例近80%；折旧摊销比例高是受到隔膜行业设备成本极高的影响，下文将详细介绍[3]。
资料来源：国科硬科技不同级别的隔膜价格差距不小，导致其在动力电池成本中的占比存在一定的波动。
该比例从个位数到近20%不等。
总体可以粗略估计为10%左右[3][4][5]。
考虑到新能源汽车的电池成本已经非常高，隔膜在整车的成本构成中也算比较突出的。
来源：国科硬科技隔膜的生产工艺主要分为干法工艺和湿法工艺两大类。
干法又可分为单向和双向两种： 干法：又称熔融拉伸法，是指将高分子聚合物（主要是PP）与添加剂原料混合形成熔体，它被挤压和铸造形成层状结构。
然后进行热处理，得到硬质弹性聚合物薄膜，在一定温度下拉伸形成窄幅薄膜。
热定型后产生狭缝状微孔、微孔膜；干式单轴拉伸工艺[2]湿式法：又称热致相分离法，是用高沸点的小分子作为造孔剂（白油）添加到聚烯烃（聚乙烯PE）中，加热熔融而成均质体系，将流延片材通过螺杆挤出，拉伸后用有机溶剂（二氯甲烷）萃取成孔剂，再经过热定形等工序，得到微孔膜。
资料来源：湿法工艺 [2] 干法工艺的核心原料是PP，生产设备已基本完成国产化，因此成本相对较低，而且由于几乎没有热收缩，安全性较高，但最终产品横向强度差，孔径及分布不均匀，稳定性低。
干式分离器适用于不需要高能量密度的成本敏感型应用，例如储能市场。
由于双向拉伸只能生产单层隔膜，且各方面性能指标并不突出，因此其下游用量很小，市场占有率很低。
湿式隔膜厚度更薄、微孔均匀、孔隙率高，可以提高电池的能量密度和循环性能。
更符合当前电池发展趋势和电池厂的需求。
下游需求远大于干膜，差距依然存在。
在拉达。
缺点是湿法工艺较复杂，原料较贵，设备投资较大，因此生产成本较高。
来源：国科硬科技 从出货量来看，目前湿式分离器与干式分离器的市场份额差距巨??大。
2017年湿法分离器出货量占比74%，同比增长3%；同期，干法单拉/双拉隔膜比例分别为24%/2%[6]。
上半年，湿式分离机占比进一步提升5个百分点，达到79%[7]。
这一趋势主要得益于下游动力电池企业对电池性能要求的不断提高，湿式隔膜的产品优势不断放大。
分离机企业不断增加湿法产能以满足需求，而干法工艺则在一定程度上受益于储存。
能源行业正在扩大生产，但增速仍低于湿法工艺，导致出货量份额持续下降。
但总体来看，分离器市场仍然是典型的增量市场。
干法和湿法都在增长，出货量没有下降。
来源：国科硬科技 涂层隔膜是近年来隔膜行业最显着的演进趋势。
所谓涂层，就是在聚烯烃隔膜上涂覆特定的材料，改变基膜的性能，使其能够满足更加多元化的下游需求。
它本质上是一种修改方法。
通过涂层处理，不仅可以提高隔膜的热稳定性，还可以提高其机械强度，并且可以防止隔膜收缩造成的正负极接触。
它还可以提高隔膜的耐穿刺性，防止电池暴露在长期循环条件下。
锂枝晶刺穿隔膜造成短路。
同时，涂覆工艺有利于增强隔膜的保液性和润湿性，从而延长电池的循环寿命。
综上所述，涂层隔膜的性能明显优于基膜，能够更好地满足当今下游电池厂日益增长的性能需求。
该产品溢价较高，是隔膜行业的必然选择。
数据显示，2017年，涂层薄膜占隔膜出货量（包括第三方涂层）的45%以上[8]。
涂层隔板工艺[9] 涂层材料可分为无机和有机两大类。
无机材料主要包括陶瓷（勃姆石、氧化铝），有机材料主要包括PVDF、PMMA、芳纶等。
无机材料的主要优点是技术比较成熟、生产成本较低、性价比高、且经济性较有机涂料有明显优势；有机涂料的最大优点是产品性能好，但价格昂贵。
来源：国科硬科技 隔膜加工过程中除了涂层材料，更准确地说是涂层颗粒外，还需要涂层溶剂。
涂料溶剂可分为水性（去离子水、乙醇、甘油等）和油性（丙酮、NMP等）两类。
油基涂料采用有机涂料颗粒。
其均匀性和附着力比水性涂料好，但成本较高。
主要受到高端电池生产线的青睐。
水性涂??料虽然性能有所欠缺，但性价比较高，更受对成本敏感的企业的青睐。
涂层溶剂和涂层颗粒的组合决定了最终薄膜产品的性能[10]。
来源：国科硬科技。
在众多材料中，勃姆石因其较好的性能和经济性是现阶段备受关注的涂料材料。
勃姆石作为新兴的陶瓷涂层材料，其核心性能指标优于早期主流氧化铝，且国产化程度较高。
但氧化铝存在硬度高、成本高、对设备磨损严重等问题。
勃姆石正在迅速取代氧化铝，限制了其发展潜力。
在成本方面，勃姆石由于其材料成本低廉以及同样低成本的水性溶剂，成为所有涂层工艺中单级成本最低的加工路线。
性价比优势相当突出。
来源：国科硬科技 在有机材料方面，芳纶最受关注。
稠度好，无颗粒。
涂层非常薄。
它是目前唯一可以单独涂覆的有机材料。
其轻盈性是其他材料所不具备的。
，符合隔膜既要求安全又薄型化的长期发展趋势。
但芳纶价格昂贵，目前勃姆石可以满足大部分性能要求。
因此，芳纶并未得到广泛应用，主要应用于高端电池。
现阶段，无机涂层隔膜占据绝大多数市场份额，占据市场主导地位，远远超过有机涂层隔膜。
高工产研锂电研究所数据显示，2018年出货的涂层隔膜95%以上为无机涂层；其中，勃姆石实现年出货量1.8万吨，同比增长率3%，渗透率已超过60%[8]。
来源：国科硬科技 做膜大师并不容易。
虽然隔膜在动力电池成本中占比较大，且对电池性能有重要影响，但行业整体关注度显然不高。
与新能源汽车其他方面相比，隔膜行业最突出的特点是行业壁垒相当高，几乎体现在方方面面。
首先，电池隔膜是非常典型的重资产行业，固定资产占比明显高于其他电池主材料。
以信达证券整理的六家有代表性的电池主材料上市公司为例，隔膜生产商恩杰和兴源材料的固定资产占比约为40%，远高于其他细分领域的公司[4]。
资料来源：国科硬科技隔膜行业的重资产特征源于行业设备投入非常高。
例如，兴源材料的“高性能锂离子电池湿式隔膜及涂层隔膜（一、二期）项目”总投资75亿元，其中硬件设备投资50.61亿元，占67%。
％[4]；恩杰“年产4亿平方米锂离子电池隔膜项目（一期）”总投资17.5亿元，其中设备投资占81%[11]。
与其他电池材料相比，隔膜行业的投资门槛也比较高，金额也相当惊人。
据机构测算，隔膜每GWh的投资通常在1万以上，略高于三元正极，是负极材料的2～3倍，是电解液的7倍以上[11]。
重资产、高投入的特点，导致隔膜行业进入难度较大。
新的参与者往往是具有一定规模、需要连接供应链上下游的大型企业，这对初创企业来说非常不友好。
行业内，资本雄厚的龙头厂商通常有较强的扩产能力，提前锁定下游不断增长的订单需求，而二三线企业则难以跟上，导致行业竞争格局强者恒强。
隔膜的另一个重要特点是生产难度大，对企业技术水平要求较高，行业技术壁垒较高。
隔膜的工艺流程远比其他电池主材料复杂。
这个过程不仅很长，而且很多环节的精度要求也很高。
这导致隔膜行业的平均良率较差。
不同级别的企业差距巨大，从60%到近90%不等，远低于新能源汽车产业链其他环节90%以上的平均水平[12]。
不同的良率将直接影响公司的生产成本和盈利能力，这是隔膜行业的核心竞争力之一。
隔板生产过程中很多环节仍存在明显损耗，且过程中辅助材料回收困难。
公司生产线的技术水平对利润率的影响尤为明显。
其生产过程，以恩杰公司为例[11]，对生产技术要求高，实质上意味着对生产设备要求高。
隔膜生产设备很大程度上是非标准化的。
设备选型必须有针对性，根据工艺特点进行匹配。
隔膜生产厂家通常根据生产条件与设备制造商一起设计定制。
设备供应商的制造水平极高。
现阶段我国干法设备国产化已基本完成，但湿法设备高度依赖进口。
全球隔膜设备供应商并不多，产能明显不足以跟上上下游快速增长的需求。
这是目前隔膜产能扩张的主要制约因素之一。
资料来源：国科硬科技设备供应的稀缺也让非龙头企业的竞争变得更加困难。
目前的优质设备供应商已经与头部隔膜企业深度捆绑，其产能早已被锁定。
留给二线企业的剩余产能非常有限。
以恩杰股份有限公司为例。
该公司与主要隔膜设备供应商之一的日本制钢所有着非常密切的关系。
它已锁定未来三年的设备订单。
预计每年获得20条生产线，但仍无法满足扩建需求。
;兴源材料与德国布鲁克纳公司长期合作。
双方在中国签署了独家供货协议，设备供货锁定至年内[11]。
而由于设备决定了隔膜生产线的加工精度和良率，优质供应商的产能已被锁定，龙头企业进一步压缩了二线企业的扩张空间，间接打击竞争对手，扩大了自己的产能。
领先优势。
从产品特点来看，基膜规模效应明显。
出货量直接影响公司的单位成本。
规模可以有效稀释水、电、人力、设备折旧费用等，是提高盈利能力的必要条件之一。
头部公司优势明显。
但镀膜工艺不同。
目前的涂层仍然基于工艺和专利。
核心专利主要由LG、帝人等海外企业控制，授权由国内龙头企业锁定。
它们与设备一样具有排他性，会干扰竞争对手拓展相关业务。
来源：国科硬科技 最后，隔膜对动力电池的性能有着非常关键的影响。
下游电池厂商的态度往往非常谨慎。
产品的认证比较严格，认证周期也比较长。
国内电池厂商的产品认证周期通常为6～12个月，而国外则长达18～24个月，且一旦融入供应链，短期内不会被取代[11]。
这使得已经建立了稳定下游客户的领先隔膜企业有更强的持续获取订单的能力，提前抓住新的需求，有更高的业绩确定性，在与落后企业的竞争中拥有更大的优势。
来源：国科硬科技 但高行业壁垒也有其丰厚的回报：基膜行业的平均利润水平明显高于电动汽车领域所有其他子行业，龙头企业的利润率相当惊人。
据国金证券统计，2018年电动汽车行业整体平均毛利率为27.8%，隔膜行业毛利率为36.1%，明显高于大部分细分市场[12] ]。
资料来源：国科硬科技隔膜行业企业盈利能力差距也很大。
一线龙头凭借自身的综合优势，利润率往往比二三线企业高出十几甚至几十个百分点。
这种优势通常是基于产品本身的价格优势，并不需要牺牲利润率。
这种盈利能力的分化进一步巩固了龙头企业的竞争力，让二三线企业的追赶难度加大。
有锂电池为后盾，增长无忧。
作为锂电池的关键组成部分，该行业近年来明显受益于动力电池市场和储能市场的蓬勃发展，呈现快速增长的态势，全球绿色经济浪潮短期内不会出现大的变化。
在转型的前提下，这种增长具有一定的可持续性。
数据显示，2018年中国锂电池隔膜出货量为78亿平方米，同比增长超过%；上半年锂电池隔膜出货量为54亿平方米，同比增长超55%[7]（本统计口径仅统计基膜出货量）。
资料来源：不难理解，国科硬科技隔膜市场的繁荣是由下游动力电池市场带动的：2019年，中国动力电池市场出货量达到GWh，同步增速超过%；仅上半年，国内动力电池市场电池出货量就已超过GWh，同比增速超过%。
相应的主要材料需求是隔膜行业的关键支撑。
同时，随着中国隔膜企业竞争力的增强，海外电池出货量的增长也带动国内隔膜产品的出口量也大幅增长[6][7]。
市场份额方面，受益于资金、技术、成本、客户等综合优势，国产隔膜在全球市场占比较高，且仍在快速扩张。
2018年全球隔膜出货量总计1亿平方米，同比增长72%。
其中，中国隔膜出货量占比72%，较上年增长12个百分点。
其中，恩杰、兴源、中材合计出货49亿平方米。
，占全球份额的45%。
中国本土企业也为全球隔膜行业的增长做出了大部分贡献：全球隔膜年出货量已增至45.2亿平方米，其中40.8亿平方米，约90%来自国内企业[11]。
来源：国科硬科技 具体到国内隔膜市场，受上述行业特征影响，龙头企业相比尾部企业具有全方位优势，导致市场集中度较高，而落后企业缺乏竞争力。
被不断整合（苏州捷力、Celgard、新米科技等）或直接被淘汰（河南毅腾、东高膜片、宏图膜片等）[3]。
即使在供应紧张、龙头企业产销满负荷、订单爆满的情况下，行业集中度不断提高的趋势也没有改变。
2019年，中国前三大锂电池隔膜企业的市场份额（CR3）高达64%，而CR6为81%。
上半年，随着新生产线的投产，行业集中度进一步提升，CR3/CR6分别升至65%/83%[12]。
来源：国科硬科技。
从细分市场来看，湿法分离机行业格局为“一超多强”，而干法分离机格局为“三大支柱”：恩杰股份作为当之无愧的行业龙头，占据了行业领先地位。
湿法工艺市场份额10%。
过半，CR5接近89%； CR3在干法市场的占比不足70%。
中兴新材、兴源材料、汇强新材三大龙头企业不甘落后，却远远超过尾部企业[4]。
考虑到恩杰已与CATL合作开发干膜项目（每年20亿平方米），未来该细分市场的格局很可能发生重大变化[13]。
来源：国科硬科技膜法未来趋势虽然我国隔膜行业在全球市场占有率较高，但在某些环节也存在国产替代的需求。
如上所述，干法分离机生产已基本实现国产化，但湿法设备仍严重依赖进口，年新增设备产能国产化率仅为15%~16%左右[12]。
国产化率低，限制了产能扩张，也给企业带来了较高的设备投资负担。
用国产设备替代进口设备是隔膜行业非常明确的成本降低路线，也是本土隔膜企业当前努力的方向。
据券商预计，如果完全实现本土化，成本预计可降低30%至50%[11][12]。
以恩杰股份有限公司为例。
公司虽然大力采购进口设备，但也在推进国产化替代进程。
公司先后收购苏州杰力、富强科技、JOT，推进隔膜设备国产化。
第一个工厂预计将于今年下半年竣工。
年内将涉足萃取等业务，未来公司将向全线制造转型。
计划年内拥有一条自主研发的生产线。
来源：国科硬科技 涂层也有国产化的需求。
目前高端涂层隔膜的专利和配方仍然高度依赖海外企业的授权，遭遇专利攻击的风险持续存在，尤其是现在企业寻求出海。
要应对海外企业的竞争，必须加强自主研发，创造本土化知识产权。
涂层隔膜的另一个趋势是一体化，即企业垂直向下发展，生产基膜和涂层。
涂层隔膜前期出货量不多，主要通过贴牌涂层（普特莱）或电池厂自建（比亚迪）生产。
然而，随着需求的不断增长，新的行业趋势是引领隔膜行业建立自己的生产线，直接向下游覆盖输送涂膜。
一体化不仅可以降低涂层隔膜的生产成本，还可以增加隔膜企业的利润空间。
也有利于隔膜工厂提高质量控制。
是行业内较为清晰的第二条增长曲线。
一体化理念带来了一种新的生产工艺，称为“在线涂装”。
在线涂布技术是指直接在基膜主线末端添加涂层，将基膜生产线和涂布车间整合为相互独立的两级生产流程。
通过减少涂布前的卷绕和分切工序，一方面可以提高生产效率，另一方面可以避免卷绕褶皱和分切形成的废料，从而提高良率，对成本影响显着。
不过，虽然隔膜生产的上游原材料（PE、PP）也有国产化的空间，但由于它们在成本中占比并不是特别高，而且是很常见的商品，因此隔膜工厂正在向上游发展，建设自己的原材料。
材料生产能力。
很少见，而且不太经济。
至于技术迭代对隔膜行业的影响，只能认为是一种长期的可能性，现阶段尚不存在。
这种担忧来自于固态电池的技术路线，固态电池被认为是电池的未来形态。
由于其采用的固态电解质具有较高的机械强度，可以在功能上升级并替代隔膜，这意味着未来的产业链“很可能”将没有隔膜的位置。
但总体来看，隔膜行业面临的电池技术迭代风险并不突出，至少短期内不会对行业发展构成威胁。
目前固态电池的成熟度还很低，仍然面临很多技术问题。
它们距离大规模生产和商业化还很遥远。
它们面临着很强的不确定性，而且它们可能不是电池技术的最佳解决方案。
基于此，强调了分隔符。
行业发展风险值得探讨。
半固态电池技术路线被认为是一种折衷方案，是采用固体电解质和液体电解质混合物的固液混合电池。
它与传统电池的技术差异比固态电池小得多。
与目前的固态电池相比，无论是研发难度、成本还是综合性价比都具有明显优势。
商业前景更加清晰，产业化难度更小。
这是一条比较现实的升级路线。
同时，半固态电池的制造技术和工艺与传统液体电池高度兼容，不兼容的部分也可以通过改造现有生产线来实现，无需进行复杂的全方位升级[14]。
也就是说，隔膜仍然是半固态电池的主要材料之一，恩杰在性能说明会上表示，用量与传统工艺没有太大区别[15]。
这意味着，即使电池行业进入半固态时代，隔膜行业的支撑也是有保障的。
但新技术必然带来新的产业格局。
虽然半固态电池的基膜没有太大变化，但涂层材料已从传统的氧化铝、勃姆石等惰性无机材料转变为具有离子导电性的活性材料。
涂料配方和工艺需要升级；新电池对隔膜具有抵抗力。
锂枝晶也提出了更高的要求，涂层材料需要新的设计来满足性能要求。
这很可能会进一步提高隔膜行业的技术壁垒，强化现有领先企业的竞争优势，也为研发能力更强的后进入者提供新的机会。
对于后来者来说，这将意味着更加严峻的竞争环境。
届时，行业仍将可能面临洗牌。
*参考文献：[1]投宝研究院：2018年中国锂电池隔膜行业概况，.09.07[2]兴源材料：首次公开发行股票并在创业板上市招股说明书（申请稿），.08.22[3]英文大达证券：隔膜产品需求日益增加，行业扩张步伐不断加快。
.04.15[4]信达证券：《隔膜行业专题报告：垂直一体化趋势已开始，头部优势更加明显》。
.09.25[5]华方圆：1超强格局逐渐显现——国内电池隔膜供应商梳理|未来能源创投风向标，36氪，.10.17高工产地：《高工产地：中国锂电池隔膜年出货量78亿平方米，同比增长超%》，新产业智库，.01.12高工产地：《GGII：上半年中国锂电池隔膜出货量54亿平方米，同比增长超过55%》，新产业智库，.08.02GGII：《GGII：中国锂电池隔膜出货量勃姆石1.8万片》吨》，高工锂电，.10.15普提莱：首次公开发行招股说明书（草案），.07.14[10]国金证券：《锂电池涂层材料系列专题报道：涂层材料小而强，护航电池潜力大》。
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