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这篇文章主讲锂电池隔膜，因为文章篇幅太长，我分为上下两篇，方便大家阅读
在锂电池四大主材中，隔膜的声名度是稍逊于其他几个的存在（可能没有太多的原材料问题，加上隔膜本身并没有太大的技术路线的变化），原材料成本占比约5-10%，其在电池性能中所起的作用，不容小觑。
- 什么是隔膜？
在锂电池的结构中，隔膜是关键的内层组件之一，主要作用是分隔电池的正、负极，保证锂离子通过的同时，阻碍电子传输，是一种具有微孔结构的薄膜，具有防止电池过热的功能。隔膜的性能决定电池的界面结构、内阻等，对电池的容量、循环等产生影响。
简而言之，作为这样的一个材料，他需要具备的基本性质有:
- 物理分隔正负极，防止短路
- 易于电解液浸润，具有良好的保液能力
- 具有高的离子电导率，低的离子电阻
- 具有电化学稳定性，自身不分解，不参与反应
- 尽可能薄
- 具有一定的强度，并且具有足够的物理机械的耐久性
- 隔膜本身不含电解液能溶解的颗粒、金属以及对电池有害的物质
基于上面的基本要求，按照不同的分类标准，把隔膜分成了以下几类
按照基体材料划分，目前，大规模商品化的锂离子电池隔膜生产材料以聚烯烃为主，主要包括聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）和聚乙烯（PE）复合材料三种。聚烯烃可提供良好的机械性能、化学稳定性和高温自闭性能，是当前锂离子电池隔膜的主要原材料。
按照工艺划分，主要可以分为干法隔膜、湿法隔膜和涂覆隔膜。
电池成本占比图
在国内，可以说是一超多强，恩捷隔膜（包括了苏州捷力和纽米科技）常年位居一位，星源材质、中材科技、中兴新材、河北金力、沧州明珠等几家随后，行业CR3占比一直在60%以上，集中度较高。
再加上隔膜行业的重资产属性，头部企业规模效应下的成本摊薄更具有优势，也有利于行业的集中度增强。
2021年国内锂电池隔膜市场格局
2021年全球锂电池隔膜市场格局
从全球锂电池隔膜市场格局来看，中日韩三分天下。我国企业占据了市场份额主导地位。
2021年全球锂电池隔膜市场格局
前10名中我国占据了6席，整体市场份额71%，日本企业如旭化成、东丽、住友、宇部等占据市场份额23%，韩国SK、W-scope占据市场份额3%。
而2022年的最新统计，2022年全球锂离子电池隔膜出货量已经突破160亿平米，中国锂离子电池隔膜出货量同比增长65.3%，达到133.2亿平米，中国隔膜企业出货量的全球占比在2022年已经突破80%。未来几年来看，韩国日本受限于产能扩张速度进程，我国隔膜有望成为又一个出口的锂电池材料行业。
- 隔膜成本占比
通常来讲，锂电池隔膜的营业成本由原材料、能耗、制造费用（含折旧）和人工组成，隔膜行业也是资金和技术密集的重资产行业，类比负极材料和铜箔，锂电材料很多都是原材料和制造费用占营业成本的比例大，隔膜原材料主要是聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）等聚烯烃，辅料为甲烷、白油等；制造费用主要是生产设备昂贵，设备折旧费用高。
- 隔膜原材料
主要包括聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）和聚乙烯（PE）复合材料三种。
聚烯烃可提供良好的机械性能、化学稳定性和高温自闭性能，是当前锂离子电池隔膜的主要原材料。聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）是石油的衍生品，其价格走势与石油密切相关，同时其进口成本易受汇率波动影响。就去年年底，聚乙烯和聚丙烯的价格都有所下降。
锂电池隔膜专用聚丙烯（PP）对灰分、等规度、分子量及其分布和熔体质量流动速率（MFR）等具有较高要求。而聚乙烯（PE）材料主要为湿法拉伸工艺，所得隔膜产品较多应用于三元锂电池。
就目前来讲，我们对PP和PE的进口依赖度较高，受限于日、韩、美的核心技术（如大韩油化和新加坡TPC），隔膜原材料的优质国产化道路仍然还有一段路要走。
- 隔膜生产设备
主要设备挤出机、拉伸机，对其设备精度要求高，稳定性要强，且能效低，和铜箔行业一样，生箔机的钛辊很多都是日本进口一样，隔膜挤出机也很大程度上需要进口日本制钢所、东芝和布鲁克纳等设备，故而决定了产线建设周期和重资产的性质。
- 湿法和干法市场分析
按照工艺划分，主要可以分为干法隔膜、湿法隔膜和涂覆隔膜。
根据去年统计，2022年，中国锂离子电池隔膜出货量同比增长65.3%，达到133.2亿平米，其中湿法隔膜出货量突破100亿平米，达到104.8亿平米，占比接近80%，干法隔膜出货量达到28.4亿平米。
2022年中国干法和湿法隔膜出货量对比
2021年中国锂电池湿法隔膜市场格局
锂电池湿法隔膜出货量，恩捷是湿法隔膜出货的龙头，其次是星源材质和湖南中锂。
2021年锂电池干法隔膜市场格局
锂电池隔膜干法隔膜出货量中，行业龙头前几个占比较大，竞争较为激烈，其中中兴新材、星源材质、惠强新能源以及中科科技占比超过80%以上。
- 涂覆隔膜
我最早接触复合隔膜是在2016年，那时候开始使用比如12+4+1+1的复合涂覆隔膜（12um是基膜、4um是对正极的陶瓷层、1um是对正负极的涂胶层）。2021年涂覆膜占隔膜出货量比例超过45%（含第三方涂覆）。
涂覆的核心技术是浆料的配方，浆料在隔膜涂覆中成本占比较大，超过50%。隔膜性能的提升很大程度上依赖以涂覆材料为主的涂覆浆料配方的改善和涂覆工艺的提升。
目前锂电池涂覆技术路线为无机材料涂覆、有机材料涂覆、有机和无机材料涂覆结合的方式。
隔膜涂覆提升主要方向有两个：耐高温、粘结性；其中耐高温用得最多的是水系陶瓷（可以承受150度热收缩）；粘结性则主要用PVDF（聚偏氟乙烯）、PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯）。
无机涂覆材料是市场主流材料，目前涂覆材料以勃姆石（y-AlOOH水合氧化铝）和PVDF为主。锂电池和隔膜生产商一般会制备成涂覆浆料作为涂覆材料进行涂覆。
涂覆浆料的主要成分包括：涂覆颗粒、树脂材料和水。另外，根据浆料的区别可分为水性涂覆和油性涂覆：
水性涂覆指的是溶剂是水，多用于涂无机物（水+陶瓷或PVDF），主要用于LFP系列电池，目前占比70%；油性溶剂不含水，用有机溶剂，例如油性芳纶涂覆用于高镍、三元等锂电池，目前占比30%。
涂覆材料主要有氧化铝、勃姆石、PVDF、芳纶，现在市面上以涂覆勃姆石和PVDF为主。涂覆陶瓷材料等耐高温高分子材料目的是改善隔膜的高温热收缩，主要考虑安全性能，在正极涂布工艺，我们也有在极片边缘涂覆一点陶瓷层，降低极片错位接触短路的风险。
涂覆PVDF是因为锂电池电芯生产过程中有一步热压工艺，通过PVDF粘结极片与隔膜，排除内部间隙的空气，增加电芯硬度，保持电芯厚度一致性。
聚偏氟乙烯（PVDF）是一种含氟聚合物，具备较好的机械强度、化学稳定性、电化学稳定性、热稳定性和对电解液良好的亲和性。
PVDF在锂电池中的使用主要有：
1、作为正极粘接剂、将颗粒状的电池正极材料粘接起来，正极匀浆时候的胶液多使用PVDF；
2、隔膜的涂覆材料，用于在隔膜表面粘接一层纳米陶瓷粉末，有混合涂覆和逐层涂覆两种方式。
此外，隔膜轻薄化是行业发展的重要趋势。隔膜轻薄化能提升锂电池的能量密度，让单位体积或重量的锂电池容纳更多的电极材料，从而提高锂电池的续航能力。
下一篇文章继续讲锂电池隔膜的性能要求，隔膜的生产工艺以及成品隔膜的常规指标要求。