2011-2015年锂离子电池隔膜的调研报告

20112015年锂电池隔膜的调研报告目 录1.锂电池隔膜简介1.1 隔膜简介及在锂电池中的作用11.2 主要材料21.3 在锂电池中的作用21.4 隔膜的性能要71.5 隔膜性能对电池的影响42. 锂离子隔膜的制备方法 72.1 制备方法及工艺72.1.1 干法单向拉伸工艺82.1.2 干法双向拉伸工艺82.1.3 湿法工艺92.1.4 干法和湿法的区别92.2 隔膜的主要生产厂商及加工方法 102.3 隔膜的研究现状 112.3.1 多层隔膜 112.3.2 隔膜表面改性 122.3.3 新型锂电池隔膜 123. 隔膜产业的市场情况 143.1 隔膜的市场前景 143.2 隔膜的市场供求情况 163.2.1 国内的需求状况 183.2.2 国内的生产情况 193.2.3 国内产品海外经营情况 203.2.4 国内进口隔膜情况 213.2.5 隔膜的行业集中度 224. 盈利能力和发展能力分析 234.1 盈利能力分析 234.2 行业成长分析 264.2 运营能力分析 275. 隔膜的上下游产业情况 295.1 上游材料产业情况295.2 下游锂电池产业情况 305.2.1 锂电池产业现状 305.2.2 电池市场未来发展趋势 326. 技术难度及生产线投资 336.1 技术难度及突破 336.2隔膜生产线投资分析 357.锂电池隔膜的发展趋势和国内上市生产厂家 367.1 发展趋势367.2国内上市几家厂家概况 378.我公司进入该领域面临的问题和风险 409.结论 40关于锂电池隔膜的调研报告一、 锂电池隔膜简介 （一）隔膜简介及在锂电池中的作用隔膜通俗点的描述就是一层多孔的塑料薄膜，是锂电材料中技术壁垒最高的一种高附加值材料，约占锂电池成本的20%-30%。在锂电池的结构中，隔膜是关键的内层组件之一。锂离子电池隔膜是指在锂离子电池正极与负极中间的聚合物隔膜，是锂离子电池最关键的部分，对电池安全性和成本有直接影响。隔膜采用塑料膜制成，可隔离电池正负极，以防止出现短路，使电解质中的离子自由通过，还可以在电池过热时，通过闭孔功能来阻隔电池中的电流传导。通常隔膜的厚度为25m,现在很多厂家要求提供20m甚至16m厚的隔膜。由于锂电池具有潜在的爆炸危险,隔膜的安全性相当重要,现在市场上对厚度为40m聚丙烯隔膜的需求量在日益增加。隔膜的性能很大程度上影响锂电池的性能。隔膜在电池成本中是除去正负极材料、电解液之外的主要成本项。隔膜性能的优劣决定电池的界面结构和内阻，进而影响电池的容量、循环性能、充放电电流密度等关键特性，性能优异的隔膜对提高电池的综合性能有重要作用。隔膜技术难点在于造孔的工程技术以及基体材料。其中造孔的工程技术包括隔膜造孔工艺、生产设备以及产品稳定性。基体材料包括聚丙烯、聚乙烯材料和添加剂。锂电池结构和隔膜位置图（二）主要材料根据不同的物理、化学特性，锂离子电池隔膜材料可以分为：织造膜，非织造膜（无纺布），微孔膜，复合膜，隔膜纸，碾压膜等几类。聚烯烃材料具有优异的力学性能、化学稳定性和相对廉价的特点，因此聚乙烯，聚丙烯等聚烯烃微孔膜在锂离子电池研究开发初期便被用作锂离子电池隔膜。时至今日，商品化的锂离子电池隔膜仍然是聚烯烃微孔膜。近年来，固体和凝胶电解质开始被用作一个特殊的组件，同时发挥电解液和电池隔膜的作用，是一项新兴的技术手段。（三）在锂电池中的作用隔离正、负极并使电池内的电子不能自由穿过；让电解质液中的离子在正负极间自由通过，还可以在电池过热时，通过闭孔功能来阻隔电池中的电流传导。其锂离子传导能力直接关系到锂离子电池的整体性能，其隔离正负极的作用使电池在过度充电或者温度升高的情况下能限制电流的升高，防止电池短路引起爆炸，具有微孔自闭保护作用，对电池使用者和设备起到安全保护的作用。（四）隔膜的性能要求隔膜需要具有足够的隔离性和电子绝缘性，能保证正负极的机械隔离和阻止活性物质的迁移；有一定的孔径，对锂离子有很好的透过性，保证低电阻和高离子传导率；由于锂离子电池采用有机溶剂和非水电解液，因此应具有足够的化学稳定性和电化学稳定性，有一定的耐湿性和耐腐蚀性；对电解液的浸润性好，有足够的吸液保湿能力和离子导电性；具有足够的力学性能和防震能力，并且厚度尽可能小；自动关断保护性能好。隔膜的力学性能是影响其应用的一个重要因素，如果隔膜破裂，就会发生短路，降低成品率，因此要求隔膜有一定的强度、弹性和耐摩擦性能。基本要求如下：1. 厚度对于消耗型锂电池（手机、笔记本电脑、数码相机中使用的电池），25微米的隔膜逐渐成为标准。然而，由于人们对便携式产品的使用的日益增长，更薄的隔膜，比如说20 微米、18 微米、16 微米，甚至更薄的隔膜开始大范围的应用。对于动力电池来说，由于装配过程的机械要求，往往需要更厚的隔膜，当然对于动力用大电池，安全性也是非常重要的，而厚一些的隔膜往往同时意味着更好的安全性.2.透气率:从学术角度来说，隔膜在电池中是惰性的，即隔膜不是电池的必要组成部分，而仅仅是电池工业化生产的要求。隔膜的存在首先要满足它不能恶化电池的电化学性能，主要表现在内阻上。含电解液的隔膜的电阻率和电解液本身的电阻率之间的比值称为MacMullin 数。一般来说，消耗型锂离子电池的这个数值为接近8，当然这个数值越小越好。通常来说，锂离子电池隔膜中会有一个透气率的参数，或者叫Gurley 数。这个数是这么定义的，即一定体积的气体，在一定压力条件下通过一定面积的隔膜所需要的时间，气体的体积量一般为50cc，有些公司也会标100cc，最后的结果会差两倍。面积应该是1 平方英寸，压力差记不太清楚了。这个数值从一定意义上来讲，和用此隔膜装配的电池的内阻成正比，即该数值越大，则内阻越大。然而，对于不同的隔膜，该数字的直接比较没有任何意义。因为锂离子电池中的内阻和离子传导有关，而透气率和气体传到有关，两种机理是不一样的。换句话说，单纯比较两种不同隔膜的Gurley 数是没有意义的，因为为可能两种隔膜的微观结构完全不一样；但同一种隔膜的Gurley 数的大小能很好的反应出内阻的大小，因为同一种隔膜相对来说微观结构是一样的或可比较的。3.浸润度:为了保证电池的内阻不是太大，要求隔膜是能够被电池所用电解液完全浸润。这方面没有一个公认的检测标准。大致可以通过以下试验来判断：取典型电解液（如EC：DMC=1:1，1M LiPF6），滴在隔膜表面，看是否液滴会迅速消失被隔膜吸收，如果是则说明浸润性基本满足要求。更准确的测试可以用超高时间分辨的摄像机记录从液滴接触隔膜到液滴消失的过程，计算时间，通过时间的长短来比较两种隔膜的浸润度。浸润度一方面个隔膜材料本身相关，另一方面个隔膜的表面及内部微观结构密切相关。4.化学稳定性:换句话说就是要求隔膜在电化学反应中是惰性的。经过若干年的工业化检验，一般认为目前隔膜用材料PE 或PP 是满足化学惰性要求的。5.孔径:一般来说，隔膜为了阻止电极颗粒的直接接触，很重要的一点就是防止电极颗粒直接通过隔膜。目前所使用的电极颗粒一般在10 微米的量级，而所使用的导电添加剂则在10 纳米的量级，不过很幸运的是一般碳黑颗粒倾向于团聚形成大颗粒。一般来说，亚微米孔径的隔膜足以阻止电极颗粒的直接通过，当然也不排除有些电极表面处理不好，粉尘较多导致的一些诸如微短路等情况。6.穿刺强度:这个参数实际上是由于电极表面不够平整，以及装配过程中工艺水平有限而提出的一个要求，因此要求隔膜有相当的穿刺强度。穿刺强度的测试有工业标准可遵循，大致是在一定的速度（每分钟3-5 米）下，让一个没有锐边缘的直径为1mm 的针刺向环状固定的隔膜，为穿透隔膜所施加在针上的最大力就称为穿刺强度。同样的，由于测试的时候所用的方法和实际电池中的情况有很大的差别，直接比较两种隔膜的穿刺强度不是特别合理，但在微结构一定的情况下，相对来说穿刺强度高的，其装配不良率低。但单纯追求高穿刺强度，必然导致隔膜的其他性能下降。7.热稳定性:隔膜需要在电池使用的温度范围内（-20C60C）保持热稳定。一般来说目前隔膜使用的PE 或PP 材料均可以满足上述要求。当然还有一个就是由于电解液对水份敏感，大多数厂家会在注液前进行80C左右的烘烤，这对PP/PE 隔膜也不会存在太大的问题。8.热关闭温度:内容由于安全性问题比较严重，目前锂离子电池用隔膜一般都能够提供一个附加的功能，就是热关闭。一般我们将原理电池（两平面电极中间夹一隔膜，使用通用锂离子电池用电解液）加热，当内阻提高三个数量级时的温度称为热关闭温度。这一特性可以为锂离子电池提供一个额外的安全保护。实际上关闭温度和材料本身的熔点密切相关，如PE 为135C 附近。当然不同的微结构对热关闭温度有一定的影响。但对于小电池，热关闭机制所起的作用很有限。9.孔隙率:内容目前，锂离子电池用隔膜的孔隙率为40%左右。孔隙率的大小和内阻有一定的关系，但不同种隔膜之间的空隙率的绝对值无法直接比较。（五）隔膜性能对电池的影响隔膜的性能隔膜所起的作用影响电池的性能隔离性正负极颗粒的机械隔离避免短路和微短路电子绝缘性阻止活性物质的迁移避免自放电、延长寿命一定的孔径和孔隙率锂离子有很好的透过性低内阻和高离子传导率，可大电流充放电化学/电化学稳定性、耐湿性和耐腐蚀性稳定的存在于溶剂和电解液中电池的长寿命电解液的浸润性足够的吸液保湿能力足够的离子导电性，高循环次数力学性能和防震能力防止外力或者是电极枝晶使隔膜破裂寿命长自动关断保护性能好温度升高时自动闭孔安全性能好二、 锂离子隔膜的制备方法 （一）制备方法及工艺隔膜是锂电材料中技术壁垒最高的一种高附加值材料，毛利率在60%70%左右。其生产工艺主要有三种：干法单向拉伸、干法双向拉伸和湿法。隔膜生产工艺及其特点生产方式干 法湿法单向拉伸双向拉伸工艺原理晶片分离晶型转换相分离工艺简介通过生产硬弹性纤维的方法制备微孔膜加入有机结晶成核剂及纳米微粉材料制备出微孔膜加入高沸点的烃类液体或低分子量的物质拉伸后用有机溶剂萃取制备出微孔膜方法特点设备复杂，精度要求高，投资较大；工艺较复杂、控制难度高、环境友好设备复杂、投资较大，一般需成孔剂等添加剂辅助成孔设备复杂、投资大、周期长、工艺复杂、成本高、能耗大控制相对简单优点微孔尺寸分布均匀、微孔导通性好能生产不同厚度的多层膜产品微孔尺寸分布均匀抗穿刺强度高横向拉伸强度好膜厚度范围宽微孔尺寸分布均匀孔隙率和透气性可控范围大适宜生产较薄产品缺点横向拉伸强度差 稳定性差；现只能生产较厚规格PP膜工艺复杂、成本高、能耗大、只能生产较薄的PE 膜厂家Celgard、UBE新乡格瑞恩、新时科技旭化成、东燃及Entek1.干法单向拉伸工艺：是先在低温下进行拉伸形成银纹等微缺陷，制备出低结晶度的高取向薄膜，在高温退火使缺陷拉开获得高结晶度的取向薄膜。该工艺经过几十年的发展在美国、日本已经非常成熟，现在美国Celgard公司、日本UBE公司采用此种工艺生产单层PP、PE以及三层PP/PE/PP复合膜。由于受国外专利保护及知识产权方面的制约，国内采用单向拉伸方法制备隔膜的工业化进展很慢。2.干法双向拉伸工艺：是中科院化学所在20世纪90年代初开发出的具有自主知识产权的工艺(专利号CN)。通过在PP中加入具有成核作用的晶型改进剂，利用PP不同相态间密度的差异，在拉伸过程中发生晶型转变形成微孔，用于生产单层PP膜。3.湿法工艺：是将高沸点小分子作为致孔剂添加到聚烯烃中，加热熔融成均匀体系，然后降温发生相分离，拉伸后用有机溶剂萃取出小分子，可制备出相互贯通的微孔膜材料，适用的材料广。采用该法的具有代表性的公司有日本旭化成、东燃及美国Entek等，目前主要用于单层的PE隔膜。4.干法和湿法的区别a、干法由于工序简单，固定资产投入比湿法小；但是加工工艺干法的温度等指标控制难，湿法的工艺更简单；b、干法可以做三层膜，湿法只能做单层膜；（三层膜的优势在于热关闭温度是135 度，但是热稳定温度为160 度，可以防止热惯性，有25 度的空间，更安全）c、干法和湿法除了加工工艺不同，使用的原料也不同（虽然都是聚乙烯和聚丙烯，但是聚乙烯还分很多种，比如流动性好或不流动的，分子量低或分子量高的）。干法使用的原料是流动性好、分子量低的（即更简单的原料），所以高温只能达到135 度（热关闭温度），遇热会收缩（5%），安全性不适合做大功率、高容量电池；湿法使用不流动、分子量高的原料，热关闭温度可以达到180 度（日本东燃现在能达到190 度，德国德固赛(Degussa)公司的“Separion”陶瓷无机隔膜可达到200 度），能保证大功率电池的安全性；d、在生产一般的锂电池方面，干法具有优势，成本低、污染小、孔更均匀；大功率电池方面湿法有优势，主要是安全性和热收缩性小。由下图可以清晰看到干法与湿法制得的电池隔膜的表面形态、孔径和分布都有很大的不同。湿法工艺可以得到复杂的三维纤维状结构的孔，孔的曲折度相对较高，而干法工艺是拉伸成孔，因此空隙狭长，成扁圆形，孔曲折度较低。（二）隔膜的主要生产厂商及加工方法制造商结构组成加工方法商用名旭化成单层PE湿法HiporeCelgard单层PP，PE干法/湿法Celgard多层PP/PE/PP干法CelgardPVDF覆盖PVDF，PP，PE，干法CelgardPP/PE/PPEntek单层PE湿法Teklon三井化学单层PE湿法日东电工单层PE湿法DSM单层PE湿法Solupur东燃单层PE湿法SetelaUBE多层PP/PE/PP干法U-Pore（三）隔膜的研究现状 1.多层隔膜 干法工艺主要以PP为主要原料，而湿法工艺主要以PE为主要原料。因此以干法工艺制备的隔膜通常闭孔温度较高，同时熔断温度也很高，而以湿法工艺制备的PE隔膜闭孔温度较低，熔断温度也较低。考虑到安全性能，锂离子电池隔膜通常要求具有较低的闭孔温度和较高的熔断温度，因此，多层隔膜的研究受到广泛关注，多层隔膜结合了PE和PP的优点。Celgard公司主要生产PPPE双层和PPPEPP 3层隔膜，3层隔膜具有更好的力学性能，PE夹在2层PP之间可以起到熔断保险丝的作用，为电池提供了更好的安全保护。Nitto Denko公司采用干燥拉伸法，从PPPE双层隔膜中提取了单层隔膜，其具有PP和PE微孔结构，在PE熔点附近，其阻抗增加，在PP熔点以下仍具有很高的阻抗。Exxon Mobil公司采用专有的双向拉伸生产工艺，并以特殊定制的高耐热性聚合物为基础制成了多层隔膜，在105下的热收缩率仅在13.5之间，孔隙率在50左右，而破膜温度达到了180190，同时还保持了较好的闭孔温度和力学性能；DSM Solutech公司采用双轴拉伸法，以超高相对分子质量PE为原料生产的商品名为Solupur的隔膜，具有良好的电化学性能，平均面密度为716 gm2，平均孔径为12 m，平均孔隙率为8090。F .G .B .Obms等研究发现：Solupur材料具存低曲率、高强度和较好的润湿性。2.隔膜表面改性 PE和PP隔膜对电解质的亲和性较差，研究者对此进行了大量的改性工作，如在PE、PE微孔膜的表面接枝亲水性单体或改变电解质中的有机溶剂等。Celgard在2400单层PP膜表面涂覆掺有纳米二氧化硅的聚氧乙烯，改善了隔膜的润湿性，提高了隔膜的循环性。Gineste等在Celgard2505单层PP膜的表面辐射接枝二甲基丙烯酸二乙二醇酯和极性丙烯酸单体，并研究了不同接枝率对电池性能的影响。Ko等也研究了采用接枝了甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)的单层PE为隔膜的锂离子电池的性能，发现采用PE-g-MA接枝隔膜后锂离子电池的循环性能得到较大幅度的提高，这是因为隔膜接枝后，吸液率和保液性得到提高。严广炅等以现有的强度较高的液态锂离子电池用3层复合微孔膜作为基体进行表面处理，在表面形成一层改性膜，改性膜材料与聚合物正极材料兼容并能复合成一体，使该膜在具有较高强度的前提下，降低了隔膜的厚度，减小了电池的体积。3.新型锂电池隔膜 聚合物电解质隔膜：聚合物锂离子电池是近年来研究的热点，由于采用固态(胶体)电解质代替液态电解质，聚合物锂离子电池不会产生漏液与燃烧爆炸等安全上的问题。其使用的聚合物电解质具有电解质和隔膜的双重作用，一般以聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)为原料或对其进行改性。Bellcore公司用PVDF-HFP制成隔膜，有较高的孔隙率，室温下吸收碳酸丙二醇酯量可达自重的118，具有很好的润湿性；任旭梅等在倒相法制备多孔膜的基础上，采用溶液涂覆的方法，直接制备了PVDF-HFP多孔隔膜，该法制得的多孔膜孔径约为2m，厚度为50m，孔隙率为60，具有较好的力学性能。谢健等采用溶液浇注和电解液吸收的方法制备(PVDF-HFP)/纳米Al2O3基聚合物凝胶电解质隔膜，其具有较高的电解液吸收率及良好的力学性能。电化学阻抗谱的分析结果表明，与纳米Al2O3共混得到的薄膜与镍电极具有较低的界面电阻，将此电解质隔膜组装成半成品电池后表现出优良的充放电性能。价格及其他一些技术问题，如常温下离子电导率低等是限制其应用的重要原因，因此聚合物电解质要完全代替PE、PP膜而单独作为锂离子电池隔膜，还有许多问题需要解决。 高孔隙率纳米纤维隔膜：近年来，纳米纤维膜的制备技术受到广泛关注，而静电纺丝是最为重要的方法，但在解决单喷头静电纺丝的局限、纳米丝之间不黏结和薄膜力学性能低等关键技术方面有待突破。中科院理化技术研究所经过多年的努力，在静电纺丝制备纳米纤维锂离子电池隔膜项目上取得了突破性的进展。研制了多点多喷头静电纺丝设备，开发具有生产价值的制备技术，掌握了纳米纤维膜孔隙率控制技术。同时将纳米纤维隔膜装配的锂离子电池与用进口PE、PP隔膜装配的电池相比，其循环性能得到提高，热稳定性得到了明显改善，在14 C放电条件下，纳米纤维隔膜电池的能量保持率在7580之间，而进口PEPP隔膜电池的能量保持率仅为1520。 Separion隔膜：在新型锂离子电池隔膜的研究中，德国德固赛公司结合有机物的柔性和无机物良好热稳定性的特点，生产的商品名为Separion的隔膜占据了一定的先机，已批量生产，其制备方法是在纤维素无纺布上复合Al2O3或其他无机物。Separion隔膜熔融温度可达到230，在200下不会发生热收缩，具有较高的热稳定性，且在充放电过程中，即使有机物底膜发生熔化，无机涂层仍然能够保持隔膜的完整性，防止大面积正负极短路现象的出现，提高电池的安全性。但由于采用纤维素无纺布，且表面具有压实的Al2O3，所以其孔隙率较低，因而在性能方面仍需要不断完善。三、 隔膜产业的市场情况（一）隔膜的市场前景根据台湾工研院的数据，历年的锂电池隔膜市场都保持了30%左右的增长率，而随着电动汽车市场的启动，这一增长率未来有大幅提升的空间。到2012年如果形成100万辆混合动力汽车的规模，电池隔膜需要将近4亿平方米，而目前国内隔膜的总产能只有1.3亿平米。未来动力电池可能将是翻番式的增长，其需求将是手机电池的10倍以上。预计到2013年需求量可达5.63亿平米，产值近18亿美元，为2009年市场容量的1.76倍。而隔膜的单价将继续维持每年3-5%的递减趋势。全球锂离子电池隔膜产值、价格走向趋势锂离子电池隔膜的产值增速加快，2009年产值只有3亿美元，到2013年迅速增长到近18亿美元。全球对锂子里电池隔膜的需求一直处于增长态势，随着锂离子膜产值的增加和全球需求量的增长，预计在未来两三年内价格会呈下降趋势。（二）隔膜的市场供求情况几大厂商垄断锂电池隔膜市场。目前世界上只有日本、美国等少数几个国家拥有锂离子电池聚合物隔膜的生产技术和相应的规模化产业。供货商以日本旭化成(AsahiKasei)、美国Celgard及已并入Exxon集团的东燃(Exxon-Tonen)三者为主要厂商，再加上日本宇部兴产(Ube Industries)，前四大厂商总占有率已达86%，主要面向三洋、索尼、松下、三星SDI、BYD等大型电池厂商。除此之外，还有包括日韩、欧美、大陆台湾的多家厂商介入隔膜领域，但由于技术壁垒和供货渠道原因，都未形成大规模的销售，短期尚无法撼动三大厂商的市场垄断地位。主要隔膜及电池厂商的供货关系市场占有率 日本三洋日本索尼日本松下韩国SDI韩国LGC中国BYD中国力神旭化成27%Celgard26%东燃 24%宇部兴产9%SK Energy8%Entek5%以其他中国大陆厂商为主住友化学 1%其他供应商包括：三菱化学、日本宝翎、日东电工、帝人、三井化学、日本高度纸、日立-Maxell、韩国Fine pol、德国Freudenberg、Evonik Degussa、英国N-Tech、深圳星源、佛山金辉、台湾高银化学等。2010年全球电池隔膜市场占有率表2007 年国际锂电池隔膜企业生产能力状态表旭化成Celgard东燃宇部SKENTEK住友生产数量（百万平米）84.070.068.022.015.011.03.0占比（%）30.825.624.98.15.541.1未来几年市场格局难以出现大的变数。从2007年的历史数据上看，隔膜的总产能是市场需求的1.5倍左右。而随着主要厂商产能的扩张，以及市场需求的上升，2011年产能需求比依然维持在1.5倍左右。未来这一供需关系还将继续维持，市场格局及价格趋势均不会发生重大的变化。(如果国产隔膜性能获得较大突破，产能扩张将导致全球隔膜价格出现下降，但国产隔膜向高端产品迈进还需要较长时间，短期内对现有市场格局影响有限)。1.国内的供求状况（1）国内需求情况我国是世界最大的锂电池生产制造基地、第二大锂电池生产国和出口国，锂电产品已经占到全球40%的市场份额，对锂电池隔膜需求巨大。国内2009年生产锂电池17.85亿只，2010年锂电池的产量更是屡创新高，对于隔膜的需求与日俱增。我国锂电池产量表 单位：亿只年份产量2008.162008.109.52009.113.652009.1017.852010.120.52010.1023国内所需隔膜80以上需要依赖进口，随着锂离子电池产业的发展，国内市场上的国产锂电池用隔膜已经渐渐走进锂电圈，以河南新乡格瑞恩和中科科技、佛山金辉高科、台湾高银等为代表的国内锂离子电池隔膜厂家迅速成长成来，其产品与进口隔膜相比，价格只有进口隔膜的1/31/2，采货周期也相对短些。国产厂商以深圳星源、佛山金辉和新乡格瑞恩为代表，目前占据了国内产能的2/3，而这三家公司均计划近期扩产，预计国内总产能将在4年内达到4亿平米以上。2005-2009年电池隔膜行业市场饱和度（2）国内的生产情况国内锂电池隔膜生产能力状况表厂商产能(万平米)扩产计划深圳星源材质4000干法生产线两条，湿法生产线一条。深圳光明新区的生产基地新增5000万平米产能处于建设中，2013年扩产到1.2亿平米(12干2湿)佛山金辉1200湿法产线，二期工程2011年下半年新增4500万平米产能新乡格瑞恩3500已投产五条干法双拉产线，还有五条处于建设中，合计达到9000万平米产能。计划扩张到17条线辽源鸿图纸业已上马4400 万平米项目， 其中一期2200 万平米新时科技600一条干法双向拉伸PP膜产线山东正华500铜峰电子计划上马1500 万平米 项目常州中科来方隔膜项目2009 年5 月开工投产， 产能未知，同时生产动力锂电池天地药业/渝万里2009 年1 月项目开工， 设计年产能3600 万平米国内合计130002013年产能将达4亿平米以上纵观国内的锂离子电池隔膜市场,虽然目前依然是国外品牌一统天下,但是隔膜的国产化已经呈现出喜人的局面。现在国内3种类型的聚烯烃隔膜均已经实现了市场化,并且产能在逐步扩大,产品的质量也在不断提升。目前国产隔膜在低、中端市场已经大部分替代了进口产品,少量产品已经进入高端市场,市场价格随着国产隔膜的问世已经有所降低。国内隔膜存在进口替代的发展空间。国内隔膜的研发起步晚，国产隔膜由于性能和量产稳定性较差，主要面向全球的中低端市场，价格只有进口产品的1/21/3。目前进口同类隔膜的平均价格在815元/平米，高端产品在2540元/平米，而国产隔膜的价格仅在510元/平米。因此，国内厂商的扩产步伐虽然快于三大国际厂商，但是短期内无法有效打破国际厂商的垄断。长期来看，随着国内技术的进步和质量的提升，产品将逐渐面向动力电池等领域打开高端市场，未来实现进口替代的潜力依然巨大。（3）国内产品海外经营情况2005-2008年电池隔膜行业出口地区分布2005-2008年电池隔膜经营海外市场的主要品牌四、盈利能力和发展能力锂离子电池隔离膜一般采用聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)单层微孔膜，以及由PP 和PE 复合的多层微孔膜作为隔离膜，以聚丙烯为例，其原料成本约8 千元/吨，而将其加工成隔膜后，其价值可达到300 万元/吨，大幅升值几百倍，隔膜的市场毛利率在60%-70%之间，有较好的盈利空间。（一）盈利能力分析2005-2009年电池隔膜行业销售毛利率2005-2009年电池隔膜行业销售利润率五、隔膜的上下游产业情况（一）上游材料产业情况隔膜材料是电池(化学电源)的一个主要组成部分，其性能的优劣对电池质量、放电容量和循环使用寿命有着至关重要的影响。隔膜基体材料主要包括聚丙烯、聚乙烯材料和添加剂。隔膜所采用基体材料对隔膜力学性能以及与电解液的浸润度有直接的联系。世界前三大隔膜生产商日本Asahi(旭化成) 、美国Celgard 、Tonen(东燃化学)都有自己独立的高分子实验室，并且化学背景非常深厚。国内锂电池厂家所采用的基体材料基本都是通过外购，自身研发实力不强。据了解旭化成与Celgard 已经自己生产部分聚丙烯、聚乙烯材料。特别是Tonen(东燃化学)和美孚化工合作后，采用美孚化工研发的高熔点聚乙烯材料后，Tonen 推出熔点高达170的湿法PE 锂电池隔膜。采用特殊处理的基体材料，可以极大的提高隔膜的性能，从而满足锂电池一些特殊的用途。聚丙烯纤维质轻、保暖、耐磨、熔点较低，具有良好的耐碱性，在产业用纺织品和非织造产品领域得到广泛应用。用聚丙烯纤维制成的电池隔膜在抗氧化性等性能上具有独特的优点。由于聚丙烯纤维自身的性能、湿法工艺制成品生产技术的复杂程度及对设备的特殊要求，加上国产纤维规格、质量等存在众多不足，因此我国聚丙烯纤维在湿法非织造工艺上的应用尚处于起步阶段。 随着高性能电池品种的开发，高科技电池隔膜材料大都采用以合成纤维和无机纤维为原料的用湿法工艺和干法工艺生产的非织造布。不同电池品种的隔膜所选用的原料品种有差别，往往需要多种纤维混合抄造。二次电池、电池的无汞化、电池的自动化生产线对电池隔膜的要求有很大的提高。湿法工艺具有原料适应范围广、产品均匀性好、生产速度高、可多种纤维混合等优点，因此大部分纤维质电池隔膜采用湿法工艺生产。 适应生产碱性电池隔膜的主体纤维原料有聚乙烯醇、聚酰胺、聚丙烯等纤维，其明显的特点是耐碱性和抗氧化性好。 锂电池隔膜的发展趋势是厚度越来越薄，隔膜越薄可以使锂电池体积缩小，但是隔膜越薄的同时又要求隔膜具有达到安全要求的强度，对原材料的要求就很高。因此从材料的本性来看，未来可以用来做超薄膜的聚烯烃材料只有超高分子量聚乙烯，超高分子量聚乙烯由于分子量高，其制作的超薄膜强度完全可以符合安全要求。聚丙烯由于材料的本性特点，将来肯定会被淘汰，未来的技术发展方向是湿法。所以建议中国现在上锂电池隔膜项目的公司应该站在高的层次来考虑选择工艺和原材料。（二）下游锂电池产业情况1.锂电池产业现状中国目前锂离子电池生产量占世界总量的三分之一以上，100多家锂电生产企业对锂离子电池材料需求殷切，隔膜系锂电材料中技术壁垒最高的一种高附加值材料。此外，锂离子电池隔膜作为微孔膜还可广泛用于膜分离工业，如医药、化工及生物等领域的纯化与分离。可见，锂离子电池隔膜是一市场前景广阔且具有很高附加值的高新技术产品。锂电池因能量密度高、无记忆效应、循环寿命长、质量轻、体积小等特性，又具有安全、可靠且能快速放电等优点，成为近年来新型电源技术研究的热点。已经成为高档小型二次电池的代表，在移动电话、笔记本电脑、数码摄像机等领域得到了广泛的应用，是各类电子产品的主力电源，全球锂离子电池的需求量年均增速30%以上，市场非常庞大，到2010年将达到23.5亿的生产规模。锂离子电池自1992年由索尼公司产业化以来,全球锂电池市场基本由日本独霸天下。近年来,随着中国和韩国的迅速崛起,日本锂电池的市场份额逐渐减少,全球锂电池产业形成了中、日、韩三分天下的格局。虽然我国已是仅次于日本的锂电池生产大国,但并不是强国,在全球锂电池产业链中仍处于中低端。目前,国内锂电池行业的生产企业规模小、技术含量低、产品相对单一,能够提供生产锂电池系列产品的综合型企业少,市场竞争主要集中于中低端市场。高端产品之间的竞争主要集中在国内仅有的几家企业与国外产品之间。我国电池的产量大，但经济效益却不高。例如日本口香糖型电池的均价为3美元左右/只，韩国和中国台湾产的电池为2美元左右/只，而我国大陆产的同类电池只有1美元多/只，价格还不到日本产品的一半。专家表示，我国部分电池产品质量仍然需要提高，电池产业技术也需要提升，部分产品结构如电动车用电池、锌锰电池等亟待调整。近年来,随着HEV混合动力汽车、3G手机和其它电动工具的发展,国内锂电、镍电的市场份额将快速增长,我国国内锂电池、镍电池企业还拥有巨大的市场增长空间。电池隔膜下游行业区域分布情况2.电池市场未来发展趋势大力发展新能源汽车是我国节能减排、降低原油进口依赖的战略选择。中国原油对外依存度高达48%，原油消费中60%是交通用油。同时我国又是世界第二大CO2排放国，占全球排放总量的18.8%，而汽车尾气排放占CO2排放总量的15.9%。奥巴马新能源政策的实施，哥本哈根谈判的临近，都使中国面临更大的碳减排压力。推广使用新能源汽车，是我国在碳减排压力下经济转型的必然选择。动力电池是新能源汽车的核“心”。所谓“新”，新在动力总成，新在动力电池。看好动力电池行业基于三点：第一，电池是技术和成本上的最大瓶颈，产业化初期，先进的动力电池厂商，必将成为汽车厂商争夺的焦点；第二，动力电池是新能源汽车产业链中技术最核心，利润最丰厚的一环，未来汽车厂商之间的竞争，将主要是动力电池性能的竞争，动力电池是技术核心的地位将长期存在，从而也将长久保持丰厚利润；第三，动力电池行业从无到有，市场容量从目前的十几亿到2012年的约325亿元，未来几年是十几倍的增长，而全球市场将是几千亿元的规模，今天的“芝麻”将是明天的“西瓜”。六、技术难度及生产线投资分析（一）技术难度及突破隔膜具有典型的“高技术”特点。隔膜技术难点主要在于造孔的工程技术以及基体材料。其中造孔的工程技术包括隔膜造孔工艺、生产设备以及产品稳定性，基体材料包括聚丙烯、聚乙烯材料和添加剂。隔膜的生产是一个多步骤、复杂而精密的加工过程，至少包括膜前驱体结构的调控、熔融、流延制膜、连续精密拉伸等多个重要环节。国内隔膜的总体水平落后。国内由于多方面技术上的综合差距，不能达到国外一样的精密控制。产品差距主要在于厚度、强度、孔隙率等指标不能得到整体兼顾，且量产批次稳定性较差，不适用于对一致性和均一性要求极高的高端产品(包括动力电池)。因此目前大型锂电池厂家尚不敢选用国产的隔膜。特性/隔膜Celgard2730Celgard2400Celgard2320Celgard2325AsahiHiporeTonenSetela结构单层单层三层三层单层单层组成PEPPPP/PE/PPPP/PE/PPPEPE厚度/m202520252525空气渗透性/s222420232126离子阻抗(cm2)2.232.551.361.852.662.56孔隙率/%434042424041熔化温度/135 165135/165135/165138137动力电池隔膜的要求更高，属于高端产品。在电动自行车、电动工具和电动汽车方面，动力电池对于隔膜的性能和质量要求更高，除了一致性外还有安全性和可靠性两个方面，因为隔膜的问题将可能直接导致电池短路燃烧或者爆炸。例如：为了避免短路风险，动力电池要求隔膜更厚、机械强度更高；由于动力电池容易过热，对隔膜要求其热稳定性更高、热关闭性能更可靠；对于功率型的动力电池，要求可大倍率放电，需要隔膜提供稳定的低内阻和高离子透过率。目前用于动力电池的隔膜主要有三种。高熔点的湿法PE膜：从干湿两种方法的对比上看，物理性能和机械性能方面干法双向拉伸工艺生产的隔膜更占优势。而湿法隔膜可以得到更高的孔隙率和更好的透气性，可以满足动力电池的大电流充放的要求；湿法使用不流动、分子量高的原料，热关闭温度最高可以达到180度，因此高端湿法PE膜在安全性上也可适用于动力电池。但近期动力隔膜的发展方向主要是多层膜和有机/无机复合膜。 隔膜的主要壁垒在技术，资金壁垒并不算太高，以星源材质等公司的项目投资为参考，按照40%的净利润水平计算，投资回收期约在两年，吸引力非常大。单条生产线所需的固定资产和流动资产都不算很高。（二）锂电隔膜生产线投资分析锂电池隔膜所需投资及收入、利润水平千万平米生产线设备成本原材料成本销售收入净利润干湿法4000-6000万100-200万10000万400万生产线投资设计a、生产线主体投资需要4-5 千万，设备从美国、德国、日本等国进口组装（目前没有任何一家公司提供完整的生产线，所以是各个国家采购组装）b、辅助设备可以从国内购买，大概1 千万，即加上主体设备共投资6 千万c、原料采购成本1-2 万/吨， 1 平方米的膜需要8 -11 克原料，即1 吨原料可以生产10 万平方米的膜（假设每平方米用10 克原料）d、产品的售价大概在10-15 元/平方米（能达到180 度的膜估计售价25 元/平方米，国外同品质的售价是40-50 元/平方米）e、毛利率在50%以上。2.业内主要企业产品成品率国内产品和国外产品的主要差距在稳定性上，即产品的性能指标每个批次不稳定，星源的成品率在80%，高于国内其它公司（60-70%）；B、国内的主要企业是星源材质、佛山金辉科技和新乡格瑞恩，星源在性能和稳定性上都高于其他公司；另外新时科技和新乡格瑞恩的技术都来自中国科学院化学所，目前新时科技和中科院化学所有法律纠纷。七、锂电池隔膜的发展趋势和国内上市生产厂家 （一）发展趋势 电池隔膜是随着锂离子电池的需求不断变化而不断发展的，从体积上看，锂离子电池正在向着小和大两个截然相反的方向发展。在一些小型电子产品中(如手机、数码相机等)为迎合美观、便于携带的需求，电池厂将电池的电芯做得非常小巧，为追求高能量密度，则需要在有限的空间中容纳更多的电极材料，希望隔膜的厚度越薄越好，但又不至于影响电池的容量、循环性能以及安全性能等，因此体积更小对隔膜来说是一个挑战。而与此相反，随着新能源汽车的推广，如电动汽车、混合电动汽车等的发展，在动力电池方面，为了获得高能量、提供大功率，通常一个电池需要使用几十甚至上百个电芯进行串联。由于锂电池具有潜在的爆炸危险，隔膜的安全性至关重要，因此隔膜不能做得很薄，同时对技术的要求也越来越高。对于混合电动汽车，其重点是提高高倍率放电性能；对于电动汽车，应考虑降低隔膜的成本，这些都为多层隔膜、有机无机复合膜的发展提供了一个平台。聚合物薄膜在薄膜太阳能电池中同样具有广阔的应用空间，开发生产锂电池隔离膜、太阳能光伏新材料是制膜企业产业升级的大方向。（二）国内上市几家厂家概况目前，国内能生产隔膜的企业仅有星源科技、金辉高科两家技术相对成熟，其中星源科技隶属于上市公司佛塑股份，目前