1濕法替代干法僅僅是開始，涂布材料研發(fā)是關(guān)鍵

隨著電動汽車的發(fā)展，高能量密度、高功率以及大容量的動力電池需求大增推動了鋰電隔膜的技術(shù)迭代。鋰電隔膜是鋰電池內(nèi)部進行電化學反應時，用來分隔正極和負極以防止兩者直接反應而發(fā)生短路的一層薄膜，同時也是支撐鋰電池完成充放電過程的重要構(gòu)件。傳統(tǒng)鋰電隔膜基材為PE、PP，隨著對于鋰電池的安全性和快充的要求越來越高，在濕法隔膜上使用陶瓷、芳綸等材料進行涂布以增強PE膜的性能參數(shù)已成為主流的技術(shù)方向。在不遠的未來，例如PMT、PI、PMIA、PVDF、PBO等新型隔膜基材以及隨之配套的無紡布織造技術(shù)也有可能得到快速發(fā)展。

1.1鋰電隔膜行業(yè)充分展現(xiàn)了高技術(shù)壁壘行業(yè)的技術(shù)迭代特征

隔膜是鋰電池的重要組成部分，技術(shù)壁壘較高。動力鋰電隔膜因其基材、涂布漿料以及工藝難度較高而具有高進入壁壘。其難度主要來自原料的選擇和配比、專業(yè)定制的制造設備以及精確控制和微調(diào)技術(shù)。鋰電隔膜性能和安全性來源于對孔隙率、浸潤性、力學強度、熱穩(wěn)定性、熱關(guān)閉溫度和熱融化溫度之間的平衡和提高。根據(jù)鋰電隔膜的結(jié)構(gòu)和組成，大致可分為多孔聚合物膜、無紡布隔膜和無機復合膜，在性能表現(xiàn)上有所不同，目前最為常見的是多孔聚合物膜。

技術(shù)迭代是必由之路。在鋰離子電池開發(fā)的初期主要應用在3C領(lǐng)域，對能量密度和電池容量要求低，無需大電流充放電，因此多使用制備工藝簡單的干法隔膜。但隨著電動汽車的發(fā)展，高能量密度、高功率以及大容量的電池需求量越來越大。不同于3C鋰電，動力鋰電在大功率快速充放電和安全性方面對隔膜的各項性能提出了更高的挑戰(zhàn)，這也使得鋰電隔膜使用的主材從聚烯烴類材料向多種材料、復合材料的方向發(fā)展，結(jié)構(gòu)上也從簡單結(jié)構(gòu)向復雜結(jié)構(gòu)發(fā)展。我們認為，目前鋰電隔膜行業(yè)的技術(shù)迭代路徑具體表現(xiàn)為：干法PP隔膜—濕法PE隔膜—單層/多層涂布膜—新型基材隔膜。

1.2濕法替代干法趨勢已確定

聚烯烴膜中干法工藝在性能表現(xiàn)上有天花板，濕法工藝是控制隔膜孔徑和孔隙率的有效手段。聚烯烴隔膜是目前商業(yè)化鋰電池隔膜的主流，分為干法和濕法兩種生產(chǎn)工藝，有著不同的成孔機理。干法的孔隙源自物理作用，在厚度上有天然的瓶頸；而濕法的孔隙源自化學作用，可以達到更大的孔隙率和更均勻的孔徑。

從成本、均勻性和生產(chǎn)線的角度進行對比，由于生產(chǎn)復雜性較低，干法隔膜的成本相對低于濕法隔膜；然而在精度控制上，干法隔膜的均勻性比濕法更難控制。干法隔膜生產(chǎn)線是一種更加細分的生產(chǎn)線，涉及更精細的手動控制點；相比之下，濕法隔膜的生產(chǎn)線是更自動化、連續(xù)生產(chǎn)的生產(chǎn)線，有更高的生產(chǎn)率。應用方面，在動力鋰電池領(lǐng)域，濕法隔膜在性能和安全程度方面有著超越干法的顯著優(yōu)勢，更能夠適應當前新能源車動力電池逐漸向高能量密度化發(fā)展的趨勢。

鋰電隔膜出貨量快速增長，濕法占比快速提升。2018年我國國內(nèi)鋰電隔膜出貨量已達20億㎡（YoY+26.05%），對應鋰電池裝機規(guī)模接近100GWh，近5年CAGR達34.76%。其中濕法隔膜出貨量13億㎡（YoY+75.67%），干法隔膜出貨量7億㎡（YoY-4.76%），二者在增速上已呈現(xiàn)出明顯的反差。隨著濕法隔膜與干法隔膜價格差越發(fā)縮小以及動力鋰電對濕法隔膜的需求越來越高，其占比呈現(xiàn)快速上升趨勢，從2014年僅有28.89%的占比已提升至2018年的65%。我們認為未來隨著濕法隔膜價格愈發(fā)與干法隔膜接近，這一占比仍有可能進一步提升。干法隔膜最后可能保留低端3C等少數(shù)對產(chǎn)品性能要求不高的市場，但未來隨著動力電池對成本愈發(fā)敏感，干法隔膜可能依舊在動力鋰電的低端市場存在著一定的需求。

1.3新型隔膜基材的研發(fā)應用是一個重要方向

除了使用涂布的方式增強隔膜的電化學性能之外，研發(fā)采用新型隔膜基材也是一個重要的發(fā)展方向。由于PE和PP的熱變形溫度比較低（PE的熱變形溫度80~85℃，PP為100℃），溫度過高時隔膜會發(fā)生嚴重的熱收縮，導致電池的正負電極接觸而短路，存在引起電池燃燒或爆炸的危險，嚴重威脅著使用者的生命安全。為了提高隔膜安全性，現(xiàn)有隔膜廠商是以在基膜上涂覆PVDF或陶瓷等材料生產(chǎn)的涂覆隔膜為主，也有一些廠商正在通過非紡織的方法將纖維進行定向或隨機排列形成纖網(wǎng)結(jié)構(gòu)，然后用化學或物理的方法進行加固成膜（被稱為無紡布型隔膜材料），使其具有良好的透氣率和吸液率。這些新型基材隔膜的耐熱性能大多顯著好于聚烯烴類隔膜，并且因其具有類似編織的結(jié)構(gòu)使得隔膜的抗刺穿性方面表現(xiàn)也十分優(yōu)異，可有效避免因針刺造成的短路現(xiàn)象，提高保液率。目前使用聚酰亞胺（PI）、聚對苯二甲酸乙二酯（PET）、間位芳綸（PMIA）等合成材料制備無紡布隔膜。

一、聚對苯二甲酸乙二酯（PET）

PET是一種機械性能、熱力學性能、電絕緣性能均十分優(yōu)異的材料。根據(jù)相關(guān)研究,電極表面鋰沉積會形成枝晶且會繼續(xù)生長刺穿隔膜,從而造成電池內(nèi)部短路引起故障甚至火災爆炸,而PET隔膜所具有的三維孔結(jié)構(gòu),可有效避免因針刺造成的短路現(xiàn)象。PET類隔膜最具代表性的產(chǎn)品是德國Degussa公司開發(fā)的以PET隔膜為基底，陶瓷顆粒涂覆的復合膜，表現(xiàn)出優(yōu)異的耐熱性能，閉孔溫度高達220℃。

PET無紡布隔膜性能優(yōu)異但成本過高，還未進入大規(guī)模商業(yè)化應用。采用靜電紡絲法制造的PET無紡布隔膜熔點為255℃,遠高于PE膜；最大拉伸強度為12Mpa、孔隙率達到89%、吸液率達到500%，均遠高于干法隔膜；離子電導率和循環(huán)性能也較干法隔膜優(yōu)異。雖然PET隔膜性能優(yōu)良，但從成本上來說，制造過程中需要根據(jù)隔膜的孔徑、厚度及均勻度來采用相匹配的纖維。一般來說PET纖維越細則成本越高，目前納米級別直徑的PET纖維成本在1萬日元/kg（人民幣約600元/kg）以上。如果用該級別的纖維材料制備隔膜，成本將在100日元（人民幣約6元）每平米以上。相對于目前的鋰電隔膜來說PET隔膜的成本顯著偏高，還未到在動力鋰電領(lǐng)域規(guī)?；虡I(yè)應用的階段。

二、聚酰亞胺（PI）

PI是較PET更加優(yōu)秀的纖維材質(zhì)，也是目前最具潛力的鋰電隔膜基材之一。PI具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性、較高的孔隙率，和較好的耐高溫性能，可以在-200~300℃下長期使用。目前用靜電紡絲法制造的PI無紡布隔膜其熔點可達500℃，并且在150℃高溫條件下也不會發(fā)生老化和熱收縮。其次由于PI纖維極性強，對電解液潤濕性好，使得PI無紡布隔膜也具有極佳的吸液率。綜合而言，PI無紡布隔膜熔點、吸液率、孔隙率、熱收縮溫度都較傳統(tǒng)PE/PP隔膜乃至PET無紡布隔膜表現(xiàn)優(yōu)秀，是最具潛力的鋰電隔膜基材之一。目前市場上主流的PI薄膜是美國杜邦公司發(fā)明的Kapton、日本宇部的Upilex和鐘淵的Apical，主要的專利和生產(chǎn)廠家還是集中在美國杜邦、日本宇部和日本東洋紡等企業(yè)手中。

三、間位芳綸（PMIA）

PMIA是一種芳香族聚酰胺，其高達400℃的熱解溫度能顯著提高電池的安全性能。從圖16中可以看到PMIA薄膜是由PMIA纖維無規(guī)則排列而形成三維網(wǎng)絡多孔結(jié)構(gòu)，這種多孔結(jié)構(gòu)有助于提高隔膜的孔隙率。此外由于羰基基團的極性相對較高使得隔膜在電解液中具有較高的潤濕性，從而提高了隔膜的吸液率。

一般而言PMIA隔膜是通過非紡織的方法（如靜電紡絲法）來制造，但相轉(zhuǎn)化法制造的PMIA薄膜更加具備商業(yè)化前景。目前由于靜電紡絲法的紡絲速率極慢導致生產(chǎn)效率低下，使得其價格偏高從而不利于商業(yè)化大規(guī)模推廣。此外靜電紡絲法導致PMIA隔膜的離子電導率偏低，也不太適合用在高倍率充放電的鋰電池中。而相轉(zhuǎn)化法制造的PMIA薄膜由于其通用性和可控制性，更加具備商業(yè)化的前景。

四、聚偏氟乙烯（PVDF）

PVDF除了目前常見用于涂布中之外，還可以單獨用于生產(chǎn)隔膜。PVDF（聚偏氟乙烯）本身是半結(jié)晶性含氟聚合物，目前主要用作鋰電隔膜涂布環(huán)節(jié)的粘結(jié)劑和隔膜涂層，但一直有單獨將PVDF作為隔膜基材的研究。以靜電紡絲法制造的PVDF無紡布隔膜其熔點170℃、吸液率可達150%、長期使用溫度-40～150℃，總體與目前主流濕法PE隔膜相近。我們認為其作為隔膜基材的商業(yè)化價值不大，未來將繼續(xù)主要用于涂布的粘結(jié)劑和涂層材料使用。

五、聚對苯撐苯并二唑（PBO）

新型高分子材料PBO(聚對苯撐苯并二唑)是一種具有優(yōu)異力學性能、熱穩(wěn)定性、阻燃性的有機纖維。其基體是一種線性鏈狀結(jié)構(gòu)聚合物，在650℃以下不分解，具有超高強度和模量，是理想的耐熱和耐沖擊纖維材料。由于PBO纖維表面極為光滑，物理化學惰性極強，因此纖維形貌較難改變。PBO纖維只溶于100%的濃硫酸、甲基磺酸、氟磺酸等，經(jīng)過強酸刻蝕后的PBO纖維上的原纖會從主干上剝離脫落的，形成分絲形貌，提高了比表面積和界面粘結(jié)強度。日本東洋紡是目前世界上唯一的一家可以進行PBO纖維商業(yè)化生產(chǎn)、以及擁有單體(DAR)的工業(yè)化生產(chǎn)能力的公司。雖然PBO隔膜性能十分優(yōu)異、也超出了PI隔膜，但我們認為由于技術(shù)的問題我國要規(guī)模化使用PBO作為隔膜基材的路途還十分遙遠。

目前我國鋰電隔膜原材料主要依賴進口，PP/HDPE雖為石化產(chǎn)品但價格較為穩(wěn)定，不太受原油價格影響。從草根調(diào)研來看，目前我國制造鋰電隔膜所使用的HDPE依舊主要依賴進口，主要來源有日本三井、日本旭化成、大韓日化。而PP則開始采用國內(nèi)產(chǎn)品，包括成都慧成等。價格上HDPE和PP的進口價格常年來均維持在10000元/噸附近波動，2014年之前價格較高約在12000元/噸左右，2015年之后由于國產(chǎn)化率增加價格下滑至9000元/噸附近。由于是目前干法/濕法隔膜的主要原材料，PP/HDPE的價格波動對隔膜成本的影響較為剛性。但一方面PP/HDPE價格波動空間有限、另一方面對成本的實際邊際影響不大，我們認為可以不做重要因素考慮。這是由于鋰電隔膜的厚度十分薄，按照PP密度0.95g/m3而言，一噸PP原料可生產(chǎn)16μm厚度隔膜約6.58萬㎡，折合單位成本約0.139元/㎡；若以HDPE密度0.92g/m3而言，一噸HDPE可生產(chǎn)12μm厚度的濕法隔膜約9.06萬㎡，折合單位成本約0.096元/㎡。

1.4涂布環(huán)節(jié)未來將成為鋰電隔膜的核心技術(shù)壁壘

1.4.1涂布材料

一、無機涂布：無機涂布目前以陶瓷材料涂布為主，還有勃姆石涂布材料等處于研發(fā)中。

（1）陶瓷材料

在隔膜表面涂覆無機陶瓷材料能有效改善隔膜性能。首先，無機材料特別是陶瓷材料熱阻大，可以防止高溫時熱失控的擴大從而提高電池的熱穩(wěn)定性；其次，陶瓷顆粒表面的-OH等基團親液性較強，從而提高隔膜對于電解液的浸潤性。陶瓷涂布材料由Al2O3、SiO2、Mg(OH)2或其他耐熱性優(yōu)良的無機物陶瓷顆粒組成，其涂布在隔膜表面后可以提高隔膜的耐高溫性能、耐熱收縮性能和穿刺強度，防止電池脹氣，從而提高電池的安全性。早在2010年前，日本、韓國已經(jīng)開始普及和推廣陶瓷涂布隔膜的應用，目前已經(jīng)開始往復合膜方向發(fā)展，不再停留涂布材料研究層面。國內(nèi)從2013年開始從日本采購設備開始陶瓷涂布隔膜的生產(chǎn)并進行研發(fā)，但相關(guān)的研究和產(chǎn)業(yè)化主要集中在單面復合和雙面復合工藝，即以現(xiàn)有聚烯烴微孔膜為基膜的陶瓷涂覆技術(shù)。

（2）勃姆石材料

勃姆石材料是繼陶瓷材料之后的新興無機涂布材料。勃姆石又稱軟水鋁石，分子式為AIOOH，顆粒形貌為均勻的立方體，具有耐熱溫度高，硬度低，與有機物相容性好的特點。勃姆石微觀結(jié)構(gòu)為板狀結(jié)構(gòu)，涂覆后有縫隙，不影響鋰離子的穿透和隔膜的透氣性。此外勃姆石涂覆隔膜能夠保證隔膜的完整性，即使在基底膜融化的情況下，也能保持隔膜完整性、隔開正負極，從而防止進一步短路的發(fā)生。隔膜制造企業(yè)通過在涂布中采用勃姆石涂層，能夠在較低的涂層厚度的前提下顯著的提升隔膜的熱穩(wěn)定性，從而提升鋰離子電池的安全性并改善電池的倍率性能和循環(huán)性能。同時勃姆石涂層較薄的厚度還有助于提升鋰離子電池的體積能量密度和重量能量密度。

二、聚合物涂層

（1）芳綸涂布材料：

芳綸涂布目前應用較廣，在松下供給特斯拉的NCA電池上已全面使用。雖然陶瓷涂布技術(shù)能提高PE材料的耐高溫性，但其也體現(xiàn)出浸潤性差、質(zhì)量大的特點。芳綸涂布則可以有效解決這些問題。芳綸涂布膜具有更優(yōu)的吸液、保液性能和離子電導率，可在不影響安全性的前提下制造出更輕薄小巧的微型高容量電池。涂覆使用高耐熱性芳綸樹脂進行復合處理而得到的涂層，一方面能使隔膜耐熱性能大幅提升，實現(xiàn)閉孔特性和耐熱性能的全面兼?zhèn)?；另一方面芳綸樹脂對電解液具有高親和性，使隔膜具有良好的浸潤和吸液保液的能力，而這種優(yōu)秀的高浸潤性可以延長電池的循環(huán)壽命。此外，芳綸樹脂加上填充物，可以提高隔膜的抗氧化性，進而實現(xiàn)高電位化，從而提高能量密度。其主要技術(shù)瓶頸是芳綸材料的合成儲運、芳綸涂層成膜造孔技術(shù)。目前特斯拉ModelS系列裝載的鋰電池已全面使用芳綸涂布隔膜。

（2）PVDF涂布材料

PVDF涂覆隔膜具有低內(nèi)阻、高（厚度/空隙率）均一性、力學性能好、化學與電化學穩(wěn)定性好等特點。PVDF即聚偏氟乙烯，是一種白色粉末狀結(jié)晶性聚合物，熔點170℃，熱分解溫度316℃以上，長期使用溫度-40～150℃，具有優(yōu)良的耐化學腐蝕性、耐高溫色變性、耐氧化性、耐磨性、柔韌性以及很高的耐沖擊性強度。目前根據(jù)溶劑不同，分為水性PVDF涂覆隔膜與油性PVDF涂覆隔膜。由于納米纖維涂層的存在，該新型隔膜對鋰電池電極具有比普通電池隔膜更好的兼容性和粘合性，能大幅度提高電池的耐高溫性能和安全性。此外，該新型隔膜對液體電解質(zhì)的吸收性好，具有良好的浸潤和吸液保液的能力，延長電池循環(huán)壽命，增加電池的大倍率放電性能，使電池的輸出能力提升20%，特別適用于高端儲能電池、汽車動力電池。

三、復合涂層

復合涂層是在聚合物涂層漿料中分散進入無機粒子，混合均勻后涂覆在隔膜基材上。目前多以實驗室研究為主，尚未進入大規(guī)模應用。

（1）陶瓷與PVDF混涂：將陶瓷顆粒與PVDF顆?；旌戏稚⒕鶆?，均勻涂覆在隔膜基材上，一次加工成型，以同時使隔膜兼?zhèn)錈岱€(wěn)定性與粘接力。

（2）有機-無機復合包覆：制備方法是將陶瓷顆粒涂覆在PE膜兩側(cè)表面，再用浸漬法將聚多巴胺（PDA）引入，PDA能包裹在陶瓷和PE外表面形成一個整體覆蓋的自支撐膜，從而影響了復合隔膜的成膜特性，特別是在230℃高溫條件下此復合膜依然沒有熱收縮，同時，經(jīng)過聚多巴胺處理后的隔膜對電解液潤濕性更好，該復合隔膜表現(xiàn)出優(yōu)于PE膜和陶瓷復合隔膜的循環(huán)性能和倍率性能。

1.4.2涂布溶劑

涂布過程中可使用的溶劑范圍比較廣泛，總體而言可以分為水性和油性兩種。水性溶劑包括水、乙醇、丙三醇和其他極性有機溶劑，油性溶劑包括丙酮、NMP和其他非極性溶劑。在實際配方中，溶劑的使用并不限于一種，不同種類和比例的溶劑組合會對產(chǎn)品性能產(chǎn)生不同的影響。

水性溶劑成本便宜，但粘附性較差，一般用于低端隔膜產(chǎn)品。水性涂覆的漿料溶劑可以使用去離子水、乙醇、丙三醇等極性溶劑，使用后無需回收，環(huán)境污染小。但由于隔膜本身存在親油性，會導致產(chǎn)品的均勻性和粘附性下降，產(chǎn)品可能出現(xiàn)透光點(涂覆厚度太薄)和暗點(涂覆厚度太厚)，水性涂覆隔膜價格和產(chǎn)品定位相對較低。

油性溶劑價格較水性溶劑稍貴，但其均勻性和粘附性均較好，一般用于高端隔膜產(chǎn)品。油性涂覆的漿料使用油性溶劑，如丙酮、NMP。該工藝中溶劑與粘結(jié)劑和隔膜本身親和性好，產(chǎn)品的均勻性和粘附性較水性涂覆隔膜優(yōu)秀，也更能減少透光點和暗點的發(fā)生，但油性溶劑價格高，污染較大，需要回收，成本較高，因此油性涂覆隔膜通常定位中高端。

對于一些特殊要求的隔膜在涂布環(huán)節(jié)會采用油性溶劑和水性溶劑混合應用的方式。例如一些涂覆隔膜對孔隙率有一定要求，廠家就可能通過造孔工藝來滿足需求。先使用油性溶劑涂覆，然后在漿料中按一定小比例添加造孔劑如水、乙醇、正丁醇、PVP等極性材料。這些造孔劑不溶于油性溶劑，分布相對集中，在涂覆完成后可以通過水洗溶解去除從而留下孔道。使用造孔劑造孔能極大提升涂覆隔膜的離子遷移率，改善導電性能，但會降低其力學性能和機械性能。在上述的幾種極性材料中，使用PVP造孔后的隔膜抗拉伸能力最強，乙醇、正丁醇造孔隔膜次之，水造孔隔膜力學性能最差。我們認為，對水性和油性涂覆的使用取決于下游電池廠商的需求和應用場景，一定時期內(nèi)兩種技術(shù)將并行發(fā)展。

1.4.3涂覆工藝

隔膜制造環(huán)節(jié)相對具備一定工藝壁壘，尤其是濕法隔膜。目前我國基本完全掌握了干法（單拉/雙拉）隔膜的制造工藝，生產(chǎn)設備也可以自主制造。但濕法隔膜的制造工藝依舊相對復雜，核心設備基本主要由國外采購。

相對于制造環(huán)節(jié)，隔膜涂布在技術(shù)上難度不高，設備基本也可以國產(chǎn)解決。主要來說可使用凹版輥涂、浸涂、窄涂或噴涂等方式，國內(nèi)主流基膜廠商和大量代工廠都能夠?qū)崿F(xiàn)。目前隔膜涂覆廠商大多采用凹版輥涂方法，原因是此工藝的加工速度、精度均較高，工藝成熟，同時維護相對簡單，成本較低。當然，在隔膜涂布環(huán)節(jié)，光固化法具有固化速度快、生產(chǎn)效率高、涂層性能優(yōu)異、節(jié)約資源的優(yōu)點，未來應用前景廣闊。但光固化法目前我國國內(nèi)企業(yè)基本未有大規(guī)模應用的案例。

2.1深厚技術(shù)積淀鑄造國際鋰電隔膜龍頭企業(yè)

從全球鋰電隔膜競爭格局來看，日本、韓國鋰電隔膜行業(yè)從上世紀80年代開始發(fā)展，以先進技術(shù)和先發(fā)優(yōu)勢占據(jù)著海外高端市場。在梳理海外龍頭企業(yè)發(fā)展歷程過程中發(fā)現(xiàn)他們的共同特點是，這些企業(yè)基本都從紡織纖維行業(yè)起家，在鋰電快速發(fā)展的過程中抓住機遇開展精細化工業(yè)務，依賴自身對成膜技術(shù)的積淀和精細化工涂布材料的研發(fā)逐步成長成為鋰電隔膜巨頭。

國內(nèi)鋰電隔膜企業(yè)在特殊政策窗口下快速成長。在早期鋰電池主要應用領(lǐng)域還是3C產(chǎn)品的年代，當時3C產(chǎn)品主要都是由海外廠商供應以及存在著其對供應鏈的約束，國內(nèi)鋰電隔膜長期處于進口產(chǎn)品占據(jù)主流的格局。在國內(nèi)2009年開始大力發(fā)展新能源汽車之后，鋰電隔膜需求尤其是動力鋰電隔膜需求短期快速增長，且由于國內(nèi)補貼政策影響海外電池廠商基本進入不了國內(nèi)車企供應鏈。在這一特殊的政策環(huán)境和時間窗口下，以上海恩捷、星源材質(zhì)、湖南中鋰等為代表的一批國內(nèi)企業(yè)開始加大了鋰電隔膜產(chǎn)能的投資力度。上海恩捷和星源材質(zhì)與海外龍頭相比，二者僅專注于鋰電隔膜的研發(fā)和生產(chǎn)，前期并沒有其他纖維、化工或其他成膜領(lǐng)域的制造經(jīng)驗。

日本鋰電隔膜企業(yè)歷史悠久，具有復雜的產(chǎn)業(yè)背景和深厚的技術(shù)研發(fā)實力，以Asahi-Kasei（旭化成）、Toray（東麗）和UBE（宇部興產(chǎn)）為代表。Asahi-Kasei和Toray歷史悠久，均從紡織工業(yè)起家。Asahi-Kasei（旭化成）成立于1922年、原名“旭絹織株式會社”；Toray（東麗）成立于1926年、原名“東洋人造絲株式會社”。二者均成立于第二次世界大戰(zhàn)期間，均以粘膠人造絲業(yè)務起家，都經(jīng)歷了從人造絲到纖維到聚酯的產(chǎn)品進化升級，目前屬于綜合性的新材料產(chǎn)業(yè)集團，所生產(chǎn)的產(chǎn)品覆蓋了醫(yī)療、電子、紡織、建材等各個領(lǐng)域，在化學工業(yè)擁有深厚的技術(shù)積淀。Asahi-Kasei目前擁有隔膜品牌HI-PORE?（鋰電濕法隔膜）、

Celgard?（鋰電干法隔膜）、戴瑞米克?（鉛蓄電池隔膜）；Toray目前擁有隔膜品牌SETELA?（鋰電濕法隔膜）。UBE（宇部）創(chuàng)辦于1897年，從煤炭業(yè)務起家，現(xiàn)在是一家業(yè)務范圍遍及化學品、建筑材料、醫(yī)藥、能源、機械等多元化的制造商。其開始生產(chǎn)鋰電隔膜始于1994年，主要使用干法單向拉伸技術(shù)工藝，該技術(shù)此時已經(jīng)非常成熟。目前UBE對隔膜業(yè)務進行了重組，建立“宇部萬盛京都股份有限公司”，致力于鋰電基膜和涂布膜的研發(fā)和生產(chǎn)制造。

韓國鋰電隔膜代表企業(yè)中，SK-Innovation歷史同樣悠久，也是以紡織工業(yè)起家；W-Scope則是一個新興的以鋰電隔膜為主業(yè)的企業(yè)。韓國SK-Innovation隸屬于SK集團，成立于1962年。SK集團于1952年成立時名為“鮮京織物株式會社”，以生產(chǎn)醋酸纖維和滌綸為主。后續(xù)在介入石油銷售后通過連續(xù)并購發(fā)展成為涵蓋能源、石油化工、半導體材料、通信、電池材料等領(lǐng)域的巨型企業(yè)集團。而W-Scope則是一個成立于2005年的新興企業(yè)，其業(yè)務集中在濕法鋰電隔膜上，與國內(nèi)的龍頭隔膜企業(yè)如星源材質(zhì)或上海恩捷較為類似。

2.2不斷迭代的新產(chǎn)品是海外隔膜企業(yè)賴以發(fā)展的重要手段

在激烈的競爭形勢中，海外隔膜企業(yè)通過技術(shù)投入不斷促進產(chǎn)品的更新迭代以適應市場需求。根據(jù)各國新能源汽車的發(fā)展戰(zhàn)略，日本2020年將新能源汽車銷量占總銷量的比例提高至50％，2030年提高到70％；美國2020年電動汽車保有量將達100萬輛，而中國到2025年新能源汽車銷量占總銷量的比例也將達到20％甚至更高。這也表明，發(fā)展新能源汽車的方向已經(jīng)明確，并且普及的步伐正在加快；這將促進動力電池的性能不斷優(yōu)化。隔膜是關(guān)鍵的內(nèi)層組件之一，隔膜的性能決定了電池的界面結(jié)構(gòu)、內(nèi)阻等，直接影響電池的容量、循環(huán)以及安全性能等特性，性能優(yōu)異的隔膜對提高電池的綜合性能具有重要的作用。因此日韓主要鋰電隔膜企業(yè)在不斷地進行產(chǎn)品的升級換代，以滿足新能源汽車的要求。

日韓隔膜企業(yè)產(chǎn)品線較為齊全，研發(fā)實力深厚。Asahi-Kasei是生產(chǎn)濕法隔膜的廠商，通過2015年收購Celgard成為干濕法隔膜的主導廠商，先后研發(fā)了PP/PE/PP三層復合隔膜，聚烯烴微孔膜，陶瓷涂覆膜，納米陶瓷復合膜以及無紡布隔膜等等，以提高隔膜的性能，滿足市場需求。Toray是生產(chǎn)環(huán)保車電池用材料的全球性大企業(yè)，在全球鋰電池隔膜的市場份額僅次于旭化成，通過對產(chǎn)品的更新?lián)Q代，已擁有芳香族聚酰胺多孔膜、聚烯烴微孔膜和無紡布隔膜等技術(shù)。隨著動力電池性能要求不斷提升，借助電池技術(shù)的發(fā)展，隔膜輕薄化已成為一大趨勢。因此從厚度來看，東麗隔膜研發(fā)的產(chǎn)品包括12μm、9μm、7μm、5μm，具有一定的競爭優(yōu)勢。UBE是生產(chǎn)干法隔膜的廠商，擁有均勻孔隙的聚烯烴隔膜，還可以根據(jù)客戶要求改變膜厚度和透氣性；未來致力于有機涂布隔膜的研發(fā)。2013年至2018年間，SK-Innovation和W-Scope也申請了多款產(chǎn)品專利，包括芳香族聚酰胺多孔膜、聚烯烴微孔膜和無紡布隔膜等，這些為企業(yè)占據(jù)全球鋰電隔膜高端市場提供了良好的基礎(chǔ)。

3日韓隔膜企業(yè)發(fā)展歷史的借鑒意義

3.1Asahi-Kasei（旭化成）

Asahi-Kasei的隔膜生產(chǎn)歷史悠久，兼具干法與濕法兩種技術(shù)路線。Asahi-Kasei自1970年代對鋰電隔膜進行研發(fā)，1990年代開始銷售以來，始終處于世界鋰電隔膜的領(lǐng)先地位。1998年旭化成開發(fā)Hipore鋰電隔膜，具有優(yōu)異的均勻性、高孔隙率、高穿刺強度等優(yōu)越性能；2015年收購美國Polypore的Celgard隔膜，成為兼具干法濕法隔膜頂級生產(chǎn)工藝的廠家，能靈活滿足客戶需求。Asahi-Kasei鋰電隔膜業(yè)務的發(fā)展可分為三個時期。

旭化成鋰電隔膜研發(fā)基地位于日本、韓國和美國，制造基地設于日本、韓國和美國。其中美國為干法制造工廠，日本、韓國和中國為濕法制造工廠。2018年，旭化成的隔膜總產(chǎn)能約為7.3億㎡/年，干法產(chǎn)能約為3.2億㎡/年，濕法產(chǎn)能約為4.1億?2/年。2019年計劃投資300億日元增設滋賀縣守山市以及美國北卡羅來納州基地的生產(chǎn)設備，以提高濕法隔膜“Hipore”和干法隔膜“Celgard”的生產(chǎn)能力，新設備預計將于2021財年上半年開始商業(yè)運作，屆時隔膜總產(chǎn)能將達15.5億㎡/年，其中干法隔膜產(chǎn)能5.5億㎡/年，濕法隔膜產(chǎn)能10億㎡/年。

3.2Toray（東麗）

Toray（東麗）的歷史與旭化成同樣悠久。東麗成立于1926年1月，以生產(chǎn)合成纖維、合成樹脂起家，主要制造、加工和銷售纖維和紡織品、高性能化學品、碳纖維復合材料以及生命科學相關(guān)產(chǎn)品等。東麗公司是世界上最早從事反滲透膜技術(shù)開發(fā)的企業(yè)之一，早在二十世紀60年代就開始了膜技術(shù)的研究，從原材料的選用、制膜技術(shù)的開發(fā)以及膜元件構(gòu)造的設計等，為這一技術(shù)在超純水、海水淡化等水處理領(lǐng)域的應用發(fā)展做出了卓越的貢獻?，F(xiàn)在東麗已經(jīng)成為世界上少數(shù)的能同時提供醋酸纖維膜和聚酰胺復合膜的廠家。借助于之前的技術(shù)積淀，東麗于2009年開始開展鋰電隔膜業(yè)務，我們總結(jié)東麗的鋰電隔膜發(fā)展可主要分為兩個時期。

3.3W-Scope

相對業(yè)務較為綜合的旭化成和東麗而言，韓國的W-Scope是一個新興的以隔膜業(yè)務為主的企業(yè)。W-Scope成立于2005年，專注于濕法隔膜業(yè)務。2015年，W-Scope在全球的鋰電隔膜市場中份額占到了6%，排名第五位。在技術(shù)層面上，公司采用“依次單軸分別延伸法”成產(chǎn)隔膜，能夠高速完成寬幅延伸，使薄膜可利用的面積最大化，提高量產(chǎn)性。同時，公司產(chǎn)品還實現(xiàn)了低阻抗、有助于提高電池的充放電性能和充電周期特性。目前公司產(chǎn)品涵蓋了7-20微米，并在此基礎(chǔ)上開發(fā)了超薄隔膜，孔隙率達到30%到47%，在拉伸強度方面，也有很大的提升。公司產(chǎn)品除了要用在電動汽車（EV）等車載用途上，還增加了吸塵器和電動自行車等家庭用品的電池搭載。W-Scope的發(fā)展歷程可分為4個時期。

W-scope總部雖位于東京，但所有的生產(chǎn)線都位于韓國。目前W-Scope共有11條基膜生產(chǎn)線、6條涂布線，在建的有4條基膜生產(chǎn)線和8條涂布線。第三代基膜生產(chǎn)線比第二代生產(chǎn)速度提高20％-30％，產(chǎn)量提高100%/每條。從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)來看，2018年以前W-Scope主要將后期生產(chǎn)（涂布等）外包給合作伙伴以節(jié)省成本，因而公司銷量中30%是涂布膜，70%是基膜。為迎合鋰電池市場的擴大和對高品質(zhì)產(chǎn)品的需求，W-Scope增加對涂布生產(chǎn)線的投產(chǎn)，涂布產(chǎn)品將大幅增加。由于同時投產(chǎn)多條生產(chǎn)線，需要至少兩年才能實現(xiàn)批量化生產(chǎn)，因而近年來W-Scope的產(chǎn)能利用率低，對毛利率產(chǎn)生影響，存在實際效益的后滯性。從下游應用來看70%-80%用于消費電子產(chǎn)品，20%-30%用于動力電池。

3.4UBE（宇部興產(chǎn)）

日本UBE（宇部興產(chǎn)）也是一個綜合性的企業(yè)，與旭化成和東麗不同，其介入鋰電隔膜行業(yè)時間較短，主要生產(chǎn)干法隔膜。UBE成立于1897年，以煤炭起步，目前形成化學品、醫(yī)藥、水泥及建筑材料、機械及能源五大業(yè)務同步發(fā)展的企業(yè)。于1994年涉足鋰電隔膜行業(yè)。隨著新能源汽車應用需求的增加，從2013年開始逐步擴大生產(chǎn)能力。UBE的隔膜以采用干法制造為特點，已被用于車載用途。2016年，UBE在全球的鋰電隔膜市場中份額占到了10%，排名第五位?，F(xiàn)階段，UBE繼續(xù)計劃新增生產(chǎn)線以提高產(chǎn)能，滿足市場需求。我們把UBE的鋰電隔膜業(yè)務發(fā)展分為兩個階段：

3.5TOYOBO(東洋紡)

TOYOBO（東洋紡）成立于1882年，最初以生產(chǎn)纖維材料起家，于1963年開始進入薄膜領(lǐng)域。迄今為止東洋紡已經(jīng)創(chuàng)立了136年，涵蓋業(yè)務領(lǐng)域也十分廣泛，主要經(jīng)營薄膜和功能型聚合物、工業(yè)材料、醫(yī)療保健和紡織品及房地產(chǎn)五大業(yè)務。

2018年4月，公司與長瀨產(chǎn)業(yè)株式會社合資新設子公司正式成立，新公司主要從事高耐熱性XENOMAX?PI膜的生產(chǎn)與銷售。東洋紡通過高耐熱聚合物合成技術(shù)與制膜技術(shù)結(jié)合，生產(chǎn)具有高耐熱性和穩(wěn)定性的XENOMAX?薄膜，當溫度由常溫升高至500℃，該薄膜的膨脹系數(shù)約為3ppm/℃，因此該薄膜在400-500℃高溫下依然可以進行加工處理。

4當前我國鋰電隔膜龍頭企業(yè)所處階段

相較于日韓老牌鋰電隔膜廠商，我國鋰電隔膜企業(yè)起步雖晚，但伴隨著我國動力電池行業(yè)發(fā)展正處于快速成長階段。利用后發(fā)優(yōu)勢，我國鋰電隔膜企業(yè)加大研發(fā)和產(chǎn)能投入，產(chǎn)能和市占率迅速增長。典型的行業(yè)代表性企業(yè)星源材質(zhì)成立于2003年，上海恩捷成立于2010年。但從產(chǎn)能來看，上海恩捷已居全球隔膜產(chǎn)量之首，這得益于生產(chǎn)線代際更迭所帶來的產(chǎn)量倍增，國內(nèi)龍頭企業(yè)積極布局第三代生產(chǎn)線。星源材質(zhì)1、2號基膜生產(chǎn)線已投產(chǎn)，并處于爬坡階段，19年將有8條基膜生長線完成安裝并在下半年投產(chǎn)，2019年干法產(chǎn)能達5.9億㎡，濕法產(chǎn)能4.7億㎡。上海恩捷已有18條基膜產(chǎn)線投產(chǎn)，2019年公司鋰電隔膜產(chǎn)線將再增加20條，2019年產(chǎn)能將達20億㎡。

從下游供應情況來看，國內(nèi)鋰電隔膜憑借價格優(yōu)勢和產(chǎn)品質(zhì)量的提高逐步打入海外市場。海外龍頭企業(yè)雖長期持有松下、LG化學、三星SDI等龍頭企業(yè)的訂單，但隨著需求量的增加以及中國隔膜企業(yè)技術(shù)進步，國產(chǎn)鋰電池隔膜產(chǎn)品逐步打入海外市場。2018年上海恩捷與LG合作開發(fā)用于現(xiàn)代汽車和大眾汽車的動力鋰電池隔膜產(chǎn)品，與松下開展合作并將于今年3月初發(fā)貨。星源材質(zhì)已與LG開展業(yè)務合作，此外，產(chǎn)品已送樣三星、日產(chǎn)、松下、村田，樣品通過驗證，有望促成合作。

國內(nèi)鋰電隔膜廠商憑借規(guī)模優(yōu)勢，單位成本大幅下降。從出貨量和單位成本來看，星源材質(zhì)2018年出貨14466萬㎡，今年1季度的出貨量合計6900萬㎡，干法占60%，濕法占40%，其中，濕法基本上是涂覆隔膜，干法涂覆比例為30-40%。上海恩捷生產(chǎn)濕法隔膜，2018年出貨量為4.7億㎡，今年1-4月發(fā)貨量約為2.4億㎡。星源材質(zhì)濕法隔膜的單位成本為0.85元/㎡，而上海恩捷為0.45/㎡。我們分析原因出于兩方面：1、上海恩捷除了原有上海基地的單線產(chǎn)能是5000萬平之外，新投建的珠?；?、江西基地的單線產(chǎn)能都已經(jīng)上升至7500萬平，提升幅度在50%左右；2、上海恩捷的江西基地采用并購的方式，初期6條線的成本遠低于正常購置建設；3、上海恩捷產(chǎn)線數(shù)量多，單線產(chǎn)能可以集中于某一型號的隔膜產(chǎn)品從而避免了來回切換產(chǎn)品規(guī)格參數(shù)帶來的原材料損耗和產(chǎn)能損耗，由此帶來單位制造成本和人工成本的大幅下降。

國內(nèi)企業(yè)已意識到技術(shù)提升才是根本，近年來新增專利數(shù)迅速增加。從技術(shù)研發(fā)來看，上海恩捷和星源材質(zhì)在鋰離子電池隔膜專利的申請總量與海外龍頭企業(yè)雖有一定的差距，但2016-2018年專利數(shù)顯著增加，在基膜制備技術(shù)取得突破的基礎(chǔ)上，開始逐步向涂布領(lǐng)域拓展，并已經(jīng)掌握水性涂布、油性涂布技術(shù)、陶瓷涂布、芳綸涂布、納米纖維涂布等多種涂布工藝，以及涂布漿料、涂布材料、粘結(jié)劑等產(chǎn)品的制備工藝。雖然目前聚合物隔膜仍然是研究的熱點，但無紡布隔膜的專利仍有較多的技術(shù)空白區(qū)域，預期這也將是未來可實現(xiàn)突破的重點領(lǐng)域。

5.1賬期短使得海外隔膜企業(yè)流動性高

海外隔膜企業(yè)的回款能力大幅優(yōu)于國內(nèi)企業(yè)，這與海外下游電池廠商結(jié)算周期較短有關(guān)。從營運能力來看，海外龍頭企業(yè)賬期短，2018年旭化成和W-Scope的賬期分別為57.40天和94.96天，國內(nèi)龍頭恩捷股份和星源材質(zhì)分別為142.99天和166.23天。旭化成和W-Scope的營業(yè)周期分別為102.54天和140.72天，資金周轉(zhuǎn)速度較快；而恩捷股份和星源材質(zhì)分別為244.46和226.33天，大幅高于海外企業(yè)。我們認為，這也是目前國內(nèi)龍頭隔膜企業(yè)都大舉進軍海外的原因之一，海外訂單賬期短、回款快，提高海外訂單占比可以降低企業(yè)的資金占用，從而降低財務費用和應收賬款出現(xiàn)計提的風險。

5.2市場化競爭使得海外隔膜企業(yè)毛利率水平更具有參考意義

國內(nèi)龍頭企業(yè)大幅擴產(chǎn)，二線企業(yè)產(chǎn)能增長緩慢。伴隨著下游動力鋰電行業(yè)集中度快速提升，國內(nèi)龍頭企業(yè)也同步大幅擴產(chǎn)。上海恩捷在珠海一期項目投產(chǎn)后，基膜產(chǎn)能由3億㎡增長至2018年底的12億㎡。在2019年上海恩捷珠海二期和江西一期建設完成后，產(chǎn)能將擴張至24.3億平；2020年產(chǎn)能更將增加至40億平。伴隨著產(chǎn)能增長，上海恩捷的營收也迅速增長。而其他二線隔膜企業(yè)則由于訂單不足、產(chǎn)能利用率低下而導致盈利能力偏弱，產(chǎn)能擴張也十分緩慢。截至2018年底，我國鋰電隔膜產(chǎn)能總計16.7億㎡，而根據(jù)GGII統(tǒng)計，2018Q4我國鋰電隔膜企業(yè)合計產(chǎn)能利用率僅為41.2%，其中濕法產(chǎn)能利用率稍高為48.5%，干法產(chǎn)能利用率僅為28.7%。整體來看行業(yè)處于供大于求的狀態(tài)，產(chǎn)能利用率尚有較大提升空間。

濕法隔膜集中度穩(wěn)中有升，干法隔膜集中度持續(xù)下滑。伴隨著龍頭企業(yè)均在濕法隔膜領(lǐng)域投入重金快速擴產(chǎn)，濕法隔膜集中度穩(wěn)中有升。但與之相反的是，我們觀察到干法隔膜集中度正在迅速下降，尤其是CR3占比由2018年初的57%下降到了年末的49%，下降了接近8個百分點。我們認為由于濕法隔膜領(lǐng)域已經(jīng)出現(xiàn)了上海恩捷這樣的龍頭企業(yè)，其余國內(nèi)企業(yè)無論是在客戶還是在成本方面都很難跟其正面競爭，這也使得部分濕法產(chǎn)能為了保證開工率而開始轉(zhuǎn)向低毛利率的3C訂單。在干法隔膜領(lǐng)域由于技術(shù)壁壘更低，競爭環(huán)境更為惡劣，且由于需求不足干法隔膜龍頭也較少擴產(chǎn)干法產(chǎn)能，使得行業(yè)集中度持續(xù)下滑。

國內(nèi)企業(yè)毛利率依舊高于日韓，未來或?qū)⒅鸩浇咏枕n企業(yè)毛利率水平。近兩年來國內(nèi)鋰電隔膜價格下跌明顯，行業(yè)的毛利率進一步下降。截至2019年5月，9μm濕法基膜價格已下降至1.4元/㎡附近；14μm干法基膜已下降至1元/㎡附近。但由于規(guī)模效應依舊顯著，2018年國內(nèi)龍頭隔膜企業(yè)毛利率并未出現(xiàn)顯著下降。國內(nèi)代表性企業(yè)星源材質(zhì)毛利率僅從2017年的50.68%下降至2018年的48.25%，上海恩捷毛利也僅從2017年的65.04%下降至2018年的61.07%。與日韓隔膜企業(yè)比較我們發(fā)現(xiàn)，日韓隔膜企業(yè)平均毛利率基本都維持在20%-30%之間，特別是韓國企業(yè)W-Scrope的毛利率2017、2018年已經(jīng)出現(xiàn)了連續(xù)大幅下滑，目前已錄得虧損。我們認為國內(nèi)隔膜企業(yè)的高毛利率目前是基于集中的訂單和規(guī)模效應，隨著接下來國內(nèi)隔膜價格繼續(xù)下降，國內(nèi)產(chǎn)品的毛利率仍有下行空間。對于海外市場，我們認為由于鋰電隔膜業(yè)務在旭化成、東麗等企業(yè)的業(yè)務占比并不大，在國內(nèi)產(chǎn)品依靠價格優(yōu)勢出口大增的情況下，日韓企業(yè)為了保證產(chǎn)能利用率不排除下調(diào)價格水平以應對競爭。因此長期來看鋰電隔膜的價格仍將繼續(xù)下行，日韓隔膜企業(yè)目前的毛利率水平更具參考意義。

5.3成本與技術(shù)雙輪驅(qū)動才能可持續(xù)發(fā)展

現(xiàn)在：國外側(cè)重技術(shù)，國內(nèi)偏重于市場。我國發(fā)展鋰電隔膜技術(shù)較國外企業(yè)要晚，處于行業(yè)發(fā)展初期，而日本、韓國鋰電隔膜行業(yè)從上世紀80年代開始發(fā)展，具有先進技術(shù)和高端產(chǎn)品生產(chǎn)工藝。前文在梳理海外龍頭企業(yè)發(fā)展歷程過程中發(fā)現(xiàn)：這些企業(yè)基本都從纖維織造起家，逐步開展精細化工業(yè)務并形成多業(yè)務并行的企業(yè)集團。而國內(nèi)企業(yè)則更多借助我國使用產(chǎn)業(yè)政策以補貼拉動新能源汽車行業(yè)快速發(fā)展這一階段也同步迅速擴張產(chǎn)能，階段性的進入了“需求短期大幅增加→出貨量增長+毛利率上升→市值上升or上市IPO→進一步融資投建新產(chǎn)能”的循環(huán)。

未來：產(chǎn)品價格下降，規(guī)模效應紅利減退。近幾年國內(nèi)企業(yè)的高毛利率主要是因為擴大產(chǎn)能形成的規(guī)模效應。隔膜成本主要包括人工成本、原材料、設備折舊、燃料及動力。國內(nèi)企業(yè)制備鋰電隔膜的原材料和設備目前都依賴進口，成本差別不大。公司產(chǎn)線自動化程度越高，單位面積人工費用就越低。另外國內(nèi)龍頭企業(yè)積極擴產(chǎn)生產(chǎn)線，利用后發(fā)優(yōu)勢帶來的規(guī)模效應實現(xiàn)單位原材料成本和折舊的降低。但即使考慮到成本下降，我們認為快速增長的產(chǎn)能也將導致產(chǎn)品價格降幅超過成本降幅，隔膜行業(yè)的規(guī)模效應紅利將逐步減退。

遠期展望：長期來看，技術(shù)迭代才是企業(yè)發(fā)展的核心驅(qū)動力。鋰電隔膜是鋰離子電池產(chǎn)業(yè)鏈中最具技術(shù)壁壘的關(guān)鍵內(nèi)層組件，制備優(yōu)良性能的隔膜對工藝的要求很高。國內(nèi)隔膜目前普遍存在的問題是一致性不高，主要表現(xiàn)在不規(guī)律的缺陷，孔隙率不達標，厚度、孔隙分布以及孔徑分布不均等方面。客觀來說，目前國內(nèi)企業(yè)生產(chǎn)的隔膜與國外頂尖產(chǎn)品在產(chǎn)品質(zhì)量與性能方面依舊存在著較大差距。在當前階段我國隔膜企業(yè)只有不斷完善制備工藝，使自己的產(chǎn)品質(zhì)量接近海外頂尖水平；同時國內(nèi)企業(yè)還亟需提高技術(shù)研發(fā)能力，以應對可能發(fā)生的技術(shù)迭代。