未来10年锂电池隔膜行业将消耗多少树脂原料？

平头哥发现，随着疫情的逐渐消退，车企开始陆续推出新能源车型，JEEP将推出全新Jeep指挥官PHEV，现代汽车表示，将在2025年推出44款以上新能源汽车，长安企业目前已经累积推出了33款新能源汽车。并且，在2020年内，蔚来、菲斯塔、丰田、荣威、几何、Aion、大众、小鹏、特斯拉和比亚迪，都将纷纷推出市场极为关注的几款新能源车型。

根据平头哥最新调查，目前全球车企已经纷纷表示燃油车的停止生产时间表，初步约在2035年之前都将全面停止生产燃油车，从而全部转向新能源汽车的生产。平头哥认为，新能源汽车未来必定是汽车行业的主要趋势，其中新能源电池也将成为大家关注的焦点。所以，本文平头哥主要对锂离子电池行业中对树脂的应用及消费情况进行梳理。

根据应用环境及特性的不同，新能源电池分为以下几个大类，分别是磷酸铁锂电池、三元电池、镍氢电池和氢燃料电池。

图1：中国新能源电池分类及优劣势比较

锂离子电池是一种二次电池（充电电池），它主要是靠锂离子在正极和负极之间移动来工作，锂离子电池是近年来由锂电池发展起来的一种新型电源，也是世界各国争相研究、开发的热点。锂离子电池主要是由正极材料、负极材料、电解液和隔膜四大部分以及电池壳、电池盖等组成。

图2：锂电池主要部件组成结构图

经过平头哥调查发现，锂电池中用于PP和PE的部件，分别在锂电池的外包装材料和锂电池隔膜材料，其中锂电池外包装材料多用铝塑膜等材料，PP膜占比较小。

图3：中国锂电池主要部件材料组成

隔膜是锂离子电池的重要组成部分，它位于电池内部正负极之间，保证锂离子通过的同时，阻碍电子传输。隔膜的性能决定了电池的界面结构、内阻等，直接影响电池的容量、循环以及安全性能等特性，性能优异的隔膜对提高电池的综合性能具有重要的作用。根据物理、化学特性的差异，锂电池隔膜可以分为：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。

虽然类型繁多，至今商品化锂电池隔膜材料主要采用聚乙烯、聚丙烯微孔膜。

目前，锂离子电池隔膜制备方法主要有湿法和干法。干法生产工艺又细分为单向拉伸工艺和双向拉伸工艺，制备出低结晶度的高取向聚丙烯或聚乙烯薄膜，在高温退火过程中，获得高结晶度的薄膜。这种薄膜先在低温下进行拉伸形成微缺陷，然后高温下使缺陷拉开，形成微孔。干法双向拉伸工艺是中国科学院化学研究所在20世纪90年代初开发出的具有自主知识产权的工艺。

平头哥了解到，湿法生产工艺，又称相分离法或热致相分离法，湿法工艺将液态烃或一些小分子物质与聚烯烃树脂混合，加热熔融后，形成均匀的混合物，然后降温进行相分离，压制得膜片，再将膜片加热至接近熔点温度，进行双向拉伸使分子链取向，最后保温一定时间，用易挥发物质洗脱残留的溶剂，可制备出相互贯通的微孔膜材料。湿法和干法各有优缺点，其中，湿法工艺薄膜孔径小而且均匀，薄膜更薄，但是投资大，工艺复杂，环境污染大，湿法生产工艺采用聚乙烯基材，聚乙烯基材的熔点只有 140℃，所以生产的锂电池隔膜的热稳定性较差；而干法工艺相对简单，附加值高，环境友好，但孔径和孔隙率难以控制，产品难以做薄。

锂电池隔膜干法工艺主要原料是用聚丙烯（PP）,其中约有96%以上用的是均聚PP,约有4%用的是共聚PP,而湿法工艺的主要原料是聚乙烯（PE）,其中98%以上用的是超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)，约2%用的是高密度聚乙烯（HDPE），锂电池隔膜企业采用的聚乙烯、聚丙烯原料92%以上是进口料。

2019年全国锂离子电池产量为1572184.4万只，同比增长4%。整体呈现快速增长的势头。锂电池主要集中在消费锂电池(数码产品用)、动力锂电池(新能源汽车)和储能锂电池(工业储能用)三大行业。由于工业储能电池目前基数较小，而消费锂电池虽然目前占比较大，但下游3C电子需求趋于饱和，近年来占比逐渐下滑，动力电池需求将是推动锂电池行业高增速长的主要动力。

根据统计，2019年我国锂电池隔膜出货量达到27.4亿平方米，同比增长35.6%。近几年新上的隔膜厂都选定湿法路线制造PE隔膜，以前有名的干法隔膜制造企业（如深圳市星源材质科技股份有限公司、沧州明珠）也纷纷增加湿法隔膜产线，湿法隔膜产量占比迅速提高，2019年湿法隔膜产量占到总体产量的72.6%，较2018年提高7.6个百分点。

平头哥耗时数月，咨询了全国大部分的锂电池隔膜生产企业，对其生产规模、开工情况、原料采购规模、原料来源等内容进行了问卷调查，得到以下非常重要的结论：

1、中国锂电池隔膜材料生产企业，其原料树脂的采购规模总计在3-4万吨左右，其中干法隔膜生产工艺对原料的消费规模在2万吨左右，湿法隔膜对原料的消费规模在2-3万吨。

2、锂电池隔膜生产企业中，对原料的消费规模多数为小规模，年消费规模在几百吨的生产企业占比约在83%左右，而年采购规模超过1000吨的生产企业占比仅有17%左右。可见，中国锂电池隔膜生产企业对原料的消费水平有限。

3、中国锂电池隔膜材料，对原料的消费规模主要集中在广东，占到我国锂电池隔膜材料对原料的消费占比17%左右，是我国最大的锂电池隔膜材料原料消费地区，其次是河北，占比在16.5%左右。从锂电池隔膜行业对原料的消费省份来看，主要企业聚集在华东、华南和华北地区。

4、根据平头哥对隔膜材料生产企业的调查发现，其中干法生产工艺中，采用均聚PP为原料的占比达到96%，而采用抗冲共聚PP为原料的干法隔膜占比为4%，可见大多数企业采用均聚PP为原料生产干法隔膜材料。而湿法隔膜材料中，其中98%原料为超高分子量聚乙烯，另外2%采用HDPE为树脂原料生产，所以，湿法工艺生产的隔膜材料绝大多数为超高分子量聚乙烯生产。

5、平头哥根据对有效样本企业原料来源的调查，得到以下结论：一是锂电池隔膜企业的原料大多数为进口原料，进口原料的占比达到97%，而3%为采用中石化、中石油的生产专用料，其中多为干法隔膜材料的生产，也就是锂电池隔膜材料企业绝大多数为进口原料生产。二是锂电池隔膜材料企业多选用日本和韩国的专用料生产，如大韩油化、日本旭化成、三井等隔膜专用料，占比大多数，另外，还有少数企业选用巴塞尔、泰科纳等隔膜专用料生产。

对于未来来说，平头哥认为，在新能源电池行业中，手机市场由于开拓难度较大，前期放量基本满足市场需求，预计未来增速将有所减缓。笔记本电脑、平板电脑产量降幅将继续收窄，但仍然保持下滑态势，可穿戴设备、无人机等其他消费类产品虽然有望呈现快速增长势头，但整体规模偏小。

未来锂电池的需求驱动力主要来自动力电池的需求，汽车是我国国民经济的重要支柱产业，基于能源结构安全和环境保护压力，发展节能环保的新能源汽车已成为迫切的需求。平头哥预计未来汽车工业将保持高速增长，2020年、2025年、2030年新能源汽车产量将分别达到181万辆、700万辆、1600万辆，分别占汽车总量的7%-10%,15%-20%,30%-45%。

新能源汽车的发展也将会带动锂电池行业的发展，预计至2020年，中国锂电池产量有望达到180亿支左右，至2030年，中国锂电池产量预期在981亿支左右。

平头哥粗略计算，根据一亿支锂电池等于0.449Gwh，而1Gwh 需要0.2亿平电池隔膜计算，至2020年，中国锂电池隔膜的需求量预期在23.6亿平方米左右，2017年至2020年锂电池隔膜需求量保持37%左右，至2030年前后，预期对锂电池隔膜的需求量在92.21亿平方米左右。

图4：中国锂电池及隔膜生产规模预测

注：一亿支等于0.449Gwh，1Gwh 需要0.2亿平米电池隔膜；

与国外相比，国内企业之前生产的隔膜主要是以干法拉伸为主，且多为中低端产品，湿法高端产品多年来一直被国外企业所垄断。但是，近年来随着国内隔膜企业在湿法工艺上的持续改进，以及湿法涂覆隔膜性能优势显著，动力电池领域渗透率提升，湿法需求增长推动国产化进程，湿法隔膜的产量和性能也越来越接近国外企业水平，造成国内企业纷纷迅速扩产湿法隔膜，隔膜市场的格局也发生变化，湿法工艺占比在不断扩大，平头哥预期未来将保持主导地位。2018年湿法工艺占60%，预计2020年、2025年、2030年，湿法工艺占比将分别是69%、73%和84%，未来湿法隔膜将逐渐取代干法隔膜。

平头哥认为，锂电池隔膜干法工艺对聚丙烯的用量将从2019年的1.7万吨增加至2030年4.14吨，平均增速为8.43%，湿法工艺对聚乙烯的用量将从2019年1.1万吨增加至2030年16.46万吨，平均增速在27.%，

平头哥认为，未来中国锂电池隔膜行业的发展，将很大程度上驱动聚乙烯树脂原料的消耗，其中超高分子量聚乙烯将是未来锂电池隔膜行业消费的主要树脂产品。为此，国内很多超高分子量聚乙烯已经纷纷转产锂电池隔膜专用料，如扬子石化、上海联乐化工等。虽然目前以进口料为主，但是平头哥认为，在庞大的需求驱动下，未来超高分子量聚乙烯锂电池隔膜料预期将快速实现国产化，进一步助力中国锂电池行业的发展。