2017年中国锂离子电池隔膜市场状况 【图】

    隔膜是决定锂离子电池性能、安全性和成本的重要部分。锂离子电池的放电原理是正极材料中的锂离子Li+脱嵌，通过电解液移动到负极中，电子则通过外电路从正极移动到负极中形成电流。正负极材料一旦发生接触就会导致电池发生短路，甚至发生燃烧和爆炸。

    相关报告：智研咨询发布的《2017-2023年中国动力电池市场深度分析及投资战略研究报告》

锂电池隔膜的一般要求

    注：MD为machinedirection，TD为transversedirection

资料来源：公开资料整理

不同类型的隔膜的性能特点

资料来源：公开资料整理

    隔膜是一种绝缘材料，其主要作用在于防止正负极材料接触导致短路，是保障电池安全的最重要部分之一。隔膜能够浸润在电解液中，而且表面上有大量允许锂离子通过的微孔。材料、厚度和微孔数量等等特性都会影响锂离子穿过隔膜的速度，进而影响到电池的放电倍率、循环寿命等性能。

    在四大锂离子电池材料中，隔膜的成本占比仅次于正极材料，四大锂离子电池材料中，隔膜技术壁垒最高，毛利率最高。

    隔膜的性能决定于基体材料的选取和制作工艺，主要包括稳定性、一致性和安全性，对于电池的放电倍率、内阻、循环寿命、安全性等特性有决定性影响，具体包括以下几点：

    一、稳定性——基体材料影响较大，实现难度较低

    不同的材料选择对于隔膜的稳定性有较大影响，主要包括电子绝缘性、化学稳定性、拉伸强度和收缩率。电子绝缘性是隔膜的最基本特性，隔离正负极材料，防止电池发生短路。化学和电化学稳定性指的是隔膜需要在具有腐蚀性的电解液以及电压下保持稳定性，保证有较长的使用寿命。较强的拉伸强度和较小的收缩率能够保证隔膜在挤压、高温等环境中不变形，进而防止正负极材料发生接触而短路。由于只需要选择了基体材料，也就确定了隔膜的稳定性，因此在工艺上实现难度较低。

    二、一致性——工艺影响较大，实现难度较高

    隔膜的一致性决定于生产工艺，主要包括孔径、孔隙率、浸润性和厚度，通过影响锂离子的通透性而对于电池的内阻有决定性影响。孔径指的是隔膜上微孔的大小，孔径越大锂离子的通透性越好，但容易造成隔膜穿孔导致电池微短路，通常湿法隔膜的孔径在0.01~0.1um，干法隔膜的孔径在0.1~0.3um。孔隙率指的是微孔体积占隔膜总体积的比例，孔隙率越大，锂离子的通透性越好，但也容易降低隔膜的强度和闭孔性能，造成安全隐患，通常孔隙率为40%-60%。浸润性指的是电解液对隔膜的浸润程度，相同厚度的隔膜，能够吸收的电解液越多，说明浸润性越好，锂离子的通透性也就越好。隔膜厚度越厚，抵抗穿刺的能力越大，电池的安全性也就越高，但会降低锂离子的通透性，而且厚度越高的隔膜能卷绕的层数越少，也会降低电池的容量。

    三、安全性——基体材料和工艺共同影响，实现难度较高

    隔膜的安全性受基体材料和制作工艺的共同影响，主要包括穿刺强度、融化温度和闭孔温度，实现难度较高。隔膜需要有足够的抗穿刺强度保障在生产和使用过程中的安全，生产过程中，电极表面和边缘容易产生毛刺；使用过程中，锂容易形成枝状的晶体，毛刺和锂晶体都容易刺穿隔膜，造成电池短路。熔化温度指的是隔膜材料发生熔化的温度，电池使用过程中容易发生电池温度上升的情况，隔膜熔化会导致电池发生短路，因此熔化温度越高，安全性越高。闭孔温度指的是达到一定温度后，隔膜的微孔会关闭，通过阻止锂离子的通过而自动断电，达到防止电池过热的目的。

锂离子电池隔膜的特性和技术要求

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    隔膜需要在轻薄化和安全化之间寻找平衡，便携类电池更注重轻薄化，动力电池更注重安全化。以现有的技术讲，隔膜轻薄化和安全化存在一定冲突，厚度越厚，隔膜防止刺穿的能力和稳定性越好，因此安全性越高，但也由于能卷绕的次数减少而降低电池容量。便携类电池和动力电池需要在能量密度和安全性之间寻找一个平衡，便携类电池更注重电池能量密度，而提高安全性是动力电池更迫切的需求。因此，目前便携类锂离子电池通常使用9-20um 的单层隔膜，动力电池通常使用25-40um 的双层隔膜，而对于一些对安全性有特殊要求的电池，会使用40um 厚度以上的隔膜。轻薄化和安全化之间寻找平衡主要是受制于当前的技术条件，便携式和动力电池都需要提高能量密度和安全性。因此，在保障安全性的基础上，轻薄化是便携式和动力电池的共同发展趋势。

    目前国内高端锂电池隔膜供应厂商仍然稀缺，能够进入高端电池厂商供应链的仍然只有星源材质、沧州明珠等少数技术实力、产品性能质量出众的企业。

2015年我国主要隔膜生产商产能统计图

资料来源：公司公告

    中国2014年锂离子电池隔膜产量达到5.75亿平方米，占到全球总产量的48%左右，产值达20.5亿元。从增长幅度看，2014年中国隔膜产量同比增长94.08%，产值同比增长15.32%，增幅远远低于产量增幅（价格下降所致）。

2009-2015年中国锂电池隔膜产量及占全球比重分析

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    在动力锂电池快速放量的推动下，2015年中国锂电池隔膜产量同比大增65.22%至9.5亿平方米左右，行业产值增长至31.4亿元。

2009-2015年我国锂电池隔膜产值走势图

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