11月18日，工信部網(wǎng)站發(fā)布消息，公開征求對《鋰離子電池行業(yè)規(guī)范條件（2021年本）》（征求意見稿）（下稱《規(guī)范條件》）和《鋰離子電池行業(yè)規(guī)范公告管理辦法（2021年本）》（征求意見稿）的意見。《規(guī)范條件》對新建設(shè)的鋰離子電池產(chǎn)業(yè)布局和項目設(shè)立提出了量化指標(biāo)。具體來看，消費性電池能量密度≥260Wh/kg，電池組能量密度≥200Wh/kg，聚合物電池體積能量密度≥600Wh/L。循環(huán)壽命≥600次且容量保持率≥80%。儲能型電池能量密度≥145Wh/kg，電池組能量密度≥110Wh/kg。循環(huán)壽命≥5000次且容量保持率≥80%。對于備受市場關(guān)注的動力型電池，《規(guī)范條件》要求，能量型電池能量密度≥180Wh/kg，電池組能量密度≥120Wh/kg。循環(huán)壽命≥1000次且容量保持率≥80%。目前，國內(nèi)三元電池不管是單體能量密度，還是電池組能量密度，均已超過上述要求。而磷酸鐵鋰動力電池的電池組能量密度在CTP、刀片電池等新技術(shù)的應(yīng)用下也超過120Wh/kg，但單體能量密度仍低于180Wh/kg，約為160Wh/kg。這意味著，若上述要求成為產(chǎn)業(yè)布局和項目擴產(chǎn)的門檻，短期內(nèi)可能會對磷酸鐵鋰動力電池的擴產(chǎn)帶來影響。除能量密度要求外，《規(guī)范條件》對鋰離子電池的正負極材料、隔膜和電解液也同樣明確了量化指標(biāo)。比如，正極材料中磷酸鐵鋰比容量≥150Ah/kg，三元材料比容量≥175Ah/kg；負極材料的碳（石墨）比容量≥335Ah/kg；濕法雙向拉伸隔膜的縱向、橫向拉伸強度分別要≥100MPa、60MPa；電解液的水、氟化氫、金屬雜質(zhì)單項含量要分別≤20ppm、50ppm、1ppm。需要說明的是，《規(guī)范條件》開宗明義地表示，“本規(guī)范條件是鼓勵和引導(dǎo)行業(yè)技術(shù)進步和規(guī)范發(fā)展的引導(dǎo)性文件，不具有行政審批的前置性和強制性。”并強調(diào)，文件的出臺旨在“引導(dǎo)企業(yè)減少單純擴大產(chǎn)能的制造項目，加強技術(shù)創(chuàng)新、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本” 。與此同時，《規(guī)范條件》也提出，工信部組織研究機構(gòu)、檢測機構(gòu)將對企業(yè)進行檢查，定期公告符合本規(guī)范條件的企業(yè)名單。事實上，引導(dǎo)動力電池行業(yè)健康、良性發(fā)展始終是主管部門關(guān)注的重點。今年初，江蘇省發(fā)改委發(fā)布的《關(guān)于切實加強汽車產(chǎn)業(yè)投資項目監(jiān)督管理和風(fēng)險防控的通知》就提到，在動力電池產(chǎn)能方面，江蘇省建成產(chǎn)能約150GWh，已超過2020年全國裝機量需求，但仍有一批在建、擬建動力電池項目，產(chǎn)能階段性過剩風(fēng)險將進一步凸顯。上證報統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，僅在過去1個月，以寧德時代、億緯鋰能等為代表的A股鋰電龍頭公司已經(jīng)宣布了合計高達千億元的投資擴產(chǎn)計劃。其中，寧德時代在11月5日宣布2個項目投資計劃，金額合計150億元；同日，億緯鋰能公告，計劃在荊門市完成固定資產(chǎn)投資305.21億元，建設(shè)年產(chǎn)152.61GWh的動力儲能電池產(chǎn)業(yè)園項目。毫無疑問，在這個時間節(jié)點下發(fā)布的《規(guī)范條件》，多少會讓當(dāng)前如火如荼的動力電池擴建潮冷靜一番。
該《規(guī)范條件》對于隔膜行業(yè)會有何影響？
隔膜是鋰電池四大材料之一，是一層多孔的薄膜，用來隔離正負極以防止在發(fā)生電離反應(yīng)時正負極反應(yīng)造成短路，但不影響鋰離子通過薄膜，其性能、質(zhì)量的好壞直接決定電池充放電效率、循環(huán)使用壽命、電池容量以及安全性能。隔膜在電池中的成本占比，一般在 8%-10%左右。隔膜基本性能要求需要至少滿足五個條件：具有良好的電解液離子透過性；厚度盡可能薄，但具有較強的物理耐久性；較為均勻的孔徑和孔隙率；對電解液的浸潤性好并具有足夠的吸液保濕能力；化學(xué)穩(wěn)定性等。
1.隔膜的分類
按工藝分類，隔膜主要有兩種：干法（熔融拉伸法）和濕法（熱致相分離法）。干法膜主要生產(chǎn)PP膜，經(jīng)歷幾十年發(fā)展，工藝較為成熟，具體分為單向拉伸和雙向拉伸；濕法主要生產(chǎn)PE膜。干法工藝主要是將聚烯烴樹脂熔融，擠出制成結(jié)晶性聚合物薄膜，結(jié)晶化后獲得高結(jié)晶度結(jié)構(gòu)，隨后在高溫下拉伸，將結(jié)晶結(jié)構(gòu)剝離，形成多孔薄膜。該方法設(shè)備成熟、流程相對簡單、生產(chǎn)無污染。濕法工藝主要是將液態(tài)烴或一些高沸點小分子物質(zhì)與聚烯烴樹脂混合后熔融，經(jīng)擠出、流延、雙向拉伸、萃取等工藝制備出相互貫通的微孔膜。隔膜在鋰離子電池開發(fā)的初期主要應(yīng)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，因此干法隔膜較為適用。動力鋰電池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要求，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(fù)合材料的方向發(fā)展，結(jié)構(gòu)上也從簡單結(jié)構(gòu)向復(fù)雜結(jié)構(gòu)發(fā)展。
2.濕法涂覆膜
從電池屬性和成本角度考慮，目前動力電池中磷酸鐵鋰電池大多使用干法隔膜，而三元鋰電池使用濕法隔膜，高鎳三元因其對隔膜要求更高大多使用濕法涂覆隔膜。傳統(tǒng)鋰電隔膜基材為 PE、PP，隨著對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)已成為濕法隔膜主流的技術(shù)方向。目前市場主流的涂覆有兩類：無機涂覆和有機涂覆。無機涂覆，主要使用陶瓷材料，在隔膜表面涂覆無機陶瓷材料能有效改善隔膜性能，包括熱穩(wěn)定性、耐高溫、提高穿刺強度；也可以使用勃姆石涂布，該材料是繼陶瓷材料之后的新興無機涂布材料，能有效提升安全性、充放電性能和循環(huán)性能等。有機涂覆，其中芳綸涂布目前應(yīng)用較廣，在松下供給特斯拉的 NCA 電池上已全面使用，相對于無機陶瓷其在浸潤性、和輕量化方面具有一定的優(yōu)勢。PVDF（聚偏氟乙烯）涂覆隔膜具有低內(nèi)阻、高（厚度/空隙率）均一性、力學(xué)性能好、化學(xué)與電化學(xué)穩(wěn)定性好等特點。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濕的能力，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。此外，更為先進的復(fù)合涂覆技術(shù)：復(fù)合涂覆，即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，這種涂覆工藝還未大規(guī)模應(yīng)用。
3.隔膜的成本構(gòu)成
隔膜的成本包括了原料成本、能源成本、人工成本及折舊攤銷等等，其中原料成本占比最大，約為 41%，主要為制作隔膜所需的主材和輔助材料，其中包括主材 PE、PP 和輔材石蠟油（白油）、二氯甲烷等等，合計占比近 80%。能源成本主要包括水電費用。
4.行業(yè)格局
2020 年，中國鋰電隔膜出貨量 37.2 億平方米，同比增長 35.8%。隔膜出貨量保持同比高增的主要原因在于 2020 年下半年國內(nèi)疫情已經(jīng)緩解，動力電池、3C電池及儲能電池均有較高的增速，同時，由于國內(nèi)隔膜企業(yè)的具有成本優(yōu)勢，搶占更多的海外份額。同年，干法隔膜和濕法隔膜出貨量占比分別為 30%和 70%，市占率方面濕法隔膜整體占比大于干法隔膜。得益于磷酸鐵鋰電池的復(fù)蘇，2020年濕法隔膜出貨量26億平方米，同比增長30%；干法隔膜出貨量11億平方米，同比增長超過40%，干法隔膜的增速大于濕法隔膜。隔膜行業(yè)競爭格局是鋰電池四大材料中最好的，尤其是濕法隔膜，已經(jīng)形成了一超多強的格局。2020至2021年H1，濕法隔膜CR3從81.10%提升至84.90%，行業(yè)集中度進一步提高，這與頭部企業(yè)產(chǎn)能大幅增長有關(guān)。近年來隔膜價格的不斷下滑疊加疫情因素影響，很多中小隔膜企業(yè)被淘汰，頭部企業(yè)利用產(chǎn)能、技術(shù)和成本優(yōu)勢與國內(nèi)外大型電池企業(yè)進行深度綁定，進一步穩(wěn)固和提升市占率。
圖：2021年上半年濕法隔膜市占率
2020 至 2021 年 H1，干法隔膜 CR3 從 73%下滑至 56..90%，行業(yè)集中度有所下滑，與傳統(tǒng)干法隔膜龍頭逐步向濕法隔膜轉(zhuǎn)型有關(guān)。隔膜行業(yè)擴產(chǎn)周期長，擴產(chǎn)對資金和技術(shù)的要求較大，有效產(chǎn)能釋放需要2年以上，時間較長。
5.結(jié)論
根據(jù)《規(guī)范條件》的要求，即便是目前很優(yōu)秀的刀片電池，能量密度僅有150Wh/kg，全行業(yè)只有國軒的電池達到210Wh/kg。這是否意味著，整個磷酸鐵鋰電池沒法擴產(chǎn)了？而三元鋰電池能量密度普遍在200Wh/kg以上，擴產(chǎn)毫無阻礙。呼聲比較高的，是之前講過的磷酸錳鐵鋰。相比磷酸鐵鋰，磷酸錳鐵鋰電池的能量密度可以提升15%以上。安全性、壽命方面也都有比較強的優(yōu)勢。但動力電池技術(shù)路線和產(chǎn)線的更改，絕非一朝一夕可以完成。通常至少需要18個月以上。而主要用于磷酸鐵鋰電池的干法隔膜，短期內(nèi)產(chǎn)量大概率受到影響，且勢必推動干法隔膜企業(yè)加快向濕法隔膜轉(zhuǎn)型。受此影響的企業(yè)有：星源材質(zhì)、滄州明珠、中材科技等。可以預(yù)見，工信部《規(guī)范條件》的頒布，將迫使隔膜行業(yè)涂敷技術(shù)加快多樣化和產(chǎn)業(yè)化進程。受此利好的企業(yè)有：恩捷股份、長園中鋰，重慶紐米等。
