中国热点化工产品市场分析344
电池隔膜国产化打响攻坚战
□ 中国化信储能材料信息研究中心 李舜
国外企业垄断高端市场
锂离子电池相对于其他二次电池具有能量密度高、循环寿命长、自放电率小、无记忆效应和绿色环保等突
出优势，自1992年日本索尼公司推出第一块商品化锂离子电池以来，其就成为了化学电源领域中最具竞争力
的电池品种之一。作为锂离子电池的关键材料，电池隔膜的成本占到了锂电池电芯成本的近1/3，其性能决定
了电池的界面结构和电池的内阻等，进而影响电池的容量、循环性能与安全性。近几年，锂离子电池原材料已
基本实现了国产化，但隔膜材料却主要依赖进口，尤其是动力电池用高端膜材料更是如此。
2010年全球锂离子电池隔膜产量达3.51亿m2，同比增长38%，仅我国的需求量就超过了1.2亿m2。随着
电动车市场的启动，未来的隔膜市场将有更大幅度的提升。据台湾工研院预测，2013年全球隔膜需求量可达
5.63亿m2。目前国际主要厂商均处于扩产进程中，几乎所有厂商都将在今后两年内将产能提高一倍以上。面
对80%的隔膜依赖进口的现状，我国隔膜实现进口替代的潜力巨大。
锂离子电池隔膜主要为多孔性聚烯烃，可分为单层聚丙烯微孔膜（PP）、单层聚乙烯微孔膜（PE）、聚丙烯
/聚乙烯多层微孔膜等。由于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，一直以来为隔
膜加工的主要材料之一。现有的聚烯烃隔膜生产工艺可分为干法和湿法两大类，细分生产工艺达6种之多。除
聚烯烃材料外，已经实现商用的电池隔膜材料还有陶瓷，德国赢创拥有陶瓷隔膜SEPARION的专利，该材料电
化学性能十分优异，但在使用过程中容易掉渣，材料易碎且价格昂贵。与之相比，聚烯烃材料的性能价格比更
易被市场认可。
目前，国外聚烯烃电池隔膜生产企业主要有：Celgard（持有干法单向拉伸制造工艺专利）、UBE（日本宇
部）、日本旭化成、Tonen（东燃化学）、住友化学、美国Entek及韩国SK等（见表1）。
从2011年世界锂离子电池隔膜的市场占有率分布来看，依然是国外厂商占据绝对的主导地位。其中日本
旭化成约占22%，Celgard为22%，东燃化学20%，UBE为10%，美国Entek为6%，韩国SK为12%，住友化学为
1%，日东电工为1%左右，其他市场份额为中国企业所占据。
国内企业追赶步履维艰
正因为存在差距，所以国内相关企业与科研机构的努力一直没有间断。目前国内企业主要有星源科技、金
辉高科、格瑞恩、桂林新时科技等（见表2），研究机构有中科院化学所、理化所、广州化学所等。总体来讲，
国内企业的产品质量相对较差，主要还是面向中低端群体。
据不完全统计，目前国内隔膜企业宣称已建成的总产能已达1.3亿m2/a，预计到2013年这一数字将突破
4亿m2/a。加之国外隔膜厂家陆续扩产，其扩产后的总产能将有望超过5亿m2/a，如此大的产能已远远超出市
场需求量。在电动汽车等下游产业尚未启动、传统手机数码电器市场饱和之时，就已涌现出大批锂电池材料生
产企业，这样的超前投资，势必造成产能的严重过剩和资源的浪费。
技术壁垒难突破
隔膜技术难度在于造孔的工程技术以及基本材料。其中造孔的工程技术包括隔膜造孔工艺、生产设备以及
产品的一致性；基本材料包括聚烯烃材料以及添加剂配方。虽然都是经纵向、横向拉伸制膜，但却是一个复杂
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，只有掌
握了生产所需的高要求的工艺配方，才能在孔均匀度及厚度均匀性等关键指标方面取得突破。具体来说，工艺
技术难点主要集中在以下几个方面：①传统制备隔膜工艺的相关专利基本被美国和日本少数国家垄断，我国在
生产技术方面缺乏自主知识产权；②国内企业在隔膜生产的关键材料、配方方面缺乏研究，往往是膜很容易做
出来，但合格率低、一致性差，无法大规模产业化生产；③隔膜工艺对设备要求苛刻，设备加工精度及运行控
制的偏差，限制了产业化生产。目前主要的几种锂电池隔膜生产工艺情况见表3。
从目前的技术来看，传统的PP、PE为主的隔膜并不能完全满足锂离子动力电池的需求。而三层膜和无机
复合膜技术，国内研究进度落后，绕开专利问题实现突破比较困难。目前国内也已出现了多种独辟蹊径的技术
路线，其中代表性的是中科院理化技术研究所研发的静电纺丝技术，该项技术制成的纳米纤维锂离子电池隔膜，
可以获得最高75%的高孔隙率，14C放电时电池能量保持率高达74.4％，循环性能、热稳定性、高倍率放电性
能均优于国外隔膜，但是这种技术真正实现产业化，还需要若干年的时间。另外一种技术是由深圳惠程电气股
份有限公司领衔研发的聚酰亚胺纳米纤维隔膜，据称，该材料孔隙率最高可达94%，15C充放电时电池能量保
持率高达81％，市场人士预测该技术或许将实现对聚烯烃隔膜的替代。
占领市场绝非一日之功
尽管突破的难度大，但是我们还是欣喜地看到了国产锂电池隔膜产业已经起航。深圳星源材质与佛山金辉
光电是我国起步最早的两家隔膜生产企业，目前产品已在世界市场上占据一定份额，上述企业也都是在经过若
干年的艰苦研发和磨合的过程之后，才走出了一条具有特色的产业化之路。从国内外各大厂家的成功经验来看，
任何高技术含量产品的研发、生产再到市场推广与应用改进，绝不可能毕其功于一役。
产品质量稳定主要取决于工艺、设备、原料及操作四大要素，前三者为硬性条件，而操作则更侧重于企业
的管理和品质控制等软性条件。在工艺、设备和原料方面，国内均存在一定差距。不少有胆识和魄力的企业家
们也认识到了这一点，他们主动对接研究院所与原料供应企业，在具有自主知识产权工艺的中试放大和聚烯烃
专用料研发方面迈开了步子。相信今后若干年，国内隔膜市场将发生革命性的变化，届时将有望涌现出若干家
具有核心竞争力的民族企业，占领更大的市场份额。
表1 国外主要聚烯烃电池隔膜生产企业概况 万m2/a
制造商 结构 组成 加工方法 商用名 产能/万m2
旭化成 单层 PE 湿法 Hipore 17000
Polypore/Celgard 单层 PP、PE 干法/湿法 Celgard 7000
多层 PP/PE/PP 干法 Celgard
PVDF覆盖 PVDF、PP、PE、PP/PE/PP 干法 Celgard
Entek 单层 PE 湿法 Teklon 1100
东丽/东燃化学 单层 PE 湿法 Setela 6800
UBE 多层 PP/PE/PP 干法 U-Pore 2400
住友化学 多层 聚烯烃/芳香族聚酰胺 PERVIO 1600
SK energy 多层 PP/PE/PP 干法 1500
单层 PE 干法
TDK/日东电工 单层 PE 湿法 SUNMAP -
表2 2010年我国主要隔膜生产企业情况
公司名称 年产能及投产情况
深圳星源材质科技股份有限公司 4000 万m2/a，5000 万m2/a项目正在建设中，预计2013年建成
佛山金辉高科光电材料有限公司 1200万m2/a， 计划扩充到4500万m2 /a
新乡格瑞恩新能源材料股份有限公司 3500万m2/a，计划扩充到6000万m2/a
桂林新时科技有限公司 600万m2/a
山东正华隔膜科技有限公司 500万m2/a
常州中科来方能源发展有限公司 2009 年5 月开工投产， 产能未知
南通天丰电子新材料有限公司 3000万m2/a
台湾高银化学股份有限公司 452万m2/a
表3 锂电池隔膜生产工艺情况
干法 湿法
生产方式 单向拉伸 双向拉伸
工艺原理 晶片分离 晶型转换 相分离
方法特点 设备复杂，精度要求高，投资 设备复杂、投资较大， 设备复杂、投资较大、周
大、工艺复杂、控制难度高、 一般需成孔剂等添加剂 期长、工艺复杂、成本
环境友好。 辅助成孔。 高、 能耗大、控制简单。
产品特点 微孔尺寸、分布均匀、微孔导 微孔尺寸、分布均匀， 微孔尺寸、分布均匀，适
通性好、能生产不同厚度的产 稳定性差，现只能生产 宜生产较薄产品，主要用
品，能生产PP、PE产品和三 较厚规格PP膜。 于生产单层PE膜。
层复合产品。
专利权归属 Celgard 中国科学院化学研究所 -