固态锂电池是悬在锂电隔膜头上的达摩克利斯之剑吗？
一、锂电隔膜概述
1、产业链状况
隔膜处于锂电产业链中游。从产业链视角看，隔膜上游行业主要包括聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）及添加剂等石油化工行业，下游广泛应用于新能源汽车、储能电站、电动自行车、电动工具、航天航空、医疗及数码类电子产品等领域。其中动力领域是驱动隔膜需求增长的主要市场。
中国锂电池产业链
资料来源：公开资料整理
2、成本结构
锂离子隔膜是锂离子电池的关键材料之一，占电池成本30%左右，起到隔离正负极、允许锂离子通过形成闭环的作用。锂离子电池隔膜具有大量曲折贯通的微孔，能够保证锂离子自由通过形成充放电回路；而在电池过度充电或者温度升高时，隔膜通过闭孔功能将电池的正极和负极分开以防止其直接接触而短路，达到阻隔电流传导，防止电池过热甚至爆炸的作用。因此，锂离子隔膜的性能能够有效影响锂电池的安全、充放电及循环性能，是最为关键的组件之一。
资料来源：中国有色金属加工工业协会，华经产业研究院整理
二、隔膜行业高技术壁垒
1、高壁垒
隔膜行业具备较强的行业壁垒，先发企业具备优势。隔膜行业壁垒主要分为四大壁垒，分别为技术专利壁垒，目前全球只有帝人、LG、Celgard三家具备专利权，还有一部分企业如国内企业星源和恩捷等得到授权；生产设备和工艺壁垒，隔膜工艺的不同将直接影响隔膜的综合使用效果，即稳定性、一致性和安全性，从而影响锂电池的使用性能和安全性能。此外还有深厚的资金壁垒和客户壁垒。
资料来源：公开资料整理
隔膜行业具备较高的工艺壁垒，隔膜产品的工艺不同会直接影响到锂电池的电池转换率、寿命等，具体要求主要分为稳定性、一致性和安全性。除了对隔膜的绝缘性、化学稳定性等基础稳定性有所要求之外，还要求达到固定的孔径、浸润率和厚度等，此类要求受具体企业规格不同或有不同出入，具体性能也将有所不同。此外，对安全性也做出了一定的要求，需要足够的穿刺强度和尽可能高的熔化温度以防止短路等意外出现，减少事故发生率，实现难度较高。
资料来源：公开资料整理
三、隔膜行业发展现状
1、国产替代基本完成，进军全球市场
我国锂电隔膜市场发展经历了进口依赖期、高速发展期以及国产替代期三个阶段。基于锂电隔膜的技术壁垒与资金壁垒较高，我国隔膜市场起步晚，发展慢，2010年以前我国隔膜市场处于高度依赖国外进口的阶段，国内产品供给少、性能差，主要应用与低端锂电领域，高端隔膜几乎完全依赖进口。2010年后隔膜市场进入高速发展期，以星源材质、金辉高科、上海恩捷等为代表的一批隔膜企业通过自主研发掌握隔膜生产核心技术，打破国外技术垄断，同时加速产能扩张，逐步摆脱进口依赖，接近国际领先水平。2015年后我国锂电隔膜市场呈现爆发式增长，国产化率不断攀升，从2013年的40%增至2020年的93%，在满足国内需求的同时向国际市场输出高端隔膜，上海恩捷、星源材质已经成为国际锂电隔膜龙头企业。
中国锂电隔膜国产化进程
资料来源：公开资料整理
2、双技术路线对比
干法隔膜和湿法隔膜在原材料、生产设备、生产工艺和理化性能上差异显著。根据生产工艺的不同，隔膜主要可以分为湿法与干法两种技术路线，其中干法又可以具体分为干法单拉和干法双拉。相对于干法工艺，湿法工艺技术制备的隔膜微孔分布均匀性好，孔隙率高，抗拉伸能力强，理化性能优异，具备较强的稳定性和一致性，可以制备更轻薄的隔膜，但生产设备与工艺复杂、成本高于干法路线，能够满足中高端新能源汽车长续航的应用需求，契合锂电池提升能量密度的趋势。干法隔膜虽然在隔膜性能上不及湿法隔膜，较低的成本使其广泛应用于中低端动力电池、中低端3C消费电池、储能电池、电动工具等领域。
资料来源：公开资料整理
我国湿法隔膜渗透率自2015年起快速提升，契合高端动力锂电发展趋势，为未来主流技术路线。从隔膜产品结构看，2020年中国干法隔膜出货量达到11亿平米，同比增长超40%，湿法隔膜出货量为26亿平米，同比增长30%，增速不及干法隔膜，占比隔膜总出货量70%，市占率略有下降，但仍为市场主流路线。湿法隔膜占比不断提升的主要原因为市场对动力电池能量密度等性能提出更高的要求，综合性能更优的湿法隔膜更契合未来动力电池高能量密度发展趋势，叠加中高端数码电池应用占比提升，湿法隔膜需求逐步上升。
注：按出货量（单位：亿平方米）占比
资料来源：公开资料整理
四、隔膜市场现状
1、出货量状况
在锂电池的结构中，电池隔膜是关键的内层组件之一，也是技术壁垒最高的一种高附加值材料。隔膜的好坏决定了电池的界面结构、内阻等，直接影响电池容量、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GGII数据显示，2020年中国锂电池隔膜出货量为37.2亿平方米，较2019年增加了9.8亿平方米，同比增长35.77%。
资料来源：GGII，华经产业研究院整理
相关报告：华经产业研究院发布的《2021-2026年中国锂电隔膜市场调查研究及行业投资潜力预测报告》；
2、竞争格局
价格战加速低端产能出清，行业格局集中度提升明显。隔膜产业自2016年起经历数年价格战，以及前期产能快速扩张导致的低质产能过剩，促使隔膜产业在2017-2020年不断兼并收购加快行业整合，同时中小企业以及其中低端产能加速出清，2014年行业CR3市占率为35.5%，2020年则提升至64.7%。
资料来源：EV TanK，华经产业研究院整理
龙头企业资本横向整合+中小企业逐步淘汰出清，资源向头部集聚。过去几年隔膜行业发生多次横向并购，恩捷股份先后收购江西通瑞、苏州捷力和纽米科技，中材科技收购湖南中锂，通过并购整合与产能扩张以扩大其在隔膜市场的版图，市场占有率进一步提升，成长为隔膜市场龙头，不断压缩中小隔膜企业的生存空间。2020年上半年受到疫情等因
素影响全球动力电池市场需求低迷，在技术、产能、客户、资本上不具备竞争优势的中小隔膜企业生存艰难，淘汰出清，例如金冠股份、双杰电气等在激烈的市场竞争之下相继停产和转让相关锂电池隔膜生产线，市场集中度在头部企业资源整合以及劣势产能出清趋势下继续提升，未来头部企业将享有成本、客户、产能及技术优势，行业地位稳固，龙头效应显著。
资料来源：公开资料整理
五、锂电隔膜前景分析
1、固态锂电短期影响较小
固态电池是锂离子电池发展终极形态，具有超高的能量密度和安全性能，符合动力电池应用需求。固态电池将颠覆液态锂电体系，是当前最具发展前景的新型锂电技术，将经历半固态与全固态两种技术演化路径，极大提升锂电池能量密度与安全性能。固态电池技术的终极形态将实现去隔膜、去电解质化，转而采用固态电解质，短期来看，固态锂电的产业化面临较大的困难：1）固态电解质的导电性远不如电解液，导致固态电池的充放电倍率低，无法满足快充需求；2）固态电池采用的新型正负极材料生产难度较大，仍处于实验室或小规模量产阶段，生产成本远高于目前锂电材料，成本下探空间大、时间长；3）固态电池技术变革具有颠覆性，对目前液态锂电产业链体系产生较大冲击，固态电池产业链的构筑任重道远，产业链的重塑需要长时间的沉淀。基于以上分析，我们判断短期内固态电池产业难成气候，对现有隔膜产业链冲击并不大，未来头部企业扩产速度不减，行业格局与空间持续向好，市场不必过分担忧。
2、全球和中国新能源汽车发力
（一）全球状况
补贴政策加码助推欧洲电动车市场重回高增长态势。为刺激经济和消费，同时加快电动化进程，欧洲市场主要国家如德国、法国以及英国都加大了对新能源汽车的补贴及刺激力度，同时延长了补贴的期限，欧洲市场销量超预期。拜登政府多管齐下欲“赢得电动车市场”，美国新能源汽车销量成长性十足。据美国白宫表示，拜登政府将拨款1740亿美元以支持新能源汽车产业发展，其中1000亿美元将用于消费补贴，其余资金将用于校车、公车、运输车等的电动化以及在2030年之前建立一个由50万个新能源汽车充电桩组成的全国性充电网络以促进美国新能源汽车产业发展。
（二）中国状况
国内新能源市场在双积分政策与补贴政策推动下持续景气，政策+市场双轮驱动。中国过去几年间通过大力发展新能源车，销量从2015年的33.11万辆提升到了2020年的136.7万辆，已经成为全球最大的新能源汽车市场之一。2020年为中国新能源车市场消费引导的元年，新能源汽车的消费属性凸显，标志着我国新能源市场正由政策市转向消费市。根据中汽协最新数据显示，在车企不断推出优质新能源产品叠加消费者对新能源汽车的认可度不断提升下，2021年一季度我国新能源汽车销量达51.5万辆，同比增长2.8倍，预计2021年全年新能源汽车行业景气度仍将保持高位。
注：2020年全球销量为预测值