作为当前顶流行业的话题，锂电池无疑是炙手可热的。
但是很多人在谈锂电池的时候，只谈锂电池，最多把目光延伸到喜欢冠名权的正极材料上，很少关注其他环节。
阴极材料显然不是唯一的英雄锂电池的背后，站着四个天王本文的主角锂电池隔膜就是其中之一
锂电池的话题度不是很高，起步较晚，但充斥着本土企业拼搏，弯道超车，高增长，高利润，隐形冠军，国产替代，核心专利，卡脖子等标签，可谓元素满满。
本文将围绕锂电池隔膜的基础技术，行业特点，市场现状和发展趋势，对这个不起眼的好行业进行分析。
四大天王之一
锂电池隔膜是锂电池正极和负极之间的多孔膜，是锂电池的四大主要材料之一其主要作用是隔离电池的正负极，防止短路，保证锂离子在充放电过程中正常通过微孔通道，保证电池的正常工作隔膜的性能对锂离子电池的内阻，容量，循环性能，充放电电流密度和安全性有重要影响
中国锂电池隔膜产业链
隔膜技术含量高，性能指标多一般来说，高端薄膜产品具有合理的孔径和分布，可以降低内阻，熨平电流，有效保证电池的能量密度和循环性能安全性方面，抗穿刺性和抗拉强度的提高可以增强材料的稳定性，良好的热稳定性和自发保护机制可以避免电池短路等风险事故
隔膜性能要求
目前商用锂电池隔膜主要有聚乙烯隔膜，聚丙烯隔膜和PE，PP复合多层微孔膜PE隔膜强度高，加工范围广，PP隔膜具有高孔隙率，透气性和机械性能普通3C电池主要使用单层PE膜或单层PP膜，动力电池一般采用PE/PP双层膜，PP/PP双层膜或PP/PE/PP三层膜
隔膜成本主要包括原材料成本，能源成本，人工成本和折旧摊销其中原材料成本占比最大，约为41%，主要是制作隔膜所需的主料和辅料，包括主料PE，PP和辅料石蜡油，二氯甲烷等，合计占近八成，折旧和摊销的高比例受到隔膜行业异常高的设备成本的影响，这将在下文中详细描述
不同等级的隔膜价格差异不小，使得隔膜在动力电池成本中的比重有一定程度的波动，从个位数到近20%不等，一般情况下，可以粗略估算为10%左右考虑到新能源汽车的电池成本已经很高了，隔膜在整车成本构成中也算是显眼的了
隔膜的生产工艺主要分为干法和湿法两大类，干法又可进一步分为单向和双向工艺:
干法:又称熔体拉伸法，是指将高分子聚合物和添加剂原料混合制成熔体，经挤出流动延迟后形成层状结构，再经热处理得到硬弹性聚合物薄膜，在一定温度下拉伸形成狭缝状微孔，热定型后制成微孔薄膜，
干式单向拉伸工艺流程
湿法:又称热致相分离法，是在聚烯烃中加入高沸点的小分子作为致孔剂，加热熔融成均匀体系，通过螺杆挤出铸片，拉伸后用有机溶剂萃取致孔剂，再通过热定型等工艺得到微孔膜。
湿法工艺流程
干法的核心原料是PP，生产设备的国产化已经基本完成，所以成本相对较低，而且由于几乎没有热收缩，安全性高，但最终产品横向强度差，微孔大小和分布不均匀，稳定性低干式隔膜适用于对成本敏感，但能量密度要求不高的应用场景，如储能市场双向拉伸只能生产单层隔膜，性能指标不突出，下游消耗很少，市场占有率很低
湿膜厚度更薄，微孔均匀，孔隙率高，可以提高电池的能量密度和循环性能，更符合当前电池的发展趋势和电池厂的需求下游需求远大于干膜，缺口还在拉大缺点是湿法工艺比较复杂，原料比较贵，设备投资大，所以生产成本比较高
从出货量来看，目前湿隔膜和干隔膜的市场份额差距巨大2021年湿隔膜出货量占比74%，比2020年增长3%，同期干单拉/双拉比例分别为24%/2%2022年上半年，湿膜占比将进一步提升5个百分点，达到79% 这一趋势主要是由于下游动力电池企业对电池性能要求的不断提高，湿隔膜的产品优势不断放大，湿隔膜产能不断增加以满足需求干法虽然在一定程度上受益于储能行业的扩张，但增速仍低于湿法，导致出货量占比持续下降但总的来说，隔膜市场还是典型的增量市场，干法和湿法都在增长，出货量没有下降
镀膜隔膜是最近几年来隔膜行业最重要的发展趋势。
涂布是指在聚烯烃膜上涂布特定的材料，改变基膜的性能，使之满足下游多样化的需求，本质上是一种改性的手段通过包覆处理，不仅可以提高隔膜的热稳定性和机械强度，还可以防止隔膜收缩引起的正负极大面积接触，提高隔膜的抗穿刺性，防止电池在长期循环条件下锂枝晶刺穿隔膜造成短路同时，涂覆工艺有利于增强膜的保液性和润湿性，从而延长电池的循环寿命总的来说，涂膜的性能明显优于基膜，更能满足下游电池厂日益提高的性能要求，产品溢价高，是膜行业的必然选择数据显示，2021年，镀膜占隔膜出货量的45%以上
镀膜隔膜工艺流程
涂层材料可分为无机和有机，无机材料主要包括陶瓷，有机材料主要包括PVDF，PMMA，芳纶等无机材料的主要优势是技术更成熟，生产成本更低，性价比高，经济性明显优于有机涂料有机涂层最大的优点是产品性能好，但价格贵
除了涂层材料，或者更准确地说，涂层颗粒，隔膜的加工过程还需要涂层溶剂涂布溶剂可分为水性和油性.油性涂层用于有机涂层颗粒其均匀性和附着力优于水性涂料，但成本较高，因此主要受到高端电池生产线的青睐水性涂料虽然性能上有所欠缺，但由于性价比高，更受成本敏感型企业的欢迎涂层溶剂和涂层颗粒的组合一起决定了最终薄膜产品的性能
在众多材料中，勃姆石以其更好的性能和经济性成为目前备受关注的涂层材料勃姆石作为一种新型陶瓷涂层材料，其核心性能指标优于早期主流氧化铝，且具有高度的国产化但氧化铝存在硬度高，成本高，设备磨损严重等问题，制约了其发展潜力因此，勃姆石正在迅速取代氧化铝从成本上来说，勃姆石以其低廉的材料成本，配合同样低成本的水性溶剂，成为所有涂层工艺中最低的加工路线，性价比优势相当突出
有机材料方面，芳纶纤维最受关注，一致性好，无颗粒，涂层薄是目前唯一可以单独镀膜的有机材料，其轻便性是其他材料所不具备的，符合振膜要兼顾安全和轻便的长远发展趋势但是芳纶的价格相当昂贵，目前勃姆石可以满足大部分性能要求，所以芳纶还没有得到广泛应用，主要是在高端电池上
目前无机覆膜占据了绝大部分的市场份额，占据主导地位，远远超过有机覆膜据锂离子研究院数据显示，2021年涂层隔膜出货量95%以上为无机涂层，其中，勃姆石2021年实现出货量1.8万吨，同比增速120%，渗透率超过60%
做隔膜不容易。
虽然隔膜在动力电池成本中的比重不低，对电池的性能也有重要影响，但整个行业的关注度明显不高相比新能源汽车的其他环节，隔膜行业最突出的特点就是行业壁垒相当高，几乎体现在各个方面
首先，电池隔膜是典型的重资产行业，固定资产占比明显高于其他电池材料以信达证券整理的6家主要电池材料代表性上市公司为例隔膜制造商恩杰和兴源材料的固定资产约占40%，远高于其他子行业
隔膜行业的重资产特征来自于行业内非常高的设备投资如星源材料制造的高性能锂离子电池湿法隔膜及涂层隔膜项目，总投资75亿元，硬件设备投资50.61亿元，占比67%，恩杰年产4亿平方米锂离子电池隔膜项目总投资17.5亿元，其中设备投资占81%
相比其他电池材料，隔膜行业的投资门槛也比较高，金额也相当惊人据机构测算，隔膜单个GWh投资通常在5500万以上，略高于三元阳极，是阳极材料的2~3倍，电解质的7倍
重资产，高投入的特点决定了进入隔膜行业难度较大新的参与者往往是有一定规模的大企业，需要打通供应链上下游，对创业公司不友好在行业内部，资金雄厚的头部厂商通常有更强的能力扩大生产线，提前锁定下游订单不断增长的需求，而二三线企业很难跟上，形成强者恒强的竞争格局
隔膜的另一个重要特点是生产难度大，对企业技术水平要求高，行业技术壁垒高隔膜的工艺流程远比其他电池材料复杂，不仅流程很长，而且很多环节都要求很高的精度，导致隔膜行业的平均良率很差不同层级的企业差距较大，从60%到近90%不等，远不及新能源汽车产业链其他环节90%以上的平均水平不同的良率会直接影响企业的生产成本和盈利能力，这也是隔膜行业的核心竞争力之一隔膜生产过程中很多环节都存在明显的损耗，过程中的辅助材料很难回收企业生产线的工艺水平对利润率的影响特别明显
生产流程，以恩杰股份为例
对生产技术的高要求本质上是对生产设备的高要求隔膜生产设备在很大程度上是非标准化的，设备的选择必须根据工艺特点进行定向和匹配通常是隔膜厂家根据生产情况和设备厂家一起设计定制，对设备供应商的制造水平要求极高目前国内干法设备国产化基本完成，但湿法设备高度依赖进口全球隔膜设备供应商不多，产能明显不足，跟不上下游需求的快速增长，是目前隔膜产能扩张的主要制约因素之一
设备的稀缺性也增加了非头部企业的竞争难度目前优质设备供应商已经与头部隔膜企业深度绑定，产能早已锁定，留给二线企业的剩余产能非常有限以恩杰股份有限公司为例该公司与主要隔膜设备供应商之一的日本钢铁厂有着非常密切的关系它已经锁定了未来三年的设备订单预计2022年将有20条生产线，但仍不能满足扩大生产的需求星材与德国布鲁克纳有长期合作双方签署了中国独家供应协议，设备供应将锁定至2026年由于设备决定了隔膜生产线的加工精度和良品率，优质供应商的产能被锁定，头部企业进一步压缩了二线企业的生产扩张空间，间接打击了竞争对手，扩大了领先优势
从产品特性来看，基膜的规模效应明显，出货量对企业单位成本有直接影响规模可以有效摊薄水电，人力，设备的折旧费用，是提高盈利能力的必要条件之一，头部企业优势明显
但是涂层工艺不同目前还是以涂层技术和专利为主核心专利主要由LG，泰克等海外公司控制，而授权被国内头部公司锁定，像设备一样具有排他性，会干扰竞争对手拓展相关业务
最后，隔膜对动力电池的性能有非常关键的影响，下游电池厂商往往非常谨慎，产品认证相对严格，认证周期长国内电池厂商的产品认证周期通常为6~12个月，而国外则长达18~24个月，而且一旦融入供应链，短时间内不会被替代这使得已经建立了稳定下游客户的隔膜龙头企业具有更强的持续获取订单能力，能够提前占领新的需求，具有更高的业绩确定性，在与落后企业的竞争中更具优势
但高行业壁垒自有丰厚回报:基膜行业的平均利润水平明显高于电动车领域其他所有细分行业，头部企业利润率相当惊人。
据郭进证券统计，2021年，电动车行业整体平均毛利率为27.8%，隔膜行业为36.1%，明显高于大部分子赛道。
隔膜行业内部企业盈利能力差距也很大凭借综合优势，一线龙头的利润率往往比二三线企业高出十几甚至几十个百分点，而这种优势通常是建立在产品本身具备价格优势的前提下，不牺牲利润率这种盈利能力上的差异，进一步巩固了头部企业的竞争力，也让二三线企业更加难以追赶
背靠锂电池，增长无忧。
作为锂电池隔膜的关键组成部分，该行业显著受益于最近几年来蓬勃发展的动力电池市场和储能市场，呈现快速增长态势，且在全球绿色经济浪潮短期内不会出现明显转折的前提下，这种增长具有一定的持续性。
数据显示，2021年中国锂电池隔膜出货量，中国78亿平方米，同比增长超过100%，2022年上半年锂电池隔膜出货量54亿方，同比增长55%以上。
隔膜市场的繁荣不难理解，就是下游动力电池市场的带动:2021年中国动力电池市场出货量达到220GWh，同步增长率超过170%，仅2022年上半年，国内动力电池已经出货超过200GWh，同比增速超过150%相应的主材需求是隔膜行业的关键支撑同时，伴伴随着中国隔膜企业竞争力的提升和海外电池出货量的增长，国内隔膜产品的出口量也大幅增长
从市场份额来看，得益于资金，技术，成本，客户的综合优势，国产隔膜在全球市场占有较高的比重，且仍在快速扩张2021年全球隔膜出货量达108亿平方米，同比增长72%，其中中国隔膜出货量占比72%，较2020年上升12个百分点其中，恩杰，兴源，中材的总出货量达到49亿平方米，占全球份额的45%同时，中国本土企业贡献了全球隔膜行业的大部分增量:2021年全球隔膜出货增量为45.2亿平方米，其中40.8亿平方米，约90%来自国内企业
具体到国内隔膜市场，受上述行业特征影响，龙头企业相对于尾部企业具有全方位优势，导致市场集中度较高，而竞争力不足的落后企业被不断整合或直接淘汰 .即使货源紧张，头部企业产销爆满，订单溢出，行业集中度提高的趋势并未改变。
2021年，中国前三大锂电池隔膜市场份额高达64%，CR6为81%2022年上半年，伴随着新生产线投产，行业集中度进一步提升，CR3/CR6分别上升至65%/83%
从市场细分来看，湿法隔膜行业呈现一超多强的特点，干法隔膜行业呈现三足鼎立的特点:恩杰股份作为当之无愧的行业龙头，占据了湿法隔膜市场的半壁江山，而CR5则占据了近89%，干法市场CR3不到70%，中兴新材，兴源新材，强辉新材三家头部企业相差不大，但远远超过尾部企业考虑到恩杰股份已与当代安培科技有限公司合作布局干膜项目，未来细分市场格局很可能发生较大变化
隔膜工业的未来趋势
虽然中国的隔膜行业在全球市场上占有较高的市场份额，但在一些环节上也存在国内替代需求。
前面我们已经提到，干法隔膜生产已经基本实现国产化，但是湿法设备仍然严重依赖进口，2020年新增设备产能国产化率只有15%~16%左右国产化率低限制了产能的扩张，也给企业带来了较高的设备投资负担
用国产设备替代进口设备是隔膜行业非常明确的降成本路线，也是目前本土隔膜企业的努力方向据券商测算，如果完全实现设备国产化，预计可降低30% ~ 50%的成本以恩杰股份有限公司为例公司虽然大力采购进口设备，但也在推进国产化和替代的进程公司收购了苏州李杰，付强技术和JOT，推进隔膜设备的国产化第一座厂房预计2022年下半年完工，预计年内参与萃取等机组未来将向全线制造过渡计划2023年拥有自主研发的生产线
涂层也需要本地化目前，高端镀膜隔膜的专利和配方仍然高度依赖海外企业的授权，专利攻击风险持续存在，尤其是在企业寻求出海的时候要应对海外企业的竞争，必须加强自主研发，打造本土化的知识产权
覆膜的另一个趋势是一体化，即企业垂直向下发展，生产基膜，再进行覆膜镀膜前期，隔膜出货量不多，主要靠贴牌镀膜或者自建电池厂生产但伴随着需求的不断增长，新的行业趋势是隔膜水龙头自建生产线，直接将涂膜输送到下游覆盖一体化不仅可以降低镀膜隔膜的生产成本，增加隔膜企业的利润空间，同时便于隔膜厂提高质量控制，这是行业比较明确的第二条增长曲线
集成的思想带来了一种新的生产过程，称为在线涂布在线涂布技术是指在基膜的主线末端直接增加一层涂层，使基膜生产线和涂布车间相互独立由于减少了涂布前的卷绕和切割工序，一方面可以提高生产效率，另一方面可以避免卷绕起皱和切割浪费，从而提高成品率，对成本的影响明显
不过，虽然隔膜生产上游原材料有国产化的空间，但是隔膜厂是向上游发展，因为在成本中的比重不是特别高，而且都是很普通的商品，所以自建的原材料产能很少，经济性不突出。
至于技术迭代对隔膜行业的影响，只能认为是长期的可能性，现阶段不存在。
这种担心来自于固态电池的技术路线，固态电池被视为电池的未来形态由于其使用的固体电解质机械强度高，在功能上可以升级替代隔膜，这意味着未来的产业链可能没有隔膜的位置
但总的来说，隔膜行业面临的电池技术迭代风险并不突出，至少短期内对行业发展不构成威胁。
目前，固态电池的成熟度很低，仍然面临着大量的技术问题离量产和商业化还很远，面临很强的不确定性，未必是电池技术的最优解因此，强调隔膜行业的发展风险需要讨论
而半固体电池的技术路线，也就是被认为是折中方案的固体电解质和液体电解质的固液混合电池，与传统电池的区别远没有那么大与目前的固态电池相比，在研发难度，成本和综合性价比上具有明显优势，商业前景更加明朗，产业化难度更低，是更现实的升级路线同时，半固态电池的制造工艺和流程与传统液态电池高度兼容，不兼容的部分也可以通过改造现有生产线实现，无需复杂的全方位升级换句话说，隔膜仍然是半固态电池的主要材料之一，恩杰股份在业绩说明会上表示，用量与传统工艺相差不大这意味着即使电池行业进入半固态时代，对隔膜行业的支持也是有保障的
可是，新技术必然会带来新的行业格局虽然半固态电池的基膜变化不大，但涂层材料从氧化铝，勃姆石等常规惰性无机材料变成了具有离子导电性的活性材料，涂层配方和工艺需要升级新型电池对隔膜的抗锂枝晶能力也提出了更高的要求，涂层材料需要新的设计来满足性能要求这很可能会进一步提高隔膜行业的技术壁垒，加强现有龙头企业的竞争优势，并为R&D能力更强的后来者提供新的机会对于后来者来说，意味着更差的竞争环境届时，行业仍可能面临洗牌
参考资料:
投宝研究院:2019年中国锂电池隔膜行业概况，2020.09.07
明星材料:创业板上市IPO招股说明书，2016年8月22日。
英国证券:隔膜产品越来越供不应求，行业扩张步伐加快，2022年4月15日。
信达证券:《隔膜行业专题报告:纵向一体化趋势以来，头部优势更加明显》，2022年9月25日。
泰来:IPO招股说明书，2022年7月14日。
郭证券:《锂电池涂层材料系列专题报告:涂层材料小而强，护航电池大有可为》，2022年4月11日。
华安证券:电池盈利修复，关注隔膜新进入者和上游锂链，2022.08.27
郭进证券:《恩杰股份:行业特征决定竞争格局，领先优势保证超额收益》，2022年4月17日。
