11月18日，工信部網(wǎng)站發(fā)布消息，公開征求對(duì)《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。（查看完整工信部文章請(qǐng)掃描以下二維碼）《規(guī)范條件》對(duì)新建設(shè)的鋰離子電池產(chǎn)業(yè)布局和項(xiàng)目設(shè)立提出了量化指標(biāo)。具體來看，消費(fèi)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(chǔ)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(duì)于備受市場(chǎng)關(guān)注的動(dòng)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(guó)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(dòng)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(xiàng)目擴(kuò)產(chǎn)的門檻，短期內(nèi)可能會(huì)對(duì)磷酸鐵鋰動(dòng)力電池的擴(kuò)產(chǎn)帶來影響。除能量密度要求外，《規(guī)范條件》對(duì)鋰離子電池的正負(fù)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(fù)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(qiáng)度分別要≥100MPa、60MPa；電解液的水、氟化氫、金屬雜質(zhì)單項(xiàng)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(lì)和引導(dǎo)行業(yè)技術(shù)進(jìn)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(qiáng)制性。”并強(qiáng)調(diào)，文件的出臺(tái)旨在“引導(dǎo)企業(yè)減少單純擴(kuò)大產(chǎn)能的制造項(xiàng)目，加強(qiáng)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(shí)，《規(guī)范條件》也提出，工信部組織研究機(jī)構(gòu)、檢測(cè)機(jī)構(gòu)將對(duì)企業(yè)進(jìn)行檢查，定期公告符合本規(guī)范條件的企業(yè)名單。事實(shí)上，引導(dǎo)動(dòng)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(diǎn)。今年初，江蘇省發(fā)改委發(fā)布的《關(guān)于切實(shí)加強(qiáng)汽車產(chǎn)業(yè)投資項(xiàng)目監(jiān)督管理和風(fēng)險(xiǎn)防控的通知》就提到，在動(dòng)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(guó)裝機(jī)量需求，但仍有一批在建、擬建動(dòng)力電池項(xiàng)目，產(chǎn)能階段性過剩風(fēng)險(xiǎn)將進(jìn)一步凸顯。上證報(bào)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，僅在過去1個(gè)月，以寧德時(shí)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(jì)高達(dá)千億元的投資擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃。其中，寧德時(shí)代在11月5日宣布2個(gè)項(xiàng)目投資計(jì)劃，金額合計(jì)150億元；同日，億緯鋰能公告，計(jì)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(dòng)力儲(chǔ)能電池產(chǎn)業(yè)園項(xiàng)目。毫無疑問，在這個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)下發(fā)布的《規(guī)范條件》，多少會(huì)讓當(dāng)前如火如荼的動(dòng)力電池?cái)U(kuò)建潮冷靜一番。
該《規(guī)范條件》對(duì)于隔膜行業(yè)會(huì)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(fù)極以防止在發(fā)生電離反應(yīng)時(shí)正負(fù)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(gè)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(qiáng)的物理耐久性；較為均勻的孔徑和孔隙率；對(duì)電解液的浸潤(rùn)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(duì)簡(jiǎn)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(diǎn)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(duì)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(dòng)力鋰電池在大功率快速充放電和安全性方面對(duì)隔膜的各項(xiàng)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(jiǎn)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(dòng)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(duì)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(duì)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(jìn)行涂布以增強(qiáng) 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(chǎng)主流的涂覆有兩類：無機(jī)涂覆和有機(jī)涂覆。無機(jī)涂覆，主要使用陶瓷材料，在隔膜表面涂覆無機(jī)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(qiáng)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(jī)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(jī)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(duì)于無機(jī)陶瓷其在浸潤(rùn)性、和輕量化方面具有一定的優(yōu)勢(shì)。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(diǎn)。該新型隔膜對(duì)液體電解質(zhì)的吸收性好，具有良好的浸潤(rùn)和吸液保濕的能力，延長(zhǎng)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(chǔ)能電池。此外，更為先進(jìn)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(jìn)入無機(jī)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(jì)占比近 80%。能源成本主要包括水電費(fèi)用。
4.行業(yè)格局
2020 年，中國(guó)鋰電隔膜出貨量 37.2 億平方米，同比增長(zhǎng) 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(guó)內(nèi)疫情已經(jīng)緩解，動(dòng)力電池、3C電池及儲(chǔ)能電池均有較高的增速，同時(shí)，由于國(guó)內(nèi)隔膜企業(yè)的具有成本優(yōu)勢(shì)，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(zhǎng)30%；干法隔膜出貨量11億平方米，同比增長(zhǎng)超過40%，干法隔膜的增速大于濕法隔膜。隔膜行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)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(qiáng)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(jìn)一步提高，這與頭部企業(yè)產(chǎn)能大幅增長(zhǎng)有關(guān)。近年來隔膜價(jià)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(shì)與國(guó)內(nèi)外大型電池企業(yè)進(jìn)行深度綁定，進(jìn)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(kuò)產(chǎn)周期長(zhǎng)，擴(kuò)產(chǎn)對(duì)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(shí)間較長(zhǎng)。
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(guó)軒的電池達(dá)到210Wh/kg。這是否意味著，整個(gè)磷酸鐵鋰電池沒法擴(kuò)產(chǎn)了？而三元鋰電池能量密度普遍在200Wh/kg以上，擴(kuò)產(chǎn)毫無阻礙。為了達(dá)標(biāo)，磷酸鐵鋰廠商肯定會(huì)想辦法。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(qiáng)的優(yōu)勢(shì)。但動(dòng)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(gè)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(shì)必推動(dòng)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(jìn)程。受此利好的企業(yè)有：恩捷股份、長(zhǎng)園中鋰，重慶紐米等。
