近日，工信部發(fā)布《重點(diǎn)新材料首批次應(yīng)用示范指導(dǎo)目錄(2017年版)》(以下簡稱《目錄》)，共5項(xiàng)新能源領(lǐng)域的新材料被納入其中，包括高性能鋰電池隔膜、鎳鈷錳酸鋰三元材料、硅碳負(fù)極材料、高純晶體六氟磷酸鋰材料和石墨烯，相關(guān)材料的性能指標(biāo)在《目錄》中都有明確規(guī)定。
在高性能鋰電池隔膜方面，《目錄》要求隔膜厚度在5~20μm之間，孔徑的范圍為0.03~0.2μm，孔隙率達(dá)到30~50%，透氣率實(shí)現(xiàn)100~400s/100ml。從隔膜對(duì)鋰電池性能的直接影響來看，這些標(biāo)準(zhǔn)均對(duì)標(biāo)高能量密度的三元電池，顯然相關(guān)政策的發(fā)布是在為三元電池全面市場化應(yīng)用提前鋪路。
不過，《目錄》對(duì)高性能隔膜提出量化指標(biāo)的門檻，也從側(cè)面反映出目前國內(nèi)隔膜的性能距離《目錄》的要求還存在一定差距，隔膜企業(yè)技術(shù)水平還普遍不高。中國塑料加工工業(yè)協(xié)會(huì)常務(wù)副理事長兼秘書長朱文瑋指出，當(dāng)前國內(nèi)隔膜中高端市場主要為國外企業(yè)及少數(shù)本土企業(yè)占據(jù)，大量企業(yè)和產(chǎn)品集中在中低端市場。
隔膜高性能標(biāo)準(zhǔn)的明確界定，將倒逼隔膜企業(yè)進(jìn)行正向研發(fā)，產(chǎn)品是否符合性能標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)規(guī)定成為企業(yè)市場競爭的關(guān)鍵，而擁有核心技術(shù)、品牌管理和設(shè)備消化能力的大企業(yè)競爭優(yōu)勢將不斷強(qiáng)化，強(qiáng)者益強(qiáng)的行業(yè)趨勢下市場集中度也不斷提高，推動(dòng)我國隔膜技術(shù)水平的進(jìn)步和國內(nèi)動(dòng)力電池的產(chǎn)品質(zhì)量的提升。
星源材質(zhì)前副總裁楊佳富指出：“向高性能標(biāo)準(zhǔn)不斷靠攏，這是每個(gè)材料行業(yè)必經(jīng)的過程，先是逐漸競爭，然后慢慢集中，門檻越來越高，對(duì)技術(shù)實(shí)力雄厚、競爭力和品牌控制能力強(qiáng)的大公司是一件好事”。
國產(chǎn)化程度 “似高實(shí)低”
數(shù)據(jù)顯示，2016年國內(nèi)隔膜市場需求為20億㎡，國產(chǎn)隔膜的產(chǎn)量約為12億㎡。可以看出，隔膜市場的國產(chǎn)化程度已超過60%。然而其產(chǎn)能卻大部分應(yīng)用于低端3C數(shù)碼和低速電動(dòng)車領(lǐng)域，高端隔膜仍嚴(yán)重依賴進(jìn)口，從產(chǎn)業(yè)格局來看，日韓企業(yè)仍占據(jù)全球鋰電池隔膜的主要地位。
新能源產(chǎn)業(yè)的推進(jìn)下，動(dòng)力電池市場已成為隔膜產(chǎn)業(yè)的主要增長點(diǎn)。在高比容量的發(fā)展趨勢下，三元電池的市場應(yīng)用得以不斷攀升，推動(dòng)了中高端隔膜市場需求的爆發(fā)；然而在中高端隔膜市場，全球60%以上的份額被美日韓隔膜廠商所占據(jù)，國內(nèi)隔膜企業(yè)如果不能盡快實(shí)現(xiàn)中高端產(chǎn)能的國產(chǎn)化替代，那么隔膜將成為我國新能源汽車市場化推進(jìn)的障礙。
目前，高端隔膜的國產(chǎn)化替代主要面臨三重限制因素：首先國內(nèi)隔膜技術(shù)基礎(chǔ)薄弱。盡管近年來國內(nèi)隔膜技術(shù)發(fā)展突飛猛進(jìn)，尤其在干法隔膜領(lǐng)域技術(shù)體系已成型，但相比于國外仍然起步較晚，多數(shù)隔膜企業(yè)的技術(shù)積累和研發(fā)儲(chǔ)備無法支撐高性能產(chǎn)品的生產(chǎn)和研發(fā)，尤其是高端濕法隔膜，技術(shù)門檻較高，對(duì)產(chǎn)品強(qiáng)度、厚度、熱收縮、透氣率和孔徑的均勻性都提出了更高要求，同時(shí)越薄的隔膜其均勻性也越難控制，如何平衡，考驗(yàn)著隔膜企業(yè)的技術(shù)和工藝水準(zhǔn)。
“高端電動(dòng)車上用的隔膜工藝，要求相對(duì)能達(dá)到較高的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和穩(wěn)定性，國內(nèi)的隔膜企業(yè)有很多，但是絕大多數(shù)都達(dá)不到這方面穩(wěn)定性的要求，高端應(yīng)用目前在國內(nèi)隔膜市場仍然不盡如人意。”楊佳富接著指出，“隔膜的國產(chǎn)化還是要有一個(gè)過程，要真正做好還是需要幾年的錘煉”。
其次隔膜生產(chǎn)設(shè)備的工藝落后，國產(chǎn)化程度低。雖然國內(nèi)也有一些國產(chǎn)隔膜產(chǎn)線，但是運(yùn)行的穩(wěn)定性和精度還是不夠，在實(shí)際運(yùn)行時(shí)效的檢驗(yàn)上，沒有國外設(shè)備可靠，這主要受隔膜設(shè)備高精度的技術(shù)壁壘所限。
以微米為單位的隔膜對(duì)設(shè)備的的工藝控制、溫度控制、厚度控制和穩(wěn)定性的控制都要求非常高，而國產(chǎn)隔膜設(shè)備廠商在設(shè)備研發(fā)上卻缺乏熱情，投入有限，極大地限制了國產(chǎn)隔膜設(shè)備的發(fā)展速度，與七八十年代就開始做隔膜設(shè)備的國外企業(yè)相比，目前國產(chǎn)隔膜的設(shè)備制造仍處于模仿、吸收和消化的階段。
因此絕大多數(shù)隔膜企業(yè)采購的生產(chǎn)設(shè)備仍然以進(jìn)口為主。以星原材質(zhì)為例，2017年9月其發(fā)布的公告顯示，其全資子公司常州星源“年產(chǎn)36000萬㎡鋰離子電池濕法隔膜及涂覆隔膜項(xiàng)目”，目前已開始建設(shè)并按計(jì)劃推進(jìn)中。值得注意的是，該項(xiàng)目的主線設(shè)備采購自德國布魯克納，星原材質(zhì)已與布魯克納簽訂了8條濕法隔膜設(shè)備的供貨合同。
最后隔膜原料基本依賴進(jìn)口。全球范圍內(nèi)隔膜原料的供應(yīng)方式主要有兩種，一種是由專業(yè)的第三方原料供應(yīng)商提供；另一種是隔膜企業(yè)自建高分子實(shí)驗(yàn)室研發(fā)專用隔膜原料，打通上游原料領(lǐng)域，不過目前僅有旭化成、CELGARD、東麗等少數(shù)幾家跨國廠商真正實(shí)現(xiàn)。而國內(nèi)的隔膜企業(yè)并沒有足夠的財(cái)力來支持原料研發(fā)，只能通過第三方供應(yīng)商采購原料。
目前國內(nèi)從事隔膜原料生產(chǎn)的企業(yè)極少，產(chǎn)品的穩(wěn)定性也不高，隔膜企業(yè)的原料采購仍嚴(yán)重依賴進(jìn)口。楊佳富分析認(rèn)為：“在整個(gè)聚烯烴通用材料體系內(nèi)，生產(chǎn)鋰電池隔膜的聚乙烯、聚丙烯占有的體量非常少，整個(gè)中國鋰電池隔膜材料的需求不超過10萬噸，與整個(gè)通用聚烯烴材料動(dòng)輒200~300萬噸的需求量相比，缺乏市場吸引力。”
受限于市場體量和產(chǎn)業(yè)前景，愿意進(jìn)入這一領(lǐng)域的企業(yè)比較少，而具備隔膜原料生產(chǎn)能力的石化業(yè)巨頭，也不愿意在小市場有過多的研發(fā)投入。
市場競爭 日趨激烈
據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前國內(nèi)有47家鋰電池隔膜生產(chǎn)企業(yè)，產(chǎn)能超過26億㎡，而2016年國產(chǎn)隔膜的實(shí)際產(chǎn)量僅為12億㎡。盡管公布產(chǎn)能與實(shí)際產(chǎn)量有相當(dāng)大的出入，不過隔膜市場供過于求的態(tài)勢已顯。
2016年開始，隔膜領(lǐng)域投資過熱的現(xiàn)象一直增無減，大量企業(yè)和市場資本紛紛涌入，主要原因在于隔膜業(yè)的毛利率很高，市場發(fā)展增長迅速。而隔膜企業(yè)也急于擴(kuò)產(chǎn)，急需資金的導(dǎo)入，自然與手握市場資本的上市公司一拍即合。
據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，僅2017年上半年就有超12家隔膜企業(yè)宣布投擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃，擴(kuò)產(chǎn)規(guī)模均在千萬平方米以上。紐米科技總經(jīng)理王志春指出，目前隔膜市場也面臨低端產(chǎn)能過剩高端產(chǎn)能不足的現(xiàn)象，隨著各大隔膜企業(yè)產(chǎn)能的不斷釋放，隔膜業(yè)將面臨更加激烈的市場競爭環(huán)境，尤其是低端市場，一些新廠家為了搶奪市場，大打價(jià)格戰(zhàn)。
進(jìn)入2017年，降成本成為新能源汽車發(fā)展的大趨勢，降成本壓力逐級(jí)向細(xì)分領(lǐng)域傳導(dǎo)，在材料市場隔膜毛利比較高，因此降價(jià)的壓力也較大，加上隔膜的市場供應(yīng)比較充足，而上半年新能源汽車又面臨增長放緩，價(jià)格自然進(jìn)一步拉低。目前干法隔膜的均價(jià)為2元/㎡左右，濕法隔膜的均價(jià)在4元/㎡左右。
王志春指出：“今年干法雙拉價(jià)格下滑較大，尤其低端產(chǎn)能的價(jià)格下降會(huì)多一些，高端的價(jià)格也在下降，只是幅度小一些。”產(chǎn)品市場價(jià)格的下滑，意味著企業(yè)利潤的下降，而補(bǔ)貼退坡之后，回款的周期也被拉長，隔膜企業(yè)面臨的成本壓力也與日俱增，尤其是中小型企業(yè)，產(chǎn)能集中于中低端市場，在低端產(chǎn)能過剩的市場背景下，將面臨被迅速淘汰的危險(xiǎn)。
而對(duì)于立足中高端市場的大型隔膜企業(yè)來說，機(jī)遇遠(yuǎn)大于挑戰(zhàn)，其一高端隔膜的產(chǎn)能仍然供不用求，高性能隔膜的降價(jià)幅度較低，受價(jià)格下降的影響較??；其二大型隔膜廠商有足夠的經(jīng)濟(jì)實(shí)力來支撐行業(yè)的低迷期，抗風(fēng)險(xiǎn)能力也遠(yuǎn)高于中小企業(yè)。
其三，大型隔膜企業(yè)一般能夠進(jìn)入國內(nèi)排名靠前的鋰電池企業(yè)的供應(yīng)鏈，甚至上演強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，實(shí)現(xiàn)上下游企業(yè)的利益捆綁，鎖定大客戶；其四在新產(chǎn)品開發(fā)、產(chǎn)品個(gè)性化研發(fā)上各大隔膜廠商能更好地滿足客戶要求，保持較高毛利率。
在日益激烈的市場競爭環(huán)境中，大型隔膜企業(yè)的競爭優(yōu)勢與中小企業(yè)的差距將進(jìn)一步的拉大。截止目前，按照生產(chǎn)能力排列，前20家生產(chǎn)企業(yè)合計(jì)可年產(chǎn)22.71億㎡，占比全國產(chǎn)能數(shù)據(jù)超過80%，而強(qiáng)者益強(qiáng)的趨勢下電池隔膜材料行業(yè)集中度也將不斷攀升。
雙線路并行 濕法和涂覆成趨勢
從基礎(chǔ)隔膜來看，隔膜分為干法和濕法兩類；干法又分為干法單拉和雙拉兩種，干法厚度的理論極限為12μm~40μm，濕法隔膜的理論極限在5μm~25μm之間。同時(shí)由于隔膜本身耐高溫性能差，為了提升隔膜整體的耐溫性能，干法和濕法的膜需要在表面涂一層耐溫比較高的材料，稱之為涂覆。
由于濕法隔膜較干法隔膜在力學(xué)性能、透氣性能和理化性能方面均具有一定優(yōu)勢，高消費(fèi)電池大多使用濕法隔膜。而三元電池成為市場主流后，能應(yīng)用于高比容量和高電壓的濕法隔膜需求不斷擴(kuò)張。
數(shù)據(jù)顯示，2016年中國鋰電濕法隔膜產(chǎn)量達(dá)到3.9億平米，占比33%，已超過干法單拉的市場份額。業(yè)內(nèi)人士預(yù)計(jì)，2018年國內(nèi)濕法隔膜產(chǎn)量將達(dá)到8億平方米，占據(jù)隔膜一半以上市場。
不過，濕法隔膜想要完全取代干法隔膜也很難實(shí)現(xiàn)，畢竟干濕法各有其適用領(lǐng)域，雖然市場發(fā)展的趨勢是三元電池，但磷酸鐵鋰仍然有很大的市場，就算磷酸鐵鋰被取代，也可以用于儲(chǔ)能體系，而這一領(lǐng)域干法仍然有很大的優(yōu)勢。長期來看隔膜市場的格局將是干法、濕法這兩條技術(shù)路線并存。
“相比于去年，今年以來客戶對(duì)產(chǎn)品提的要求更高了。”王志春指出，“目前公司將超薄濕法隔膜作為自身產(chǎn)能擴(kuò)充重點(diǎn)布局，力爭將超薄濕法隔膜做成亮點(diǎn)，加快國產(chǎn)隔膜在超薄領(lǐng)域的進(jìn)口替代。”
動(dòng)力電池提升能量密度的趨勢下，必然要求隔膜將超薄化和涂覆進(jìn)行有效結(jié)合。因?yàn)槌』c隔膜的安全性是互為沖突的，尤其是三元材料體系的高能量密度下，較強(qiáng)的氧化性會(huì)對(duì)隔膜表面產(chǎn)生一些極化、氧化作用，而涂覆可以有效地解決以上安全性問題。
隔膜技術(shù)的發(fā)展趨勢，無論是高性能、高安全性、低成本還是涂覆的廣泛應(yīng)用，歸根到底是服務(wù)新能源汽車的發(fā)展，然而只要國內(nèi)隔膜技術(shù)體系的國產(chǎn)化還未實(shí)現(xiàn)，我國新能源產(chǎn)業(yè)就仍然受制于人。
只不過，在政策的引導(dǎo)和龍頭企業(yè)的支撐下，近年來隔膜市場規(guī)范逐漸確立，行業(yè)發(fā)展健康有序，在資本、人才和研發(fā)的不斷加碼下，國內(nèi)隔膜技術(shù)在國產(chǎn)化替代和高性能隔膜的市場應(yīng)用上必然不斷提速。