锂电池三兄弟 锂电隔膜疯狂扩产：星源材质想要重夺C位？

锂电隔膜疯狂扩产：星源材质想要重夺C位？

作者|潘涛 编辑|罗丽娟

新能源汽车的爆发，让其产业链公司受到更多关注。特别是电池企业，今年以来，包括宁德时代、亿纬锂能、国轩高科等企业，都享受了股价暴涨的红利。

而隔膜，作为电池的四大材料之一，其相关企业却并不为人熟知。更不用说，中国隔膜产业一把鼻涕一把泪的心酸历史。

一个产业的发展往往混合了大量的偶然，中国第一卷隔膜的诞生，和一个叫陈秀峰的年轻人有直接关系。

这个出生于四川成都的客家人，很早就展现出了做生意的禀赋。早年在武汉上大学时，因为家里给的生活费不多，他就在学校里卖自行车，或者在舞会上卖奶粉兑牛奶。

深圳成为经济特区后，下海淘金者络绎不绝，陈秀峰也是其中之一。大学毕业后，他决定去到这个当时“找工作很容易”的城市闯一闯，首先做起了矿产出口的生意。“自己跑到河南去，把货发到天津，天津又把货发到湛江，然后从湛江再出口到日本。”第一单生意，陈秀峰就赚了30多万元。

“这是我人生的第一桶金。”他说。

但仅仅两年后，陈秀峰又了解到银行可以分房，随即从蛇口到了深圳市区入职银行工作，做遍了会计、外汇、信贷等各个岗位，直到1998年和哥哥陈良成立了贸易公司，开始从事电子元器件、布匹等商品的进出口贸易。

在此时的中国，隔膜还是一个相当少见的词汇，几乎鲜有人从事相关贸易。2003年的一天，有人找到陈秀峰，希望进口一种“白色塑料纸”——隔膜。来人告诉他，“这东西可以卖到十几美金一平米。”

陈秀峰随后了解到，隔膜原材料PP、PE等的价格约在2万元每吨，而隔膜成品的价格每吨则超过了300万元。中间的价格差了150倍，这让他原本的贸易事业顿时黯然失色。

无论是对于陈秀峰，还是中国的隔膜产业来说，这一天的意义都非比寻常。

来源：星源材质官网

5年之后，陈秀峰创建的星源材质，搭建起中国第一条干法生产线，并由此开启了中国隔膜的进口替代。如今，较之当年的进口隔膜，国产隔膜的价格便宜了几十倍，供应也不再需要看人脸色。国产隔膜的产能更是远超国外厂商，全球市占率突破60%。中国市场，已成为隔膜消费和生产的主战场。

这一切是如何发生的？当下的全球隔膜市场，又面临怎样的机遇和风险？

后发制人

伴随着“蔚小理”等新势力的崛起，新能源汽车的渗透率不断提高，由此也带动了对锂电池，以及上游原材料的需求。

锂电池由四大材料组成，隔膜、负极、正极和电解液，看起来并不复杂，但即便到了2002年，后三种材料都已经实现了国产化时，隔膜还被日本和美国所垄断，一货难求。

从成本来看，隔膜在电池中的占比并不高，一般在10%左右，相比之下，正极材料则超过了40%。但这并不意味着隔膜的技术含量不高。

作为一层多孔薄膜，隔膜的作用在于隔离正、负极，在不影响锂离子通过的前提下，防止正负极反应造成短路。隔膜的性能、质量，不仅直接决定电池充放电的效率、使用寿命，更关系到电池容量以及使用安全。

按照生产工艺的不同，隔膜可以简单划分为两种，干法和湿法。在当前的锂电池市场中，磷酸铁锂电池大多采用干法隔膜，三元锂电池则大多采用湿法隔膜。

在中国，这两种隔膜都诞生于星源材质。

隔膜 来源：星源材质官网

和日韩相比，由于国内的动力电池起步较晚，其上游产业链隔膜的发展也相对滞后。日韩则从上世纪八十年代起就开始发展隔膜产业，凭借先发优势和技术，在海外高端市场谋得了一席之地。

以日本为例，早在1991年，日本索尼公司就推出了商业化锂电池，其政府也在随后制定了锂电池研究计划。2000年时，日本就已经具备了较为完整的锂电池产业链，不仅能生产隔膜、电极、电解液等主要电池材料，包括组装、测试以及相关制造所需的设备，也都能自给自足。

日本的旭化成，作为全球最早的湿法隔膜生产商，1998年就开发出了性能优异的锂电湿法隔膜产品Hipore。2016年完成对Celgard的合并后，旭化成将其在全球隔膜市场的占有率提高到30%，位居全球第一。

早期的锂电池，由于替代了镍氢电池在3C等产品上的应用，需求广泛，行业得以迅速发展。日韩的电池产业便乘风而起。相比之下，国内的锂电池产业，则错过了3C带起的浪潮，直到新能源汽车开始兴起，才点燃了发展的小火苗。

如今新能源汽车成为风口，国内车企和特斯拉展开PK的背景下，拥有自主研发生产能力，不被人卡脖子，显得更为重要。加之这一时期国内相关政策开始不断倾斜，资本终于看到锂电池市场的机会。

和3C产品相比，新能源汽车对动力电池需求更高。一部手机只需一块电池，而一辆电动车一般需要上千块电池。这意味着，隔膜行业也因此迎来了巨大的风口。

但从依赖进口到逐步完成国产替代，甚至出口海外，中国的隔膜产业一路发展起来却并不容易。

在国内隔膜发展的早期，由于产品竞争力不如日韩，国产隔膜往往只能在低端市场生存，高端市场难以染指。

而隔膜又恰恰是毛利率较高的行业，随着市场需求增加，部分企业盲目扩产，内卷之下，产品价格一降再降，一些中小企业因此被淘汰出局。

不过，在这个过程中，也有以星源材质为代表的隔膜企业，不但打破了国外巨头的技术封锁，实现从无到有，引领中国隔膜产业的发展，而且后发制人，在细分领域形成明显优势，最终成为了一方龙头。

星星之火

从决心进入隔膜行业，到生产出中国第一卷隔膜，陈秀峰一共花了5年时间。听起来耗时不短，但事实上，这个速度已经足够快。

在陈秀峰的星源材质成功之前，体制内已经对锂电池隔膜研究了多年。星源材质生产出隔膜后，有新能源领域的权威专家为了到现场确认，不惜特意从北京飞往深圳，其意义由此可见。

事实上，在启动对隔膜的研究之前，陈秀峰对隔膜行业并不了解。在决定自研隔膜后。他找到擅长高分子研究的四川大学助阵，自己则押上身家，并四处筹款。

由于过往的银行经历，找钱的事情难不倒陈秀峰。难点在于，此时的市面上，根本买不到制造隔膜的相关设备，这意味着，星源不仅要自研隔膜的技术工艺，制造的相关设备也需要自己设计，然后再找国外厂家代工生产。中间的曲折可想而知。

“到2006年我们掌握了湿法生产线技术，但湿法生产线投资很大，我们钱不多，所以就决定先上干法。”陈秀峰说。

从2003年到2008年期间，星源材质几乎只有投入没有收入，只能靠两兄弟拿贸易赚的钱来养。直到2008年，星源搭建好了第一条单向拉伸干法生产线，并在8月生产出了第一卷干法隔膜，中国的隔膜产业由此告别了空白。

此后几年，星源持续扩大产能，并逐步获得了包括比亚迪、中航锂电等重量级客户的认可。2010年之后，星源的干法隔膜工艺，已经达到了世界领先水平，这为国产隔膜走出国门提供了可能性。

2013年，星源在和美国同行Celgard的竞争中胜出，成为LG化学干法隔膜的全球独家供应商，并此后合作多年，由此成功开拓国际市场。

从中国隔膜的发展来看，大致可以分为几个阶段。

2010年以前，国内企业势单力薄，几乎所有隔膜都依赖进口。2010-2012年，新能源汽车的萌芽，带动了行业的需求，中国隔膜企业的制造工艺和产能，都有了一定提高，但要满足庞大的市场缺口，依然有很大距离。2012年之后，伴随着较为慷慨的补贴力度，新能源汽车开始爆发，相关上游产业也开始迅速扩产，隔膜的进口替代逐渐得以实现。

如今，干法隔膜几乎不再需要进口，只有少部分高端湿法涂覆隔膜还需要进口作为补充，根据高工产研锂电研究所（GGII）数据，2020年，国内93%以上的隔膜都实现了国产化。从全球市场来看，国产隔膜的产能已经超过了海外厂商。根据GGII数据，2019年时全球锂电隔膜中国占比已达55.9%。由于国外需求旺盛、较早锁定产能，一定程度上还加剧了国内隔膜供应紧缺。

这一点，从星源材质的销售情况也可窥一斑而知全豹。

根据财报，从2016年到2020年，星源来自海外市场的营收占比均超过25%，其中 2017-2019年，这一比例更是在4成左右。

从2016年登陆资本市场以来，星源材质经历了一个爬坡阶段——除了2017年产能提升了不到10%外，其余年份都在以40%-60%的速度扩产。但受制于隔膜价格的下降，其营收长期维持在5亿元水平，直到2019年才首次突破6亿元。

来源：华福证券

2019年之后，隔膜价格止住跌势开始回转，再加上新能源汽车高景气带来的订单增长，星源加快提产速度。2020年，星源材质生产隔膜7.4亿平方米，同比增幅112.52%，营收接近10亿元。

而今年前三季度，星源材质的营收就已经达到了13.14亿元，同比增长115.2%，2.12亿元的净利润更是同比翻倍。市场预期，2021年其营收也将翻倍增长。

而市场上也有更多的隔膜企业涌现出来，其中最典型的莫过于湿法隔膜龙头恩捷股份。其营收从2016年的11.46亿元，一路增长到2020年的42.83亿元，年复合增长率达到39%。

经历了漫长的徘徊后，中国的隔膜市场，终于迎来了扬眉吐气的时刻。

“跃进”背后

在新能源汽车爆发的周期内，和锂矿、动力电池等产业链的情况一样，隔膜行业也进入了疯狂扩产的阶段。

星源材质目前已计划在江苏南通和瑞典新建两个扩产项目。作为干法龙头，这两个新项目都瞄准了公司较为薄弱的湿法和涂覆产能。

按照星源的规划，瑞典项目的总投资额为19.72亿元，分为三期建设，达产后其湿法基膜年产能可达7亿平方米，涂覆可达4.2亿平方米，二者合计11.2亿平方米。

相比之下，其南通项目的投资更加激进。该项目的拟投资总额100亿元，同样分为三期，达产后其湿法隔膜和涂覆隔膜的年产能合计将达到30亿平方米。

2020年，星源材质总的出货量大约在7亿平方米左右。新建项目产能释放后，星源的产能或将提高6倍。

同时，根据GGII数据，2020年中国锂电隔膜出货37.2亿平米。由此看来，仅星源材质宣布的产能扩张计划就接近去年我国隔膜总出货量。

想要赶赴这场新能源盛宴的，当然不只是星源材质。

今年年中，中材科技宣布计划投资37亿元，在南京建设年产能10.4亿平方米的隔膜生产线。11月9日，中材又发布公告称，拟投资8.95亿元，在内蒙古自治区呼和浩特市新建年产能为3.2亿平方米的湿法隔膜项目。而2020年，中材科技在国内湿法隔膜市场的占有率就已经达到18%。

作为湿法龙头的恩捷就更不用说了。11月11日，恩捷股份发布和宁德时代合作的公告称，双方将携手投资80亿元设立平台公司，规划湿法隔膜产能16亿平方米/年，干法隔膜产能20亿平方米/年。恩捷股份预计，公司到2022年，产能将达到70亿平方米。

和电池的其他材料相比，隔膜不仅生产周期长，而且对技术和资金的要求更大。从项目建设到投产，一般需要2年左右，而且为了保证良率，调试设备往往还得花费不少时间。较长的时间成本，反过来也增加了隔膜企业进入高端客户供应链的认证期。

近年来，中国隔膜行业小企业出清，寡头效应越发显现。尤其是湿法隔膜，从2020年至2021年上半年，CR3从81.10%进一步提升至84.90%，其中恩捷股份的份额超过了一半，几乎一骑绝尘。

不过，扩产也带来了不确定性。

由于将较多精力放在提升湿法隔膜产能上，2020年-2021年上半年，星源材质在干法隔膜的市占率明显下滑，从45%下降到了26.2%，与第二名沧州明珠的距离已不到3个百分点，后者已经开始挑战其干法龙头的地位。

另外，扩产也导致星源材质资金周转愈发紧张。

2021年三季度星源材质经营现金流2.8亿元，投资现金流-5.7亿元，筹资现金流8.4亿元。

而在今年5月，其在南通项目的投资公告中也提到，项目投资资金较大，远高于目前公司账面货币资金水平，同时支付期间较长，资金能否按期到位尚存在不确定性，如遇资金紧张的情况，可能会影响项目的投资金额及投资进度。

为此，星源材质或许后续还将通过资本市场增发、债券等形式再融资。

产能的增加也带来了更多的库存压力。财报显示，2020年星源材质的库存为0.4亿平方米，较2019年同比增加45%。

产量的提升虽然能带来规模效应，以进一步压低成本。但从星源材质过往的财务数据来看，其毛利率并未因此得到优化。2016-2020年，其毛利率从61%下降到35%，营业利润率也从35%下降到了10%。

虽然扩张了产能，提升了营收，但从资产收益来看，星源材质却是一直在走下坡路。数据显示，其2019、2020年的总资产净利率ROA仅为3%和2%，2016年刚上市时，这一数据为11%。

扩产带来的效益将在未来几年才逐渐释放，但与此同时，在头部玩家疯狂扩产的背景下，隔膜的价格能否稳住，本也是未知的问题。

只是为了奔赴这场新能源盛宴，包括星源材质在内的头部玩家，不得不都下了重注。

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三元锂电池之镍钴锰兄弟仨的萧墙之争？

三元锂电池是现在锂电池市场的主流产品，市场份额较之磷酸铁锂电池，还更大一些。锂电三元材料(NCM)实际上是综合了钴酸锂（LiCoO2，缩写LCO)、镍酸锂（LiNiO2，缩写LNO)和锰酸锂（LiMnO2、缩写LMO)三种材料的优点，三元锂电池材料之中的镍钴锰(Ni、Co、Mn)三元素之间存在明显的协同效应，性能优势互补，共同构筑三元材料的高性能。因此NMC的性能好于单一组分层状正极材料，被市场验证为最有应用价值的正极材料之一。

原本，镍钴锰相亲相爱的三兄弟，也因其市场价格的起伏，逐渐产生的隔阂，经济实力（价格）这个无形之手，威力巨大呀！

一、价格差异逐渐拉大

镍：全球镍储量8100万吨，中国概有300万吨储量较大，价格便宜。

钴：据漂亮国地质调查局2015年的统计，全球储量720万吨，中国8万吨；储量相对较少，价格逐渐上涨

锰：全球锰资源储量约为5.7亿吨，南非(1.5亿吨)、中国(4400万吨)，储量较大，价格便宜。

二、结构分析

镍钴锰(Ni、Co、Mn)三种元素对对三元材料的电化学性能影响不一样，Co可以有效稳定三元材料的层状结构，同时抑制材料中阳离子混排问题，而且，Co元素的存在，可以提高材料的电子导电性、改善电池循环性能、材料电压区间（目前5系材料，电压可以做到4.35V以上，如4.4V、4.45V，前题是电解液需与之相匹配，且稳定可靠),但是Co比例的增大，会导致材料晶胞参数a和c减小且c/a增大，引起容量的降低。

而Mn在材料容量及电压的贡献上，可谓为“0”，但是，锰（Mn）的存在能降低成本，同时，因其在充放电循环中，并不参与化学反应，可以起到稳定材料结构，增加电池安全性的作用，锰元素的存在，是稳定三元材料结构的关键； 在此锰可以骄傲地说：“虽然我是鸡肋，可是，没我，性能不稳定”。

元素镍（Ni）的存在使晶胞参数c和a增大且使c/a减小，此参数有助于提高三元材料的克比容量，也可以理解为元素镍（Ni）只起到发挥容量的作用。但是Ni含量过高，会出现因+2价的Ni原子大小与Li+相近，而产生混排效应，而导致循环性能和倍率性能恶化，而且高镍材料如果pH值过高，将影响其实际使用（这个需要在前驱体制备时，加以考虑）。

三、价态分析

三元锂离子电池正极材料分子式 LiNi1−x−yCoxMnyO2，缩小NCM，分子式x、y因镍、钴、锰三元素在材料中的含量变化，而不同。 在化学式中， Li是+1价，O是-2价，那么镍、钴、锰三元素化合价的化学平均数为+3价，如，在LiNi3Co3Mn3O2（NCM333）、LiNi4Co2Mn4O2（NCM424）此类对称型三元材料中，Ni、Co、Mn分别以+2价、+3价、+4价存在，也有少量的+3价镍存在。在充放电过程中，锰不参与化学反应，锰的存在，主要起到稳定材料骨架结构的作用。

从高镍三元NMC的化学式可以看出，为了平衡化合价，高镍三元里面Ni同时具有+2和+3价，而且镍含量越高+3价Ni越多，因此高镍三元的晶体结构没有对称型三元材料稳定。

四、小结

如果想提高电动汽车的续航里程，在空间一定的前提下，需提高电池的能量密度，转化为材料方面的话，有提高电压、提高容量两条路可以走。

（1）提高电压，就意味着提高Co的含量，成本受不了；

（2）提高容量，就意味着提高Ni含量，结构不稳定，安全又成为问题。

矛盾呀！不过，这些都难不住我们的工程技术人员，现在9系材料已逐步走向市场，其安全数据，我们拭目以待。

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