在各種場合，大家對隔膜提出的問題很多。本文針對關注度最高、最頻繁被提問的9個問題進行分析、討論并與讀者分享筆者的觀點。

一、隔膜行業還能看好多久

2017年5月，作為電動汽車行業的明星和風向標的Tesla宣布：計劃2017年底前實現每周生產5000輛Model3;在2018年達到周產萬輛的目標，同時2018年全部車型總產能50萬輛。這一消息立即振奮了電動汽車行業、鋰電池行業和資本市場。其實，2017年4月25日工業和信息化部等3部委發布關于印發《汽車產業中長期發展規劃》的通知，指出“2020年，新能源汽車年產銷達到200萬輛，動力電池單體比能量達到300Wh/kg以上，力爭實現350Wh/kg，系統比能量力爭達到260Wh/kg、成本降至1元/Wh以下。

到2025年，新能源汽車占汽車產銷20%以上，動力電池系統比能量達到350Wh/kg。”ChinaEV100《鋰和電池企業可持續發展研究報告2017》中引用2020-2025年中國動力鋰電池市場需求預測中的數據，2020年200萬輛、2030年1520萬輛新能能源汽車，分別需要130GWh和500GWh動力電池。相應地，可以計算出所需的高品質動力電池用隔膜的需求量大致是2020年20億m2、2030年90億m2/a。如果加上儲能用電池和消費電子類電池對隔膜的需求，上述計算的隔膜需求將會是2020年30億m2和2030年100億m2。

一方面，鋰電池作為新能源汽車動力來源優勢是明顯的，無疑會成為主流。當動力電池的能量密度達到400Wh/kg，電動汽車的續航里程將會達到甚至超過燃油車的水平。在儲能領域，鋰電池逐步取代鉛酸電池取得主導地位，也是趨勢所在。另一方面，在理論上可以對鋰電池發起挑戰的幾種新型電池還處于基礎研究階段，在10～20年內顛覆現有鋰電池產業的可能性幾乎為零。基于國家對新能源汽車行業的大力支持以及業內企業自主積極發展的態勢，相信鋰電池及相關材料產業將在中長期加速發展。鋰電池隔膜可以樂觀地看好5～15年甚至更長的時間。

二、隔膜的產業化技術有哪些

目前產業化的隔膜制造技術主要有4種：濕法、干法、半干法和無紡布法。其中濕法和干法還有進一步的分類。

濕法技術(Wet)主要用于聚乙烯(PE)隔膜的制造。由于工藝中需要使用石蠟油與PE混合占位造孔，在拉伸工藝后需要用溶劑萃取移除，所以該工藝稱為濕法。濕法技術涉及在2個方向上對薄膜的拉伸，因此又分為同步拉伸(simultaneousstretch)和分步拉伸(sequentialstretch)。

關于同步拉伸和分步拉伸哪個更先進的爭論一直存在。爭議體現在產品品質、效率、工藝適應性等方面。從產品的微觀形態比較，用同步拉伸工藝制造的隔膜孔隙率更高、孔隙分布更均勻，厚薄均勻性較好;同時，同步拉伸的產品強度均勻，良率較高，理論上其綜合性能較好。如果從生產效率、鋰電池工藝適應性等方面比較，暫無法給出優劣的判斷。不同的只是不同企業設備水平的差異和工藝成熟度的差異。從用戶反饋上看，2種產品在使用中表現的差異并不明顯。

干法技術(Dry)主要用于聚丙烯(PP)隔膜的制造。干法技術主要包括3種工藝技術：吹膜+單向拉伸、鑄片+單向拉伸以及雙向拉伸。相對而言，干法技術比濕法技術工藝簡單、設備成本較低、生產效率較低。

半干法(Semi-Dry)用于聚乙烯(PE)隔膜的制造，是近幾年新近推出的方法。它也要使用造孔劑占位，然后使用蒸發的方法移除。無紡布法(Non-Woven)目前主要用于聚酯(PET)無紡布和陶瓷顆粒復合隔膜的制造。無紡布中必然存在的大孔給復合隔膜帶來較高的短路風險。這一缺陷制約著無紡布隔膜的應用，需要工藝技術突破性的提升。

三、濕法PE隔膜是否能替代干法PP隔膜

經常聽到這樣的說法：“近幾年新上的隔膜廠都選定濕法路線制造PE隔膜，以前有名的干法隔膜制造企業(如深圳市星源材質科技股份有限公司、滄州明珠)也紛紛增加濕法隔膜產線，三元動力電池使用濕法隔膜……，這都說明濕法PE隔膜取代干法PP隔膜是趨勢”。筆者認為這樣判斷比較片面。

PP隔膜的主要優勢是熔點高(165℃)、抗氧化性能好、制造工藝相對簡單、成本較低、比較適合疊片工藝;不足是橫向強度低容易撕裂成條、不易做薄(20μm及以上厚度的常見)、親液性較差、用于電池內阻較高。PE隔膜的主要優勢是親液性好、孔隙率可以較高(40%~55%)、可以做得很薄(9μm、6μm，甚至5μm)、生產效率高、比較適合卷繞工藝;但不足之處是熔點低(135℃)、抗氧化性能差、容易刺破、工藝復雜、成本相對較高。不同類型、不同型號的電池根據自身的設計和安全性要求，可能會有針對性地選用PP或PE隔膜，不能一概而論。二者各有優缺點以及存在的必要性，很難說哪一種會取代另一種。

四、隔膜制造的利潤率有多高，變化趨勢怎樣

2010年以前國內的隔膜企業很少，產品也不過關，進口隔膜供不應求，美國Celgard公司和日本宇部興產株式會社(UBE)的PP隔膜大約40元/m2。40μm厚的隔膜質量約為17.0g/m2，而一噸PP原料(價格不足1萬元)如果70%轉化成合格的隔膜可以制備4.1萬m2，價格164.7萬元;25μm厚的隔膜大約10.5g/m2，同樣按70%的收率可以生產6.7萬m2，價格200多萬元。可見那時的隔膜產業就像是印鈔機，利潤非常高，也被譽為黃金膜。2012年初隔膜價格有較大幅度的下降，但進口隔膜的價格還在20元/m2左右。

2010年至今，國內的隔膜產能大躍進拉開序幕。2017年，我國的鋰電隔膜產能已超過14億m2(根據GlobalLithium-IonBatterySeparatorMarketReport2017QYResearchJuly2017的數據)，但國產隔膜的價格已經下降到PP隔膜約3元/m2,PE隔膜4~4.5元/m2之間。雖然制造成本是各家企業的商業秘密不能輕易透露，但可以估算PP隔膜的制造成本大致為1.0~1.5元/m2,PE隔膜的大致為2.0~3.0元/m2。成本組成主要包括原材料、設備折舊、燃料動力、人員、管理、營銷、攤銷等科目。即使是在繳納了各種稅費之后，隔膜制造行業的利潤大致在20%~40%之間。

隨著國內隔膜產能的繼續擴張，價格下降的趨勢不可逆轉。各家的盈虧平衡點在哪里?更為激烈的價格戰將怎樣開展?哪些企業會在激烈的競爭中被淘汰?這些問題的答案相信會在未來幾年揭曉。中國雖大，但真的需要幾十家隔膜企業么?業界更關心是能否出現像旭化成株式會社(Asahi)這樣世界一流的中國企業。

五、國產隔膜現在是怎樣的水平

毋庸諱言，國產隔膜的品質尚未達到國際一流水平。美國celgard隔膜有限公司的PP隔膜以及Asahi的PE隔膜，分別代表了隔膜行業產品的最高水平。自從2016年Asahi收購Celgard,最好的隔膜產品均出自Asahi。另外幾家日本企業，如UBE和Toray,也具有較高的水平。

國內隔膜普遍存在的問題是一致性有待提高。一致性主要體現在不規律的缺陷、厚度、孔隙率、孔隙分布以及孔徑分布等方面。單向拉伸的國產PP隔膜在孔隙率和孔徑分布方面與對標產品比較接近;雙向分步拉伸的PE隔膜孔隙率通常與對標產品相比較低，孔徑分布情況也不理想。

湖南中鋰新材料有限公司是濕法隔膜領域的優勢企業，目前共有濕法鋰離子電池隔膜生產線10條(其中在產8條，2條正處于調試階段)，其產品物理性能的一致性CPK值>1.33。中鋰隔膜品質優良，滿足3C、動力、儲能等鋰離子電池領域的應用要求。

六、做好隔膜企業需要具備哪些條件

2012年到2016年間，隔膜企業如雨后春筍般在國內各地出現。依據1t原料可以生產7萬m2產品的簡單計算關系，各路資本非常青睞于投資這一超高回報率的產業。當然，要做好這一產業僅有資金還不夠。一些新建的企業在生產線運行之后得不到合格的產品，或者產品的合格率遠遠達不到預期。在有設備之后才發現工藝原來是一道難以逾越的技術壁壘。隔膜制造的技術門檻很高，干好這一產業除了要有資金，還需要有強大的研發和生產團隊、成熟的工藝技術和高水平的產線，缺一不可。

七、誰將是未來隔膜產業的龍頭

在收購Celgard之后，AsahiKasei成為目前鋰電隔膜制造業中當之無愧的龍頭，其干法和濕法隔膜均代表和業內的最高水平，總產能超過6億m2/a。AsahiKasei,日本東燃化學株式會社(TorayTonen)和UBE等企業在業內屬于第1梯隊。我國隔膜企業在技術積累、工藝成熟性和研發實力等方面的差距是顯著的，跟隨模仿的局面中長期還將持續。

但是國內企業的優勢是可以在短時間內進行大規模的產能擴張，比如湖南中鋰和上海恩捷都有明確的產能擴張計劃。到2020年，湖南中鋰新材料有限公司和上海恩捷新材料科技股份有限公司每年濕法PE隔膜的有效產能會達到8億m2和10億m2以上(按80%的收率估算)。國內新能源汽車的發展和美國特斯拉提前擴產，是拉動動力電池及相關產業的雙引擎。特斯拉采用松下電池，是否國內的新能源汽車更多地采用國產電池和國產材料?這是大家普遍關心的問題。對此，筆者持謹慎樂觀的態度。畢竟鋰電池的成本和價格下行是必然的趨勢，國產隔膜在價格方面存在優勢，同時品質方面也在不斷提升。“國內動力電池80%采用進口隔膜”的情況相信將永久地成為歷史。

2017年上市公司爭相收購隔膜企業的大戲不斷上演。創新股份收購上海恩捷新材料科技股份有限公司，金冠電氣收購遼源鴻圖鋰電隔膜科技股份有限公司，長園集團收購湖南中鋰新材料有限公司……上市公司收購隔膜企業后，股價也有不俗的表現，如創新股份在半年多的時間股價實現了翻倍(圖3)。同時，另外一個需要思考的問題是：AsahiKasei會不會大規模擴產或者來中國收購快速發展的企業?這種可能性似乎不大。再或者，中國資本收購AsahiKasei讓它直接變成中國企業?

八、除了JSW和Toshiba誰還能提供理想的產線設備

可以提供濕法隔膜生產線的兩家日本企業日本制鋼所(JSW)、東芝集團(Toshiba)正開足馬力生產。來自中國的訂單買斷了他們3年的產能，令其歡欣鼓舞;同時，上海恩捷新材料科技股份有限公司和湖南中鋰新材料有限公司也會因自己占得先機的決策而志得意滿。那么其他企業從哪里獲得高端的制造設備呢?隔膜產線是8~10個大型工藝設備的集成，技術含金量非常高。雖然有能力提供隔膜整線的企業較少，但也不僅僅只有2家。比如有德國布魯克納機械股份公司(Brückner)、法國ESSOP;中國東昇機械科技有限公司(以下簡稱“東昇機械”)、中科華聯等企業。

設備是為工藝服務的。制造高品質的隔膜需要工藝與設備的完美結合。如果對工藝一知半解，即使擁有再昂貴的設備也無法生產出合格的產品。德國布魯克納機械股份公司(BrücknerMaschinenbau)是一家世界一流的雙向拉伸制膜設備供應商，筆者曾應邀訪問該公司(見圖3)。筆者曾質疑其技術力量雖然強大但是不太懂隔膜制造工藝。對此，Brückner研發部主任Dr.Breil說：“5年前也許是這樣，但現在情況已經完全不同了”。Brückner的技術可以達到300m/min以上的車速，用在鋰電隔膜產線上標配75m/min，拉伸幅寬4.5m，制膜厚度范圍5~25μm。

東昇機械是世界上獨有的一家從事隔膜生產線高性價比總體解決方案的公司，所提供的產線設備包括雙向拉伸線、收卷站、萃取設備、一次大分切設備、二次小分切設備、陶瓷涂布設備以及隔膜生產線在線管理系統等。目前東昇機械正在為業內提供寬幅達4.5米的雙向同步拉伸濕法隔膜生產線，制膜厚度范圍4~25μm，設計車速達75m/min。

九、鋰電隔膜技術發展的趨勢

動力電池的發展為隔膜的發展明確了方向并提出了具體的要求。動力電池的發展就是3個內容：提高能量密度、保證安全性、降低成本。單體比能量達到300Wh/kg以上、系統比能量力爭達到260Wh/kg，成本降至1元/Wh以下。相應地，對隔膜提出的要求是2個方面：更高的安全性，更有利于電池發揮性能。

從安全方面考慮，有以下幾種技術途徑：一是，基于PE和PP隔膜的陶瓷涂覆。陶瓷涂覆的PE復合隔膜安全使用的溫度可以提高到150~160℃，陶瓷涂覆的PP復合隔膜安全使用的溫度可以提高到180~200℃。陶瓷涂覆提高了隔膜的安全性，但主要的不利影響是重量增加、成本提高、使電池的內阻增大。二是，基于PE和PP隔膜的聚合物涂覆，或在兩面進行陶瓷和聚合物的不對稱涂覆。聚合物的種類不同，會影響復合膜的性能，作用無法一概而論。三是，無紡布和陶瓷顆粒的復合膜。如果采用PET無紡布，復合膜的安全使用溫度可以達到250℃左右。四是，采用耐高溫的聚合物材料以及新型制膜工藝制造高安全性隔膜，如聚酰亞胺(PI)膜。PI膜的安全使用溫度可以達到300℃。

從有利于電池性能發揮方面考慮，需要進一步優化隔膜的結構特性參數和一致性。比如厚度，孔隙率的合理取值，優化的孔徑尺寸，優化的孔徑分布等。另外，隔膜的一致性始終是規模化生產的核心問題。

另外，高電壓電極材料體系是目前電池研究的熱點之一。能否實現隔膜在0~5V電化學窗口內的穩定工作，也是隔膜研究以及未來隔膜產業發展的重要方向。自2012年中國科學院A類戰略性先導科技專項“變革性納米產業制造技術聚焦”“長續航動力鋰電池”項目對耐高電壓隔膜材料的研究已有布局，目前已取得多項有價值的成果。