5月13日，星源材質(zhì)在2024年度業(yè)績說明會上表示，目前公司與泰和新材的芳綸涂覆隔膜合作順利推進中，產(chǎn)品已經(jīng)進入多家客戶認證或測試階段，并小批量供貨給國內(nèi)外客戶。芳綸涂覆隔膜是什么...

5月13日，星源材質(zhì)在2024年度業(yè)績說明會上表示，目前公司與泰和新材的芳綸涂覆隔膜合作順利推進中，產(chǎn)品已經(jīng)進入多家客戶認證或測試階段，并小批量供貨給國內(nèi)外客戶。

芳綸涂覆隔膜是什么？

芳綸涂覆隔膜作為一種新型的鋰電池隔膜材料。

芳綸涂覆隔膜技術(shù)基于芳綸材料的特性，通過將芳綸涂覆在基材上形成一層薄膜，以實現(xiàn)隔離和保護的功能。芳綸涂覆隔膜具有卓越的耐高溫性、耐化學腐蝕性和抗撕裂性能，在提升電池安全性和性能方面展現(xiàn)出巨大潛力。

芳綸涂覆隔膜比傳統(tǒng)隔膜好在哪？

在強度上，芳綸纖維基電池隔膜由于其分子結(jié)構(gòu)，具有高取向、高結(jié)晶度和各向異性特性，展現(xiàn)出優(yōu)異的機械強度。因此芳綸隔膜抗穿刺能力比傳統(tǒng)陶瓷膜更強，有助于提高電池的機械穩(wěn)定性和安全性。

在耐高溫性能上，芳綸纖維具有“合成鋼絲”的美譽，耐高溫性能好，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度在280℃左右，熱分解溫度大于400℃。芳綸材料極好的耐熱性，可以大幅降低隔膜在高溫時的熱收縮率，避免電池起火隱患，從而大幅提升安全等級。

在化學穩(wěn)定性上，芳綸纖維的分子鏈上的酰胺鍵可以形成分子間和分子內(nèi)的氫鍵，提高力學性能，對電解液有較高的潤濕性，有助于提高吸液率和離子電導率。芳綸涂覆隔膜與電解液的浸潤性更好，有助于提升電池的循環(huán)壽命、充電速度，并提高電池的能量密度。

此外，在抗氧化、阻燃性、輕量化等性能上芳綸涂覆隔膜都大大優(yōu)于傳統(tǒng)隔膜，在提升鋰電池的安全性、性能和壽命方面具有明顯優(yōu)勢，是鋰電池隔膜市場極具發(fā)展?jié)摿Φ男庐a(chǎn)品之一。

芳綸涂覆市場空間預(yù)測

2023年，工業(yè)和信息化部裝備工業(yè)發(fā)展中心發(fā)布了《關(guān)于開展2023年新能源汽車安全隱患排查工作的通知》，將新能源汽車的安全升級提升至國家層面，其中芳綸涂覆隔膜作為提升新能源車安全性的關(guān)鍵材料，引發(fā)了資本市場的強烈關(guān)注。2023年全球芳綸涂覆隔膜市場銷售額達到了數(shù)十億美元，

2024年8月12日，中國化學與物理電源行業(yè)協(xié)會對《鋰離子電池用芳綸涂覆隔膜通用規(guī)范》團體標準草案進行公示并征求意見，這標志著芳綸涂覆隔膜在鋰電池領(lǐng)域的應(yīng)用開始得到標準化和規(guī)范化。

據(jù)相關(guān)機構(gòu)預(yù)計到2025年，全球鋰電出貨量合計2102GWh，其中動力電池1550GWh，儲能鋰電390GWh，消費電池162GWh。單GWh動力電池需要隔膜約1500萬平米，2025年全球隔膜需求量預(yù)計將達到315億平米，按照涂覆隔膜滲透率70%計算，對應(yīng)潛在涂覆隔膜市場空間在221億平米。

鋰電池“濕法+涂覆”已是業(yè)界公認的隔膜發(fā)展方向

隔膜為鋰電池四大主材之一，可分為干法、濕法、涂覆三類隔膜，目前常見的鋰離子電池隔膜通常為聚丙烯、聚乙烯或者是兩者共同的復合膜。這些材料熔點通常低于170℃，但是當電池因內(nèi)部或外部原因造成升溫時，隔膜會熔融并收縮正負極直接觸導致短路，引起電池燃燒、爆炸等意外事故的發(fā)生給使用帶來安全隱患。而通過涂覆加工處理，可減少一系列事故的發(fā)生。

隔膜行業(yè)歷經(jīng)多個發(fā)展階段，從干法隔膜逐步迭代至濕法隔膜、涂覆隔膜，再到如今的新材料隔膜。涂覆隔膜作為提升鋰電池安全性能的關(guān)鍵技術(shù)，備受全球科研機構(gòu)和企業(yè)的關(guān)注與投入。目前，主要的涂覆隔膜材料包括特種氧化鋁、勃姆石、芳綸、聚偏氟乙烯（PVDF）、PMMA等。濕法隔膜在性能上優(yōu)于干法隔膜，但在實際應(yīng)用中仍存在一些缺陷，可通過涂覆工藝加以解決。

涂覆技術(shù)路線分類

涂覆隔膜的工藝流程

以下是目前大致的各種涂覆材料在鋰電池隔膜涂覆領(lǐng)域的占比情況：

陶瓷涂覆：在當前市場中占據(jù)較高的份額，是較為常見和廣泛應(yīng)用的涂覆材料。由于其生產(chǎn)工藝相對成熟、成本相對較低且能在一定程度上提高隔膜的熱穩(wěn)定性和機械強度，因此受到眾多電池廠商的青睞。綜合各方面信息來看，陶瓷涂覆材料的占比可能在 40%-50% 左右。

PVDF涂覆（聚偏氟乙烯涂覆）：在鋰電池隔膜涂覆中也有一定的應(yīng)用占比，大約在 20%-30%。其具有良好的粘結(jié)性，能夠提高隔膜的耐高溫性能、增加電解液保液量以及提高高壓狀態(tài)下電池的安全性。

芳綸涂覆：作為一種新型的高性能涂覆材料，雖然具有優(yōu)異的耐高溫性能、機械強度和安全性等，但由于其生產(chǎn)工藝相對復雜、成本較高，目前在市場中的占比相對較小，可能在 10%-20% 左右。

不同隔膜涂覆材料的形式和主要特點

今天想說說芳綸涂覆，因為它屬于涂覆新技術(shù)，對比傳統(tǒng)的涂覆，優(yōu)勢相當大。但無論是材料成本，研發(fā)成本，制造成本都比傳統(tǒng)的陶瓷涂覆高。

芳綸涂覆隔膜工藝路線示意圖

實現(xiàn)商業(yè)化的重要環(huán)節(jié)—成本、設(shè)備國產(chǎn)化、技術(shù)增效

事實上，芳綸涂覆隔膜并不是新鮮事物，不少國外高端電車已經(jīng)在使用，但是昂貴的價格讓它一直未能成為市場主流。

當前傳統(tǒng)的PVDF、勃姆石涂覆的成本大約為0.5元/平，涂覆基膜的售價約為2.5元/平，而國內(nèi)隔膜廠制芳綸膜成本在5-6元/平以上。

如何降低芳綸隔膜的成本以實現(xiàn)大規(guī)模、商業(yè)化推廣，是資本市場和產(chǎn)業(yè)界關(guān)注的重點。

芳綸涂覆成本結(jié)構(gòu)拆分，圖源：國金證券

隔膜企業(yè)降本方式

隔膜制備技術(shù)拐點

不同隔膜制備方法的簡要概述

從上圖中的分析來看，目前涂布技術(shù)是隔膜具有未來前景的制備方式之一，芳綸涂覆鋰電隔膜的涂布工藝對降本有多方面的幫助。

首先，芳綸涂覆隔膜具有輕薄無顆粒的特點，涂層厚度僅為1μm-2μm，相較于其他材料如PVDF混涂的2μm以上厚度，顯著降低了材料的使用量。

其次，芳綸的密度低，僅為陶瓷的40%，PVDF的80%，PMMA的50%，這使得芳綸涂覆隔膜在保持高性能的同時，材料消耗更少，進一步降低了生產(chǎn)成本。

圖片來源上海聯(lián)凈自動化科技有限公司

在涂布過程中，對涂布設(shè)備的精度要求極高，需精準控制涂布速度、壓力以及漿料流量，任何細微偏差都可能影響涂層的均勻性和厚度一致性，進而影響隔膜的整體性能。完成涂布后，還需經(jīng)過干燥工序，去除涂層中的水分等溶劑，使芳綸涂層牢固地附著在隔膜基材上。干燥過程同樣需要嚴格控制溫度、時間和通風條件，以保障涂層的質(zhì)量和性能不受影響。

傳統(tǒng)熱風干燥存在溫度分布不均的問題，而電磁加熱輥通過高頻電磁感應(yīng)直接對輥體加熱，可實現(xiàn)±1℃的溫控精度，顯著提升涂層的均勻性和一致性。這一特性有效保證了芳綸涂層與隔膜基材的良好結(jié)合，減少因溫度波動導致的涂層缺陷，如氣泡、厚度不均等問題，從而提高產(chǎn)品品質(zhì)，減少廢品產(chǎn)生，提升成品率。相比之下，傳統(tǒng)的導熱油加熱輥，由于導熱油的特性以及循環(huán)系統(tǒng)的復雜性，難以實現(xiàn)如此高精度的溫度控制，在溫度穩(wěn)定性上存在較大局限。

圖片來自上海聯(lián)凈電子科技有限公司

同時，由于其高效的加熱方式，熱量直接在輥筒內(nèi)部產(chǎn)生，幾乎沒有熱量散失到周圍環(huán)境中，能量利用率極高。與傳統(tǒng)的油溫機相比，電磁加熱輥的加熱裝配功率可降低 50% 甚至更多，有效減少了加熱用電能耗，真正實現(xiàn)了節(jié)能高效生產(chǎn)。

在涂布生產(chǎn)中，干燥工序往往是速度瓶頸。電磁加熱輥的高效加熱和精確控溫能力，能夠優(yōu)化干燥過程，提高干燥效率。通過快速將熱量傳遞給涂布后的隔膜，加速溶劑揮發(fā)，在保證干燥質(zhì)量的前提下，可適當提高涂布速度，從而提升整體生產(chǎn)效率。此外，其穩(wěn)定可靠的性能，減少了設(shè)備故障停機時間，進一步保障了生產(chǎn)的連續(xù)性，為企業(yè)提高產(chǎn)能、降低單位產(chǎn)品成本提供了有力支持。

電磁加熱輥烘干工藝圖 圖片來自上海聯(lián)凈電子科技有限公司

在芳綸涂覆鋰電隔膜的涂布工藝中，電磁加熱輥憑借精確控溫、快速升溫、低能耗、少維護、無污染以及能提高生產(chǎn)效率等諸多優(yōu)勢，為企業(yè)實現(xiàn)降本增效提供了有效的解決方案，有力推動了鋰電隔膜行業(yè)的發(fā)展。

芳綸涂覆隔膜的價值不僅在于安全冗余的提升，更在于其帶來的綜合性能優(yōu)化。相較于陶瓷、PVDF等傳統(tǒng)涂覆材料，芳綸樹脂對電解液的浸潤性提升20%，這意味著鋰離子升級路徑更暢通。

寧德時代的測試數(shù)據(jù)顯示，采用新隔膜的電池在4C快充條件下，析鋰現(xiàn)象減少45%，循環(huán)壽命突破3000次，較傳統(tǒng)方案提升50%。

在能量密度競賽白熱化的當下，芳綸涂覆技術(shù)展現(xiàn)出獨特優(yōu)勢。其單層2微米的超薄涂層，相比陶瓷涂層的8-10微米厚度，為電池騰出更多活性物質(zhì)空間。配合高浸潤性帶來的電解液減量，電池單體能量密度可提升5%以上。這對于追求續(xù)航里程的新能源汽車而言，無異于打開新的技術(shù)窗口。這場技術(shù)革命正在改寫全球供應(yīng)鏈版圖。

芳綸涂覆隔膜的國產(chǎn)化突破，標志著中國鋰電產(chǎn)業(yè)從“材料進口”到“技術(shù)輸出”的質(zhì)變。當特斯拉柏林工廠開始評估中國隔膜供應(yīng)商時，這場安全革新的價值已超越技術(shù)本身—它既是產(chǎn)業(yè)鏈自主可控的里程碑，更是全球新能源汽車發(fā)展的重要支點。

隨著產(chǎn)能持續(xù)釋放和工藝優(yōu)化，這項“中國智造”有望在未來五年內(nèi)將動力電池熱失控事故率降低一個數(shù)量級。在新能源汽車滲透率突破40%的當下，這樣的技術(shù)進步不僅關(guān)乎產(chǎn)業(yè)發(fā)展，更承載著億萬用戶的生命安全期待。

這場關(guān)于安全的馬拉松，中國企業(yè)正在交出具有全球意義的答卷。盡管成本和技術(shù)一致性仍需優(yōu)化，但芳綸涂覆隔膜的量產(chǎn)為中國動力電池行業(yè)注入了新動能，成為新能源汽車安全“防火墻”的重要里程碑。

文章參考資料：喜歡看研報、中國塑協(xié)電池薄膜專委會、上海聯(lián)凈、FG新能源膜材、仙桃市非織造布產(chǎn)業(yè)協(xié)會、高性能膜材料

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