国产锂电隔膜设备厂商在国际市场上的竞争力如何？
隔膜是锂电池中极具技术壁垒的关键内层组件，其性能决定了电池的界面结构及内阻，直接影响电池的容量、循环及安全性能。在锂电隔膜生产过程中，对设备精密度、自动化水平要求很高，任何一个过程参数和反应条件出现微小偏差，都会影响成品的一致性导致合格率无法达到量产的水平。根据隔膜生产流程，设备主要分为配料挤出系统、铸片成型系统、萃取干燥系统、双向同步拉伸系统、横向拉伸系统、自由热定型系统、在线收卷系统、涂布系统、分切机系统。
锂电隔膜设备简介（湿法为例）
设备 | 简介 |
配料挤出系统 | 采用分步喂料方式，确保喂料精度；白油采用两级搅拌加热，控温精度高；模头机头压力闭环控制，隔膜厚度精度高；熔体挤出后通过高精度精密熔体过滤器，保证过滤精度，避免漏料现象，同时延长更换过滤网的时间。 |
铸片成型系统 | 铸片成型系统辊筒流道采用先进的双进双出交叉对流螺旋形式，保证辊面温度均匀；通过模拟实验并结合产量和铸片结晶趋势设计辊径大小；辊筒实现铸片正反面冷却速度可调，确保铸片厚度均匀，铸片正反面结晶度一致。 |
双向同步拉伸系统 | 在拉伸加工过程中，锂电薄膜不与辊筒接触，在机械原理上采用先进的链轨系统，对薄膜进行一次性成型的双向同步拉伸，大大提高了薄膜的分子取向匀质性。纵向、横向牵伸比可在线调整，确保不同规格隔膜的最优性能。 |
萃取干燥系统 | 采用特殊的密封结构保证萃取剂零泄漏，采用全主动辊方式，可有效防止隔膜在萃取槽内因牵引阻力断膜的情形；采用超声波、槽内循环、槽间溢流、过渡刮液、独立控温等方式提升萃取效果，提高萃取槽中溶液的浓度，有效减少萃取剂用量，降低配套液体分离系统的耗能；通过特有的刮液方式，降低配套废气回收系统耗能。 |
横向拉伸系统 | 横向拉伸系统将已除去萃取剂及溶剂的多孔隔膜预热到隔膜软化点温度，利用物理的方法将其扩幅扩孔，再横向收缩消除扩幅后隔膜产生的内应力，最后经冷却成型。 |
经横向拉伸系统 | 拉伸回缩后的隔膜，分子取向得到进一步有序排布，提高隔膜的纵横向拉伸强度及孔径的开孔度。 |
自由热定型系统 | 自由热定型为单独处理单元，隔膜在该系统内处于完全松弛收缩状态，能够最大化的消除扩幅拉伸后横向与纵向存在的内应力，减少隔膜热收缩率，增加尺寸稳定性。 |
在线收卷系统 | 隔膜材料经展平辊，张力检测辊，纠偏系统，并分切后分别收卷成符合标准的卷材。该系统可应用于锂电隔膜、包装材料、纸张及金、银、铜、铝箔等行业产品的裁切收卷。 |
分切机系统 | 数字控制高速分切机充分结合原材料特性、操作者人体习惯、采用三维设计技术，整机优化协调机、电、光、气的配置，采用最新驱动技术和控制技术，实现简便操作，高品质和高效率，广泛适用于各种薄膜分切行业。 |
涂布系统 | 涂布系统是由放卷、微凹辊涂布、干燥、纠偏、收卷等部分组成。各部分之间设置适当的张力隔断及控制系统，收放卷机均带有双臂双工位转塔臂及自动切断机构，可实现不停机换卷。 |
其中，微孔制备技术是锂电池隔膜制备工艺的核心，其涵盖高分子材料学、材料加工、纳米技术、电化学、表面和界面学、机械设计与自动化控制技术、成套设备设计等多个学科，具有较高的技术壁垒。
根据微孔成孔机理的区别可将锂电隔膜的制备工艺分为干法工艺与湿法工艺。
湿法工艺整体性能更优，更契合高能量密度电池，目前占据主流技术路线。干法隔膜熔点高于湿法，耐热性、耐高压性及抗氧化性更好，成本相对低，主要用于储能、磷酸铁锂动力电池、两轮车等领域。
湿法隔膜拉伸强度优于干法，产品厚度偏薄、孔径更小、孔隙率更高，适用于对能量密度要求高的三元动力电池。
隔膜生产过程分为配料挤出、铸片、拉伸、萃取、干燥、收卷等，隔膜生产设备根据工艺流程主要由配料挤出系统、拉伸系统、萃取干燥系统等组成。
锂电池隔膜生产线技术含量高，具有非标、定制化特点，设备的设计开发、定制生产、组装调试都需要设备厂和隔膜厂掌握的生产工艺相结合，技术壁垒较高。
目前干法隔膜设备技术成熟，基本实现国产化，国内的设备厂家主要有北京机械工业自动化研究所、桂林电器科学研究院等。
而湿法工艺更加复杂，设备技术壁垒更高，我国湿法隔膜的核心制造设备主要依赖进口，主流的设备厂商包括日本制钢所、德国布鲁克纳、法国ESOPP、日本东芝等。
由于海外隔膜设备厂商产能有限，国内头部隔膜厂商通过签署独供协议等方式，提前深度绑定进口设备。
目前，全球主要隔膜设备厂商仅有4家,分别是日本制钢所、日本东芝、德国布鲁克纳、法国伊索普，与国内生产设备相比具有技术更先进、更好的稳定性和低能耗性优势。但是，由于隔膜设备海外运输时间长，从订单下发至设备交付通常需要一年半，设备进厂后安装调试通常还需要6个月，再加上后续认证环节，所以扩产周期一般要两年以上。
同时，全球设备产能有限，制钢所及布鲁克纳未来几年设备产能已被大厂锁定，而随着二三线厂商扩产需求加大，将为国产隔膜设备厂创造良机，并且随着国产技术不断成熟，锂电隔膜设备国产化有望迎来契机。
隔膜设备需求旺盛，而海外头部设备产能被国内头部隔膜厂锁定，设备产能有限且交付期长，制约隔膜厂扩产，国内二三线隔膜厂商扩产需求将为国产隔膜设备厂创造良机。未来随着国内隔膜设备企业技术不断提升，锂电隔膜设备国产化空间广阔。
国产设备在价格上相对国际品牌具有一定的优势，能够为隔膜生产企业降低设备采购成本。同时，国产设备的本地化服务也可以减少售后服务成本和设备维修时间，提高生产效率。
国内一些优秀的锂电隔膜设备厂商凭借优质的产品和服务，与宁德时代、比亚迪等国内一线新能源电池企业建立了紧密的合作关系，获得了稳定的客户订单。如蓝科途依托宁德时代等大客户，隔膜出货量迅速上升，自 2021 年以来，已连续三年上榜 “中国锂电池行业隔膜年度竞争力品牌榜单”。
部分国产设备厂商与上下游企业加强合作，共同开展研发项目，针对隔膜生产企业的特定需求定制设备，提高设备的适用性和生产效率，形成了良好的产业链协同效应。如欧克科技通过与冠力新材开展深度合作切入湿法隔膜生产线，实现了 “隔膜生产工艺 + 机械制造技术” 的互补。
文章来源：高性能膜材料编辑整理
