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目前,大部分高端锂电池隔膜仍被国外锂电隔膜生产巨头垄断,国产锂电隔膜主要在中低端市场使用。长期来看,随着国内电池生产技术的进步和锂电隔膜产品质量的提升,国产锂电隔膜会逐渐进入动力电池等高端市场,替代进口的潜力巨大。
隔膜的主要作用是使电池的正、负极分隔开来,防止两极接触而短路。其性能决定了电池的界面结构、内阻等,直接影响电池的容量、循环以及安全性能等特性,性能优异的隔膜对提高电池综合性能具有重要作用。
锂电隔膜潜力让市场充满想象
据了解,在锂电四大材料中,隔膜的技术壁垒较高,其成本占比仅次于正极材料,约为10%-14%,在一些高端电池中,隔膜成本占比甚至达到20%。
2015 年,新能源汽车动力锂电池销量为12.2GWH,同比增长 277%。国家工信部预计,到 2017 年中我国动力电池用隔膜需求量将达10亿㎡左右。
业内专家表示,由新能源汽车迅猛发展所带来的智能电网、储能电池市场还处于萌芽状态,3C 消费品领域、无人机等新兴领域等待挖掘,尤其是以电池能量密度需求和体积轻薄化为目标的锂电池产品,是未来发展方向,所有这些因素,都将促使电池制备企业以及包括隔膜生产企业在内的材料行业迎来广阔市场。
相对湿法隔膜,干法隔膜工艺技术难度相对较低,投资规模相对较小,投资回收期相对较短,国内企业从干法工艺开始进行突破和积累。目前国内能够规模化生产并批量供应下游电池厂的隔膜企业主要生产干法隔膜。
随着国内企业生产规模的扩大,隔膜制造成本进一步下降,促使其价格下滑的速度非常快。锂电隔膜未来的竞争将进入白热化,价格战凸显,毛利下行。
隔膜制备工艺水平存在显著差异
具有良好的电子绝缘性、离子导电性、化学和电化学稳定性、厚度一致性、物理机械性能等技术指标的隔膜,是锂离子电池安全性的重要保证,也是隔膜产业亟待解决的关键技术,必须尽快突破。
我国锂离子电池隔膜在干法工艺上已经取得重大突破,目前已经具备国际一流的制造水平。目前国内隔膜以干法工艺为主,生产出来的隔膜厚度在16μm以上,而现在很多智能机电池需要用到12μm的,苹果下一代智能机提出要用9μm的,这样的厚度,干法工艺很难做到。
湿法工艺生产出来的隔膜厚度、孔隙率、孔的形状等方面相对较好,技术门槛也相对较高。但在湿法这一端,国内隔膜企业受限于工艺、技术等多方面因素,产品水平还较低。
湿法工艺隔膜不仅生产技术壁垒高,生产设备也更复杂。湿法工艺隔膜设备的应用需要和工艺配套,是先有工艺再订制设备。因此,在解决了工艺和技术后,生产企业的工艺均有不同,在设备定制上所需要的时间也较长。
之前的湿法隔膜主要是应用在高端小型锂电池中,在整个隔膜市场中份额偏低。现今随着技术的发展,湿法涂覆隔膜能够有效地解决熔融问题,并且随着三元材料在动力锂电中的成功推广运用,带动了与之匹配的湿法涂覆隔膜市场的大幅增长。
国内企业有序扩产弥补产能缺口
全球范围内的锂离子电池隔膜的市场需求量呈逐年递增趋势,隔膜出货量从2009年的2.4亿平米增至2014年的11.85亿平米。日本旭化成、东燃化学及美国的Celgard是隔膜三巨头,占据全球市场份额曾高达77%。但随着韩国和我国企业的崛起,三巨头的份额在快速下滑,2014年占比仅56%左右。
隔膜产品主要有单层PP、单层PE、PP+陶瓷涂覆、PE+陶瓷涂覆、双层PP/PE、双层PP/PP和三层PP/PE/PP等,其中前两类产品主要用于3C消费电池,后几类产品主要用于动力锂电池。
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