锂电池隔膜行业分析报告.pdf

锂电池隔膜行业分析报告 .目 录 一、隔膜：国家重点扶持.3 1、隔膜的性能特点.3 2、隔膜的分类：即干法和湿法两种.4 3、国外垄断锂电池隔膜厂家的制造工艺.6 二、当前全球隔膜市场格局被日美企业垄断.7 三、国内隔膜产业现状：大部分依赖进口.9 1、金辉高科等部分企业实现技术突破，市场份额有待提高.10 2、产品均一性问题成国内电池动力膜企业的“拦路虎”.11 3、国内隔膜亟待解决的问题和发展方向.12 .一、隔膜：国家重点扶持“十二五”期间，新能源汽车市场前景广阔，将带动锂电池等动力电池的需求，作为锂电池的四大核心的材料之一的隔膜将会加速国产化。隔膜是锂电材料中技术壁垒最高的一种高附加值材料，毛利率可达70%，占锂电池成本的20%30%，其对电池安全性和成本有直接影响。隔膜投资周期长、风险大，目前主要依赖进口，高端产品的市场被日本、美国企业占领。因此，“十二五”期间，“膜”的国产化成为国家扶持的重点。而日前中国膜工业协会发布分离膜行业“十二五”发展指南，将新能源电池隔膜列为未来五年发展的重点之一，提出加快高性能新能源电池隔膜的产业化开发（包括质子燃料电池、锂离子电池及钒电池等），实现批量规模化生产，性能接近或达到国际先进水平。分析人士指出，在薄膜国产化和新能源动力汽车发展的前景下，相关的锂电池隔膜生产企业将会受益。1、隔膜的性能特点 隔膜是电池正负极之间的隔离物。其主要作用是防止正负极活性物质相互接触产生短路；同时在电化学反应时，保持必要的电解液，形成离子移动的通道。液态锂离子电池的隔膜材料是多孔性聚烯烃微孔膜，它具有以下性能：1)化学稳定性好，能耐有机溶剂，不易腐蚀。2)机械强度大，不易刺穿。.3)非电子导体，绝缘性好；但离子可以通过。4)膜的厚度薄。有机电解质的离子导电率比水溶液体系低，为了减少电阻，极片面积必须尽可能大，因此隔膜必需很薄。5)保持电解液，能被电解液充分浸润。6)遮断电流。当电池体系发生异常时，温度升高（120-140），热塑性隔膜发生溶融，微孔关闭，阻断离子通过。电池隔膜一般是用PE（聚乙烯）,PP（聚丙烯）来制备，分为单层PE、PP 膜3 层PP、PE 膜 2、隔膜的分类：即干法和湿法两种 目前市场上应用的隔膜主要分为两种制造方法：即干法和湿法两种制膜工艺：干法是将聚烯烃树脂熔融、挤压、吹膜制成结晶性聚合物薄膜，经过结晶化处理、退火后，得到高度取向的多层结构，在高温下进一步拉伸，将结晶界面进行剥离，形成多孔结构，可以增加薄膜的孔径。干法有单向拉伸和双向拉伸两种方式。湿法又称相分离法或热致相分离法，将液态烃或一些小分子物质与聚烯烃树脂混合，加热熔融后，形成均匀的混合物，然后降温进行相分离，压制得膜片，再将膜片加热至接近熔点温度，进行双向拉伸使分子链取向，最后保温一定时间，用易挥发物质洗脱残留的溶剂，可制备出相互贯通的微孔膜材料。以日本为首的国际化工巨头旭化成和东燃化学的隔膜则以湿法.工艺制造，而以美国为首的 Celgard 公司的隔膜则以干法工艺制造。.3、国外垄断锂电池隔膜厂家的制造工艺 .二、当前全球隔膜市场格局被日美企业垄断 据市场调查统计，2010 年全球锂离子电池隔膜的市场销售额约为 6 亿美元，2011 年约为 8 亿美元，销售额的增长率为 33%。国际主要厂商均处于扩产进程中，几乎所有厂商都将在今后两年内将产能提高一倍以上。全球锂离子电池隔膜产量主要被日本旭化成 Asahi Kasei、美国 Celgard、日本东燃 Tonen、日本 Ube 四大厂商占据，占全球份额的 79%，主要面向 SanyoSony、Panasonic、SDI 等规模需求的大型日韩电池厂商。中国锂离子电池隔膜厂商以新乡中科科技、佛塑金辉高科、深圳星源科技为代表，占全球锂离子电池隔膜份额的10%左右。中国隔膜现在面对 80%依赖进口的现状，欲实现进口替代潜力巨大。.三、国内隔膜产业现状：大部分依赖进口 隔膜是锂电材料中技术壁垒最高的一种高附加值材料，毛利率通常达到70%以上，占锂电池成本的20-30%。目前隔膜市场供应量严重不足，大部分依赖进口，市场主要被日本旭化成工业、东燃化学、美国Celgard 把持。隔膜具有典型的“高技术、高资本”特点，项目周期很长，装备水平要很高，设备投资高达12 亿元，技术一旦出问题，就亏损严重，投资风险较大。近期，在政策激励和锂电池市场的驱动下，国内锂电隔膜领域掀起了一波投资热，计划产能大有超出全球需求之势。但由于技术壁垒较高，目前国内产品的收率和质量都不尽如人意，约80%仍需进口。在日前举办的2012 中国锂电隔膜研讨会.上，专家疾呼：在国外产品与技术继续保持竞争优势的情况下，业内必须高度重视提高投资质量与效益，不断完善技术体系，建立上下游一体化的协作机制，努力提高项目的达产率和产品质量。1、金辉高科等部分企业实现技术突破，市场份额有待提高 根据业内资讯行业数据显示：截止到2012 年5 月，国内宣布已投产的锂电池隔膜企业有20-40 家，包括深圳星源材质、新乡中科科技佛山金辉高科、山东正华等公司；其中，深圳星源材质公司实现了产能“连级跳”：2007 年在东莞投资建成了480 万平方米/年1625m 系列的湿法生产线，当年售出360 万平方米；2008 年1 月，启动年产1000 万平方米的动力锂电池高性能隔膜生产线(干法)，并于当年9 月投产；2010 年11 月，投资华南制造基地，将建13 条动力锂电池隔膜生产线，一期工程5 条生产线(干法)可望今年投产，产能为6000 万平方米，2014 年将完成第二期7 条干法和1 条湿法生产线，产能达到2 亿平方米/年。而金辉高科其在隔膜上的产能也不容小觑，目前已实现年产2500 万平方米的锂电池隔膜产能，而公司锂电隔膜二期工程正在进行中，预计新项目完成后产能将增至4500 万平方米,日前承担的河南省重大科技专项动力锂离子电池及隔膜材料研发与产业化项目的新乡中科科技作为隔膜行业的一支生力军，产能也很大，据报道称公司现有的投入生产的隔膜生产线已经达到9000 万平方米/年的产能，该公司隔膜业务自2010 年6 月投产以来，已累计实现销售收入4 亿元。由云天化公司出资成立的重庆纽米新材料.科技公司，在长寿开发区建设了1500 万平方米/年锂电池动力隔膜生产线，已于去年10 月投产。2、产品均一性问题成国内电池动力膜企业的“拦路虎”业内人士提出，如果以上所有生产企业的全部项目如期投产，那么到2015 年国内总产能将达12 亿平方米，而预计国内隔膜市场需求量只有1.8 亿2.4 亿平方米，其产量将大大超过国内需求量，甚至超出全世界需求量。令业界感到意外的是，2011 年国内宣布投产的隔膜产能合计为3.6 亿平方米，而全年实际产量却只有约4000 万平方米，仅为当年总产能的11%。这究竟是何原因，在国内记者对最大锂电池企业之一的天津力神迈尔斯动力电池系统公司研发经理张娜的采访中我们可以找到答案。张娜告诉记者：“我们使用国产隔膜遇到的最大问题是材料批次一致性不好，质量控制好的时候和进口产品差不多，控制不好的时候质量就很差，我们不敢放心采购。”由此就衍生出国内隔膜相关生产企业的一个现实问题，国内的产业投资产能过剩，且产品质量严重达不到预期。目前国内投资锂电池隔膜生产线的企业，他们有的尝试突破国外技术壁垒，自主开发锂电池隔膜，但始终无法形成规模化生产；有的企业在对锂电池隔膜生产工艺了解不深的情况下，投资购买了隔膜生产线，由于技术不过关，所生产产品质量低下。但是国内还是有少数几家企业的技术、性能指标与进口产品相差无异，而其价格却只有进口隔膜的1/3 1/2，这些企业正在加速改变国内企业依赖进口隔膜产品的格局，如深圳市星源材料科技公.司、新乡中科科技以及佛山金辉高科等少数隔膜行业的龙头企业。盲目的投资造成该行业的产能过剩，而产品的技术不过关，导致产品质量不合格，无法打开国内市场。对于眼下亟待解决的国产隔膜规模化和性能一致性问题，专家提出，隔膜企业未来几年应重在研发，而不是产业化，隔膜企业需要通过产学研联合，首先在隔膜产业化技术上取得突破，有了技术之后才能谈到产业化。隔膜技术的壁垒主要在于它的造孔工艺难度大，这是一个复杂而精密的加工过程，集中体现在工程技术和基本材料上。据介绍，造孔的工程技术包括隔膜造孔工艺和先进的生产设备，隔膜的生产工艺对设备要求苛刻，设备加工精细度及运行控制的细微偏差往往会对产业化生产形成瓶颈；基本材料则包括聚烯烃材料和添加剂配方。专家认为，要解决这两方面的问题，实现隔膜生产工艺的稳定、优化和提升，仅靠企业去摸索是不够的，还需要科研机构的协助攻关。3、国内隔膜亟待解决的问题和发展方向 国产隔膜规模化和性能一致性问题,即保证产品批次性稳定。解决国产化隔膜产品的性能一致性问题，很大程度上取决于原材料。国外知名隔膜厂家都有自己的专用料，即自己生产原料，或与原料厂家联合开发生产隔膜专用料，国内隔膜企业可以学习这一方式。国产隔膜的成本问题，这个是国产隔膜与进口隔膜争夺市场的基础，因为无法保证国际巨头是否会在接下来几年扩大产能，这个会对国内隔膜的中低端市场造成冲击，国外企业可能为了占领市场.而打价格战。国产隔膜的安全性问题，这也是目前国家正在推行的电动车项目中动力锂电池部分的关键性问题。日前，上海市区一辆纯电动公交车发生自燃，引发了社会对电池质量和性能的关注。对此天津电源研究所教授级高工汪继强提出，动力车电池当前的研发重点是新能源汽车动力电池隔膜。必须提高隔膜的耐热性，开发生产在充放电过程中发生大面积正、负极短路后仍能保持隔膜完整性的耐高温复合膜，这是目前电动车产业化亟待解决的问题。