导读: 湿法隔膜替代干法隔膜趋势已经逐步明朗 目前我国 80%锂电池隔膜依赖进口 未来将有极大进口替代空间。隔膜是保证锂离子电池安全稳定工作的核心材料。目前我国 80%的锂电池隔膜依赖进口,未来随着产能的扩大,将有极大的进口替代空间。
参考《2016-2022年中国锂电池隔膜产业现状分析及十三五发展策略分析报告》
隔膜是保证锂离子电池安全稳定工作的核心材料。目前我国 80%的锂电池隔膜依赖进口,未来随着产能的扩大,将有极大的进口替代空间。
隔膜的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的综合性能具有重要的作用。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,此外还具有能使电解质离子通过的功能。
隔膜材质是不导电的,其物理化学性质对电池的性能有很大的影响。电池的种类不同,采用的隔膜也不同。对于锂电池系列,由于电解液为有机溶剂体系,因而需要有耐有机溶剂的隔膜材料,一般采用高强度薄膜化的聚烯烃多孔膜。
隔膜技术工艺:干法和湿法。对比两种工艺的原理,干法的原理为物理拉伸、结晶和萃取;湿法工艺的原理为相位分离,制备的隔膜性能更为优良,微孔分布均匀性好,孔径大小合适,闭孔温度低,双向拉伸强度高,刺穿强度高,可以制备较薄的隔膜。较之干法工序,湿法工序更为复杂,生产周期更长,资金投入更大,技术壁垒也较高,其生产设备的复杂程度也远高于干法工艺。出于以上原因,湿法的价格较贵,所以未来湿法在动力电池中仍将走高端的市场路线,而中低端动力电池仍将以干法为主。
隔膜产品主要有单层PP、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。
市场化的隔膜材料主要是以聚乙烯(polyethylene,PE)、聚丙烯(polypropylene,PP)为主的聚烯烃(Polyolefin)类隔膜。其中,PE产品主要由湿法工艺制得,PP 产品主要由干法工艺制得。总体而言,PE 和PP 两种材料的特性为:①PP 相对更耐高温,PE 相对耐低温;②PP 密度比PE 小;③PP 熔点和闭孔温度比PE 高;④PP 制品比PE 脆;⑤PE 对环境应力更敏感。
消费类锂电池注重能量密度,在保障安全性的前提下,对应的隔膜越薄越好。在现有技术水平下,干法的薄度有极限限制,且一致性也较湿法差。在中高端的锂电池市场,采购湿法的比例更高;而动力电池中,干法多层为主要的隔膜类型。湿法隔膜原本具有熔融温度低的劣势,通过无机材料的涂覆,耐热性能得到明显提升。随着涂覆技术日趋成熟,涂覆后的湿法 PE 隔膜已开始逐步替代高端的锂电池市场。包含动力电池在内,保证安全性的基础上,轻薄化已经成为趋势,湿法更具优势。
国内锂离子电池隔膜生产企业主要以干法为主,而湿法工艺在热稳定性、与电解液浸润性及热收缩性等方面优势明显,更能满足动力锂电池需要。因此随着动力电池的需求爆发,湿法替代干法的趋势已经逐步明朗。
据测算,伴随新能源汽车爆发式增长,对电池隔膜将产生4.7 亿m2 的需求,而未来 5 年需求将达到37 亿m2,以锂膜单价3 元/m2 估算,动力锂电隔膜将产生百亿元以上市场空间。
2015 年我国锂电池隔膜产量6.28 亿平米,同比增长49.5%,细分来看,干法隔膜出货 3.9 亿平米,同比增长33.1%;湿法隔膜出货2.38 亿平米,同比增长 90.5%。湿法隔膜增速远高于干法,一是需求快速增长,2015 年以比亚迪为代表的动力电池企业开始转向湿法隔膜;二是三元动力电池占比上升,带动湿法涂覆隔膜销量增加。
近两年来,随着国产隔膜产能的增加,中低端产品市场竞争日渐激烈。且在新增产能的冲击下,国产隔膜价格出现了快速下滑,据高工锂电统计,2010 年16μm 干法隔膜均价为7.5 元/平米,而2015 年为3.5 元/平米;2010 年国产16μm 湿法隔膜市场均价为9.5 元/平米,而 2015年为 4 元/平米,跌幅均超过了50%。隔膜价格大幅下滑主要是由于国内低端产品产能迅速扩张,低价竞争战略占据市场;此外,下游电池、电芯行业也存在中低端产能过剩,竞争无序问题,也为低端低价格隔膜提供了市场。
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