核心觀點
鋰電池隔膜受益于鋰電池行業(yè)發(fā)展,中高端濕法涂覆隔膜成為動力電池主流
低端隔膜產(chǎn)能過剩,中高端濕法隔膜還有待國產(chǎn)化和技術(shù)突破
2016年底或2017年初的產(chǎn)能密集投產(chǎn)可能引發(fā)價格戰(zhàn)
原材料價格上漲疊加產(chǎn)能大規(guī)模投產(chǎn),有可能導(dǎo)致隔膜企業(yè)雙向受壓
行業(yè)概述
1.1鋰離子電池隔膜簡介
電池按照工作性質(zhì)可以分為一次電池和二次電池。一次電池是指不可以循環(huán)使用的電池。二次電池是指可以反復(fù)充電、循環(huán)使用的電池,如先后商業(yè)化使用的鉛酸電池、鎳鎘電池、鎳氫電池以及鋰離子電池。鋰離子電池具有平均輸出電壓高,比能量大,無記憶效應(yīng),使用壽命長,安全性能好、不含有毒物質(zhì)等特點。因此,也被稱為“綠色電池”。
鋰離子電池制造所需的正極材料、負(fù)極材料、隔膜和電解質(zhì)材料被稱為鋰離子電池四大關(guān)鍵材料。
其中,隔膜的主要作用是使電池的正、負(fù)極分隔開來,防止兩極接觸而短路,同時具有能使電解質(zhì)離子通過的功能。其性能決定了電池的界面結(jié)構(gòu)、內(nèi)阻等,直接影響電池的容量、循環(huán)以及安全性能等特性,性能優(yōu)異的隔膜對提高電池綜合性能具有重要作用。
鋰電池隔膜是四大材料中技術(shù)壁壘最高的部分,其成本占比僅次于正極材料,約為10%-14%,在一些高端電池中,隔膜成本占比甚至達(dá)到20%。
全球范圍內(nèi)的鋰離子電池隔膜的市場需求量呈逐年遞增的趨勢,隔膜出貨量從2009年的2.4億平米增至2014年的11.85億平米。日本旭化成、日本東燃化學(xué)以及美國Celgard(Celgard于2015年2月被濕法技術(shù)代表公司旭化成收購,干法生產(chǎn)線停產(chǎn)并新建立濕法生產(chǎn)線)是隔膜三巨頭,三巨頭占據(jù)的全球市場份額曾高達(dá)77%。但隨著韓國和中國企業(yè)的崛起,三巨頭的份額在快速下滑,2014年占比僅56%左右。
隔膜產(chǎn)品主要有單層PP、單層PE、PP+陶瓷涂覆、PE+陶瓷涂覆、雙層PP/PE、雙層PP/PP和三層PP/PE/PP等,其中前兩類產(chǎn)品主要用于3C消費電池,后幾類產(chǎn)品主要用于動力鋰電池。我國企業(yè)主要生產(chǎn)雙層PP/PP隔膜,而全球汽車動力鋰電池使用的隔膜以三層PP/PE/PP、雙層PP/PE以及PP+陶瓷涂覆、PE+陶瓷涂覆等隔膜材料產(chǎn)品為主。這主要是因為我國目前的還不具備將PP與PE制成雙層復(fù)合膜的技術(shù)和能力。
2016年國內(nèi)隔膜需求將在12億平方米左右,基于廣闊的市場空間,國內(nèi)企業(yè)紛紛擴(kuò)產(chǎn)加大產(chǎn)能,供需預(yù)計在2016年底改善,但極有可能在2016年底或2017年初形成嚴(yán)重的產(chǎn)能整體過剩,尤其是低端的干法工藝。
1.2鋰離子電池隔膜技術(shù)分類
隔膜的技術(shù)工藝,分為干法和濕法。
干法工藝的原理是物理拉伸,結(jié)晶和淬取。
相對于干法工藝,濕法工藝的原理是相位分離,制備的隔膜微孔分布均勻性好,孔徑大小合適,閉孔溫度低,雙向拉伸強(qiáng)度高,刺穿強(qiáng)度高,可以制備較薄的隔膜。濕法工序較干法更為復(fù)雜,資金投入更大,生產(chǎn)周期也更長,技術(shù)壁壘較高,其生產(chǎn)設(shè)備的復(fù)雜程度也遠(yuǎn)高于干法工藝。
消費類鋰電池注重能量密度,在安全性有保障的前提下,對應(yīng)的隔膜越薄越好。而現(xiàn)有的技術(shù)水平下,干法的厚度是有極限的,而且一致性也較濕法差。在中高端的鋰電池市場,采購比例以濕法居多。而動力電池中,干法多層為主要的隔膜類型。但隨著涂覆技術(shù)的成熟,涂覆后的濕法PE隔膜已經(jīng)開始逐步替代高端的市場。包含動力電池在內(nèi),保證安全性的基礎(chǔ)上,輕薄化已經(jīng)成為趨勢,濕法更具優(yōu)勢。濕法隔膜原本的劣勢,是熔融溫度低,通過無機(jī)材料的涂覆,耐熱性能得到明顯提升。