鋰離子電池隔膜材料市場分析.doc

1、鋰離子電池隔膜材料市場分析1、隔膜概述 鋰電池因能量密度高、循環(huán)壽命長、質(zhì)量 輕、體積小等特性，又具有安全、可靠且能快速充放電等優(yōu) 點，成為近年來新型電源技術(shù)研究的熱點，在高能量和高功 率領(lǐng)域備受歡迎。在鋰電池的結(jié)構(gòu)中，隔膜是關(guān)鍵的內(nèi)層組件之一。隔膜采用塑料膜制成，可隔離電池正負極，以防止由現(xiàn) 短路；還可以在電池過熱時，通過閉孔功能來阻隔電池中的 電流傳導(dǎo)。根據(jù)不同的物理、化學(xué)特性，鋰離子電池隔膜材料可以 分為織造膜，非織造膜（無紡布），微孔膜，復(fù)合膜，隔膜紙，碾壓膜等幾類。聚烯燒材料具有優(yōu)異的力學(xué)性能、化學(xué)穩(wěn)定性和相對廉 價的特點，因此聚乙烯，聚丙烯等聚烯燒微孔膜在鋰離子電 池研究開發(fā)初期便

2、被用作鋰離子電池隔膜。時至今日，商品化的鋰離子電池隔膜仍然是聚烯燒微孔 膜。近年來，固體和凝膠電解質(zhì)開始被用作一個特殊的組件， 同時發(fā)揮電解液和電池隔膜的作用，是一項新興的技術(shù)手 段。鋰電池隔膜成本占電池成本的 1/3左右。隔膜的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)性能以及安全性能等特性，性能優(yōu)異的隔 膜對提高電池的綜合性能具有重要的作用。目前6070的隔膜市場主要采用濕法雙向拉伸工藝，因 為濕法雙向拉伸縱向橫向更加均勻平衡。而且濕法主要用于高端隔膜，干法用于中低端產(chǎn)品。2、生產(chǎn)工藝 目前，在鋰離子二次電池工業(yè)中廣泛應(yīng)用 的微孔隔膜幾乎全部采用聚烯燒微孔膜，該方法主要是

3、通過 熔融擠由得到半結(jié)晶的聚合物薄膜，然后對其進行拉伸，以 便在薄膜中產(chǎn)生許多微孔，其制造過程不需要溶劑，生產(chǎn)速 率較高，所用的高分子材料為聚丙烯（PP）和聚乙烯（PE）,屬最廉價的膜材料之一。但該種微孔膜也存在許多缺點，如膜的裂縫孔徑最長為0.4 m,最寬0.04m，空隙率最高為 40左右。因吸液量低，限制了鋰離子遷移率的提高，不利于電池 的大電流充放；同時，聚丙烯延展性較差，表面能低，屬于 難粘塑料，不利于與正、負極片的粘結(jié)，隔膜與電極界面結(jié) 合不緊密，影響電池的能量密度；止匕外，此法設(shè)備復(fù)雜，制 作成本較高，價格也較昂貴，電池的生產(chǎn)成本也相應(yīng)上升。鋰離子電池隔膜的制備工藝可以廣義地分為干

4、法和濕法 兩種。兩種方法都包括至少一個取向步驟使隔膜產(chǎn)生孔隙并且/或者增大其抗拉強度。干法的過程是熔化聚烯燒樹脂并擠壓鋪成薄膜，退火處 理以增加片狀晶區(qū)的尺寸和數(shù)量，然后經(jīng)精確的機械拉伸形 成緊密排列的微孔。Celgard和UBE公司用這種方法生產(chǎn) PE和PP隔膜。濕法工藝是以燒類液體或低分子量的物質(zhì)與聚烯燒樹脂 混合，加熱溶化混合物并把熔體鋪在薄片上，再以縱向或雙 軸向?qū)Ρ∑鋈∠蛱幚?，最后用易揮發(fā)的溶劑提取液體。Asahi、 Tonen、 Mitsui Chemicals、 Polypore/Membrana 和 Entek用濕法生產(chǎn)電池隔膜。通過調(diào)節(jié)混合溶液的組成，或在凝膠化、固化過程中

5、蒸 發(fā)/減少溶劑，可以改變薄膜的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。這種方法生產(chǎn)的超高分子量PE膜有良好的機械性能。3、國際生產(chǎn)廠商 便攜式電動工具、移動電話、筆記本 電腦、攝錄機等可充電鋰離子電池、小型動力工具電池用主 要使用聚烯燒隔膜，技術(shù)及市場都已經(jīng)十分成熟，最大的供 應(yīng)商為Asahi旭化成工業(yè)、美國 Celgard及Tonen東燃化學(xué)， 旭化成5成以上的隔膜主要供應(yīng)給Sanyo;而Celgard則是MBI和比亞迪的主要供應(yīng)商；由于擁有 Sony、SDI、LGC等 客戶，東燃化學(xué)成為全球此類隔膜的第三大供應(yīng)商。美國Celgard及UBE生產(chǎn)三層聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯 (PP/PE/PP)復(fù)合膜。此類型隔膜材料特

6、點在于其強度較好，成本較低，而且在電池內(nèi)部溫度較高時，PE在130c左右時熔化，而熔點較高的PP （150C左右）形成隔膜閉孔，使電池內(nèi)部斷路，大大提高了電池的安全性能，但其制造工藝復(fù)雜，且超薄16um以下尤為難做到。旭化成、東燃、美國 ENTEK等公司單層聚乙烯（PE）隔 膜。此類型隔膜材料由于是單層PE,故生產(chǎn)成本較高，但對制造超薄16um以下隔膜尤為有條件，故很受大電池廠家如 三洋、索尼、松下、萬勝等青睞。表1鋰離子電池隔膜的主要生產(chǎn)廠商及其主要產(chǎn)品制造商結(jié)構(gòu)組成加工方法商用名Asahi Kasai （日）單層 PE濕法 Hipore Celgard LLC （美） 單層多層 PVDF覆

7、蓋 PP, PE PP/PE/PP PVDF, PP, PE, PP/PE/PP 干法干法干 法 Celgard Celgard Celgard Entek Membrans 單層 PE 濕法 Teklon Mitsui Chemicals 單層 PE 濕法 Nitto Denko 單層 PE濕法 DSM 單層 PE濕法 Solupur Tonen （日）單層 PE 濕法 Setela UBE Industries 多層 PP/PE/PP 干法 U-Pore 2、 國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀隨著鋰離子電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，國內(nèi)市場上的國產(chǎn)鋰電池用隔膜已經(jīng)漸漸走進鋰電圈，以河南新鄉(xiāng)格瑞恩 和中科科技、佛山金輝高科、

8、臺灣高銀等為代表的國內(nèi)鋰離 子電池隔膜廠家迅速成長成來，其產(chǎn)品與進口隔膜相比，價 格只有進口隔膜的1/31/2 ,采貨周期也相對短些，但國產(chǎn)隔膜的厚度、強度、孔吸率不能得到整體兼顧，且量產(chǎn)批次穩(wěn) 定性較差，國內(nèi)絕大多數(shù)鋰電廠家都選用進口隔膜。因此研究開發(fā)低成本、制作工藝簡單、孔徑尺寸適當(dāng)、 空隙率高、機械強度能滿足要求的微孔聚合物隔膜對于提高 電池性能和降低電池成本具有重要的實際意義。如何進一步提高隔膜的各項質(zhì)量指標(biāo)，是我國電池業(yè)目 前急需解決的問題。3、國內(nèi)市場容量 中國鋰離子電池生產(chǎn)所需的隔膜材料 主要依靠進口。2007年耗用外匯超過1.8億美元（價格以每平方米 2.8美 元計），每年進口

9、鋰離子電池隔膜在 6080萬平方米，并以12 的速度遞增。到2011年全球需要的鋰離子電池隔膜將達到3.53億平方米，銷售額將達到11.26億美元。市場需求量將是目前市場的1.8倍，銷售額將是2007年的2.3倍。表2鋰離子電池隔膜市場需求預(yù)測年份 市場需求（億m2） 由廠價金額（億美元）2007 2008 2009 2010 2011 2.242.51 2.81 3.15 3.53 5.88 6.92 8.13 9.57 11.26 4、重點關(guān)注企業(yè) 深圳市星源材質(zhì)科技股份有限公司成立于2003年，注冊資本1500萬元，總資產(chǎn) 4100萬元，凈資產(chǎn) 3300萬元，核心業(yè)務(wù)是新材料即鋰離子電池

10、隔膜的研發(fā)、生產(chǎn)和系哦啊手公司于2006年年底，研發(fā)取得了突破性進展，掌握了鋰 離子電池隔膜的核心制造工藝及核心配方的關(guān)鍵技術(shù)。2007年，公司在東莞投資興建了 3000平方米的生產(chǎn)基地目前公司擁有干法生產(chǎn)線兩條，濕法生產(chǎn)線一條，主要 生產(chǎn)12以m到40以m不同規(guī)格的鋰電池隔膜。同時，年設(shè)計生產(chǎn)能力 5000萬平方米的鋰電池隔膜生產(chǎn) 基地正在建設(shè)之中。公司被評為國家火炬計劃重點企業(yè)；深圳市民營領(lǐng)軍骨 干企業(yè)，鋰電池隔膜產(chǎn)業(yè)化項目被列入深圳市重大建設(shè)項 目。公司在2008年引進戰(zhàn)略投資者深圳創(chuàng)東方投資公司，并 進入上市輔導(dǎo)期，計劃在深圳創(chuàng)業(yè)板上市。5、隔膜發(fā)展趨勢電池隔膜的發(fā)展主要是隨著鋰離子電 池的需求不斷變化而不斷發(fā)展的，從體積上看，鋰離子電池 正在朝著小和大兩個截然不同的方向發(fā)展。在一些如手機、數(shù)碼相機等電子產(chǎn)品上，為了迎合美觀、 便于攜帶的需求，電池廠將電池的電芯做得非常小巧。為了追求高的能量密度，在狹小的體積中能容納下更多 的電極材料，電池廠家希望隔膜的厚度越薄越好。體積更小是對隔膜的一個挑戰(zhàn)，因為必須把隔膜做得薄， 但要能夠保持原來的電池容