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2016年中國(guó)鋰電隔膜行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)及市場(chǎng)前景分析
2016/7/15 11:24:18 來(lái)源:中國(guó)產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究網(wǎng) 【字體:大 中 小】【收藏本頁(yè)】【打印】【關(guān)閉】
核心提示:鋰離子電池隔膜與電解液、正極材料、負(fù)極材料一起,是構(gòu)成鋰離子電池的重 要組成部分,通常也被稱為電池隔膜、隔膜紙、多孔膜、離子交換膜、分離膜、離子滲透膜等。隔膜基體材料主要包括聚丙烯(PP)樹(shù)脂、聚乙烯(PE)樹(shù)脂和添加 劑,基體材料對(duì)隔膜力鋰離子電池隔膜與電解液、正極材料、負(fù)極材料一起,是構(gòu)成鋰離子電池的重 要組成部分,通常也被稱為電池隔膜、隔膜紙、多孔膜、離子交換膜、分離膜、離子滲透膜等。隔膜基體材料主要包括聚丙烯(PP)樹(shù)脂、聚乙烯(PE)樹(shù)脂和添加 劑,基體材料對(duì)隔膜力學(xué)性能以及與電解液的浸潤(rùn)度有直接的聯(lián)系。
隔膜鋰離子電池的重要組成部分
在鋰離子電池容量、循環(huán)性能、充放電電流密度等關(guān)鍵 性能的決定因素中,鋰離子電池隔膜角色不可小覷。因此,通常要求隔膜具有優(yōu)異 的化學(xué)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性和力學(xué)穩(wěn)定性,并達(dá)到一致性和安全性等物理特征。穩(wěn)定性主要受基材的影響,實(shí)現(xiàn)難度較低;一致性則主要有工藝決定,實(shí)現(xiàn)難度較高; 安全性由基材和工藝共同決定,實(shí)現(xiàn)難度亦較高。
鋰電隔膜主要性能要求
從目前行業(yè)情況來(lái)看,鋰離子電池的整體成本中,正極材料在整體成本中比例最大,而目前隔膜成本占比僅次于 鋰離子電池正極材料及電解液,這主要是因?yàn)槟壳案裟ぴ谖覈?guó)的技術(shù)仍需提升突破, 這也因此導(dǎo)致在鋰離子電池各部分的技術(shù)壁壘上,隔膜的技術(shù)壁壘最大,各部分技 術(shù)難度一般滿足:石墨類負(fù)極材料<電解液<鈷酸鋰以外的正極材料<隔膜的關(guān)系。
隔膜占鋰離子電池成本比例
鋰離子電池隔膜的下游與鋰離子電池下游一致,主要可以分為電子產(chǎn)品鋰電池隔膜、電動(dòng)交通用鋰電池隔膜 和儲(chǔ)能與工業(yè)用鋰電池隔膜三類。隨著動(dòng)力鋰離子電池需求的爆發(fā)性增加,動(dòng)力鋰 電用隔膜需求也迎來(lái)“井噴”。根據(jù)GGII調(diào)研,目前以陶瓷、PVDF等涂覆隔膜的鋰電 池隔膜路線,開(kāi)始逐漸由高端數(shù)碼消費(fèi)電子類電池領(lǐng)域向電動(dòng)汽車等動(dòng)力電池領(lǐng)域 延伸,涂覆類隔膜已經(jīng)成為提升動(dòng)力電池安全的一種重要方式。尤其在三元材料電 池崛起的過(guò)程中,涂覆類隔膜必將會(huì)更加受到市場(chǎng)青睞,占據(jù)更多的市場(chǎng)份額。
涂覆隔膜是指在基膜上涂布PVDF等膠黏劑或陶瓷氧化鋁。經(jīng)過(guò)涂覆處理,隔膜 耐熱收縮性提高,也避免因收縮造成大面積短路,同時(shí)防止電池中的某些熱失控點(diǎn) 擴(kuò)大形成整體熱失控。涂覆隔膜早在2012年就開(kāi)始逐漸在中國(guó)高端數(shù)碼消費(fèi)類鋰電池得以推廣。
隔膜未來(lái)發(fā)展趨勢(shì):濕法+陶瓷將成為最佳選擇
隔膜產(chǎn)品輕薄化。
對(duì)于智能手機(jī)、平板電腦、筆記本電腦、可穿戴式智能設(shè)備 等數(shù)碼類鋰離子電池,要求在安全性保障的前提下,隔膜厚度越薄越好,更注重能 量密度,以在狹小的體積中容納更多的電極材料。對(duì)于新能源汽車、電動(dòng)自行車、 電動(dòng)工具、儲(chǔ)能電站等動(dòng)力類電池,更注重安全性能,要求在保障使用年限長(zhǎng)、能 承受高倍率和高功率充放電的前提下,隔膜厚度趨于輕薄化。因此,無(wú)論是數(shù)碼類 鋰離子電池還是動(dòng)力類鋰離子電池,在保障安全性能的基礎(chǔ)上,輕薄化已成為趨勢(shì)。
涂覆技術(shù)廣泛應(yīng)用。
鋰離子電池隔膜的缺點(diǎn)主要集中在熔融溫度較低,耐熱性 能較差等方面。近年來(lái),隨著隔膜涂覆技術(shù)的成熟,通過(guò)對(duì)干法或濕法工藝生產(chǎn)的 隔膜涂覆陶瓷、勃姆石、硫酸鋇等無(wú)機(jī)材料后,上述耐高溫涂覆隔膜在充放電過(guò)程 中發(fā)生大面積放熱后仍能保持隔膜的完整性,能夠良好地解決隔膜耐熱性能較差的 問(wèn)題。鋰離子電池隔膜通過(guò)無(wú)機(jī)材料的涂覆,將極大地提升鋰離子電池的安全性能, 拓展應(yīng)用領(lǐng)域,逐步進(jìn)入涵蓋動(dòng)力類鋰離子電池的中高端市場(chǎng)。
基體材料得到拓展。
目前,聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)等聚烯烴材料及添加 劑是鋰離子電池隔膜的主要基體材料,除熱穩(wěn)定溫度有所限制外,一般情況下適用 于所有鋰離子電池。但無(wú)論聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)還是其他熱塑性高分子材 料,在接近熔點(diǎn)時(shí)均會(huì)因熔化而收縮變形,為鋰離子電池的安全性帶來(lái)潛在隱患。 若要滿足未來(lái)高功率動(dòng)力類鋰離子電池的需求,鋰離子電池隔膜需考慮進(jìn)一步提升 熱穩(wěn)定溫度的限制范圍。在現(xiàn)有基體材料體系的基礎(chǔ)上,通過(guò)加入氧化鋁、氧化鋯 等其它復(fù)合材料的方式,是目前基體材料研發(fā)的重要方向。通過(guò)新材料的開(kāi)發(fā)、高 分子復(fù)合改性技術(shù)的應(yīng)用,發(fā)展耐高溫樹(shù)脂作為制作隔膜的基體材料,將為解決大 功率動(dòng)力類電池的安全性提供可行的解決方案,是國(guó)內(nèi)未來(lái)動(dòng)力鋰離子電池隔膜基 體材料的一個(gè)重要發(fā)展方向。
未來(lái)鋰電池隔膜的發(fā)展方向
2016年新能源汽車(包含客車、乘用車、專用車)合計(jì)銷量 達(dá)55萬(wàn)輛以上,電池需求量達(dá)19.5GWh。如果按照隔膜需求量20m2/kWh估算,2016 年將產(chǎn)生4.7億m2動(dòng)力電池隔膜需求。
2016 年鋰電隔膜需求測(cè)算
根據(jù)2009~2015年全球鋰電隔膜實(shí)際產(chǎn)值以及相應(yīng)市場(chǎng)規(guī)模,可以計(jì)算得到平均鋰電隔膜市場(chǎng)價(jià)格。2009年來(lái),鋰電隔膜價(jià)格保持著下跌趨勢(shì),尤其是2012年來(lái),隨著產(chǎn)能的增加,價(jià)格跌幅一度接近20%。根據(jù)預(yù)測(cè), 2017年全球鋰電池隔膜的產(chǎn)值將達(dá)到42.6億美元,根據(jù)2016-2017年全球產(chǎn)值 和產(chǎn)量的預(yù)測(cè)值,計(jì)算得2016-2017年隔膜的價(jià)格保持下降的趨勢(shì),分別為1.79美元 /平米和1.63美元/平米。明顯,可以注意到,由于價(jià)格下降,產(chǎn)值增幅低于產(chǎn)量增幅。 未來(lái),隨著鋰離子電池隔膜的逐步產(chǎn)業(yè)化和產(chǎn)量的逐步增加,尤其是中國(guó)隔膜企業(yè) 隔膜產(chǎn)品性能的逐步提升,這一趨勢(shì)將持續(xù)。
全球鋰電隔膜產(chǎn)值(億美元)
全球鋰電隔膜平均價(jià)格(美元/平米)
2013年全球隔膜市場(chǎng)規(guī)模為8.37億m2,日美韓企業(yè)品質(zhì)仍領(lǐng)先,在動(dòng) 力鋰電等高端隔膜領(lǐng)域占據(jù)主導(dǎo),是三洋、索尼、松下、三星等國(guó)際大廠主力供應(yīng) 源,其中,Celgard在全球電動(dòng)車隔膜的占有率約為55%,在三元體系的電動(dòng)車隔膜 占有率約為85%,達(dá)到行業(yè)壟斷的地位。在國(guó)內(nèi),新源材質(zhì)也已經(jīng)與韓國(guó)LG化學(xué)、 美國(guó)A123、日本NEC、法國(guó)SAFT及三星SDI、ATL、松下能源、日本AESC等國(guó)外 大型知名鋰離子電池廠商開(kāi)展深入合作,開(kāi)始參與全球市場(chǎng)份額的競(jìng)爭(zhēng)。
全球主要隔膜生產(chǎn)企業(yè)供應(yīng)關(guān)系
2013年全球用于電動(dòng)汽車、儲(chǔ)能 裝置的高性能隔膜出貨量2.1億m2,需求占比達(dá)25%,預(yù)計(jì)2016年,全球高性能隔 膜出貨量將達(dá)11.35億m2,需求占比達(dá)57%,2013-2016年期間復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)75%。從增長(zhǎng)率來(lái)看,高性能隔膜2012年以來(lái)增長(zhǎng)率雖然出現(xiàn)一定程度下滑,但始終保持 50%以上的增速,而普通隔膜的增速則保持在10%左右的水平。高性能隔膜將成為 未來(lái)鋰電池隔膜市場(chǎng)的主要需求增長(zhǎng)點(diǎn)。
全球高性能隔膜和普通隔膜出貨量
2015年,全球前三大鋰電隔膜企業(yè)日本旭化成、東燃化學(xué)和韓國(guó)SK三家公司依靠技術(shù)優(yōu)勢(shì)分別占據(jù)全球30%、11% 和9%市場(chǎng)份額,產(chǎn)量均超過(guò)1億m2,壟斷50%以上市場(chǎng)份額,全球前列的公司大都以高端隔膜業(yè)務(wù)為主,競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng);中國(guó)以及其它日韓企業(yè) 由于技術(shù)壁壘和渠道限制很難形成大規(guī)模銷售。未來(lái)能夠形成的競(jìng)爭(zhēng)力也將是那些 以高端隔膜業(yè)務(wù)為主、成功進(jìn)入中高端鋰電公司產(chǎn)業(yè)鏈的企業(yè),這些企業(yè)將在隔膜市場(chǎng)平分秋色,直到下一輪新技術(shù)革新。
2008年全球鋰電池隔膜企業(yè)市場(chǎng)集中度
2015年全球鋰電池隔膜企業(yè)市場(chǎng)集中度
國(guó)外鋰離子電池隔膜行業(yè)內(nèi)的主要企業(yè)基本情況
2009~2012年,國(guó)內(nèi)鋰電市場(chǎng)主要由數(shù)碼產(chǎn)品需求驅(qū)動(dòng);2013年以來(lái),新能源動(dòng)力汽車的鋰電需求取代 平穩(wěn)增長(zhǎng)的數(shù)碼產(chǎn)品成為鋰電市場(chǎng)增長(zhǎng)的動(dòng)力源。鋰電池需求大增帶來(lái)鋰電隔膜需 求量的增加,近幾年國(guó)內(nèi)鋰電隔膜需求保持40%~50%的增速,預(yù)計(jì)2016年國(guó)內(nèi)市 場(chǎng)需求將達(dá)到15億平方米。
2013年,國(guó)內(nèi)廠商鋰電隔膜產(chǎn)量2.96億m2,占國(guó)內(nèi)市場(chǎng)總需求的54%,并且從2009年以來(lái), 國(guó)產(chǎn)隔膜占比處于逐漸上升的態(tài)勢(shì)。但是,2013年以來(lái),國(guó)內(nèi)新能源動(dòng)力汽車需求 量的暴增帶來(lái)高端鋰電隔膜需求的持續(xù)增加,雖然國(guó)內(nèi)部分企業(yè)實(shí)現(xiàn)了高端隔膜技 術(shù)自主化生產(chǎn),但依舊供不應(yīng)求。雖然2015年產(chǎn)量增速下滑到56%,但產(chǎn)量基數(shù)在 持續(xù)放大,國(guó)產(chǎn)企業(yè)的占比在2014年就超過(guò)了70%,國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程正在提速。預(yù)計(jì)2016 年我國(guó)隔膜的產(chǎn)量占有率將進(jìn)一步提升到82%左右。
中國(guó)隔膜市場(chǎng)容量
國(guó)內(nèi)企業(yè)鋰電隔膜產(chǎn)量及占市場(chǎng)總量比例
2009年中國(guó)隔膜市場(chǎng)規(guī)模為19.34億元,預(yù)計(jì)到2016年,隔膜市場(chǎng)規(guī)模將增長(zhǎng)至89億元。其中,國(guó)產(chǎn)鋰電隔膜市場(chǎng)規(guī)模也在不斷增大,2009年產(chǎn)值規(guī)模為5.12億 元,但是增長(zhǎng)速度從2012年起大幅下滑,受價(jià)格下降影響,2014年產(chǎn)值為20.5億元, 同比增增速下滑至15%。隨著國(guó)內(nèi)產(chǎn)能的快速釋放,國(guó)產(chǎn)隔膜質(zhì)量的提升以及價(jià)格邊際下降的趨勢(shì)放緩, 預(yù)計(jì)2016年產(chǎn)值規(guī)模將突破40億元。
中國(guó)隔膜市場(chǎng)規(guī)模(億元)
國(guó)產(chǎn)鋰電隔膜產(chǎn)值(億元)
目前,國(guó)內(nèi)高端動(dòng)力鋰電池隔膜仍然供不應(yīng)求,雖然國(guó)內(nèi)外產(chǎn)品差距在不斷縮 小,但趕超空間仍然巨大。據(jù)公開(kāi)資料顯示,高端隔膜進(jìn)口率達(dá)70%,隔膜超過(guò)40% 依靠進(jìn)口,動(dòng)力鋰膜環(huán)節(jié)的進(jìn)口替代空間仍然非常巨大。
高端鋰電池隔膜進(jìn)口率
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