2015年底,国产隔膜总产能已达15亿平方米,需求量约9亿平方米,实际产量达到6.28亿平方米。其中,湿法隔膜产量为2.38平方米,同比增长90.5%,远高于干法隔膜的增长速度,而湿法涂覆隔膜产量又占到了湿法隔膜的65%。

沧州明珠隔膜

核心观点

电池隔膜受益于锂电池行业发展,中高端湿法涂覆隔膜成为动力电池主流

低端隔膜产能过剩,中高端湿法隔膜还有待国产化和技术突破

2016年底或2017年初的产能密集投产可能引发价格战

原材料价格上涨叠加产能大规模投产,有可能导致隔膜企业双向受压

行业概述

1.1锂离子电池隔膜简介

电池按照工作性质可以分为一次电池和二次电池。一次电池是指不可以循环使用的电池。二次电池是指可以反复充电、循环使用的电池,如先后商业化使用的铅酸电池、镍镉电池、氢电池以及锂离子电池。锂离子电池具有平均输出电压高,比能量大,无记忆效应,使用寿命长,安全性能好、不含有毒物质等特点。因此,也被称为“绿色电池”。

锂离子电池制造所需的正极材料负极材料、隔膜和电解质材料被称为锂离子电池四大关键材料。

其中,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,同时具有能使电解质离子通过的功能。其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综合性能具有重要作用。

锂电池隔膜是四大材料中技术壁垒最高的部分,其成本占比仅次于正极材料,约为10%-14%,在一些高端电池中,隔膜成本占比甚至达到20%。

全球范围内的锂离子电池隔膜的市场需求量呈逐年递增的趋势,隔膜出货量从2009年的2.4亿平米增至2014年的11.85亿平米。日本旭化成、日本东燃化学以及美国Celgard(Celgard于2015年2月被湿法技术代表公司旭化成收购,干法生产线停产并新建立湿法生产线)是隔膜三巨头,三巨头占据的全球市场份额曾高达77%。但随着韩国和中国企业的崛起,三巨头的份额在快速下滑,2014年占比仅56%左右。

隔膜产品主要有单层PP、单层PE、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。我国企业主要生产双层PP/PP隔膜,而全球汽车动力锂电池使用的隔膜以三层PP/PE/PP、双层PP/PE以及PP+陶瓷涂覆、PE+陶瓷涂覆等隔膜材料产品为主。这主要是因为我国目前的还不具备将PP与PE制成双层复合膜的技术和能力。

2016年国内隔膜需求将在12亿平方米左右,基于广阔的市场空间,国内企业纷纷扩产加大产能,供需预计在2016年底改善,但极有可能在2016年底或2017年初形成严重的产能整体过剩,尤其是低端的干法工艺。

1.2锂离子电池隔膜技术分类

隔膜的技术工艺,分为干法和湿法。

干法工艺的原理是物理拉伸,结晶和淬取。

相对于干法工艺,湿法工艺的原理是相位分离,制备的隔膜微孔分布均匀性好,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。湿法工序较干法更为复杂,资金投入更大,生产周期也更长,技术壁垒较高,其生产设备的复杂程度也远高于干法工艺。

消费类锂电池注重能量密度,在安全性有保障的前提下,对应的隔膜越薄越好。而现有的技术水平下,干法的厚度是有极限的,而且一致性也较湿法差。在中高端的锂电池市场,采购比例以湿法居多。而动力电池中,干法多层为主要的隔膜类型。但随着涂覆技术的成熟,涂覆后的湿法PE隔膜已经开始逐步替代高端的市场。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。湿法隔膜原本的劣势,是熔融温度低,通过无机材料的涂覆,耐热性能得到明显提升。

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