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鋰電池隔膜市場競爭格局正逐漸形成
來源:網(wǎng)絡(luò)來源 日期:2013-3-25 作者:全球電池網(wǎng) 點擊:

對全球鋰電材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展研究分別研究分析了正極材料、負極材料和隔膜材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況。隔膜材料產(chǎn)業(yè)近兩三年的變化非常大,一些新型隔膜材料產(chǎn)品(聚酯膜、纖維素膜、聚酰亞胺膜、聚酰胺膜、氨綸或芳綸膜等)粉墨登場的同時,產(chǎn)業(yè)和市場格局也開始隨之發(fā)生變化。這些變化將會持續(xù)幾年,或?qū)@著影響現(xiàn)有隔膜材料產(chǎn)業(yè)和市場格局。

有實力的“外行”介入隔膜制造領(lǐng)域的情況有日漸增多的趨勢。杜邦(Dupont,世界500強之一,預(yù)計2012年營收超過400億美元)開發(fā)出用于鋰離子電池的新型聚酰亞胺基分離隔膜,據(jù)悉可使電動汽車提高電池動力并延長壽命。杜邦已于2011年初在美國威明頓和韓國首爾開始量產(chǎn)這種隔膜,向鋰離子電池推銷,挑戰(zhàn)現(xiàn)有隔膜材料市場格局的意圖非常明顯。東麗(Toray,2011財年實現(xiàn)營收200億美元)與東燃化學(xué)(Tonen)合資組建有隔膜材料企業(yè),自己也已經(jīng)開發(fā)出了耐熱性和尺寸穩(wěn)定性俱佳的,以芳綸樹脂為基材的多孔質(zhì)薄膜“微多孔芳綸薄膜”材料產(chǎn)品,正在向鋰離子電池企業(yè)提供相關(guān)樣品以供測試。

中國方面也有一些大型“外行”企業(yè)介入到了隔膜制造領(lǐng)域。首鋼總公司(世界500強之一)與中科院理化所合資組建了首科噴薄(SKPB),利用理化所吳大勇技術(shù)團隊開發(fā)出的納米纖維隔膜技術(shù)實施產(chǎn)業(yè)化,目前已向市場推出了相關(guān)產(chǎn)品。中興新(ZTE,年營收規(guī)模100多億美元)于2012年08月在深圳成立了專注隔膜材料研發(fā)制造業(yè)務(wù)的深圳中興創(chuàng)新材料技術(shù)有限公司(中興新材)。

現(xiàn)有的其他鋰電材料領(lǐng)域的企業(yè)也在積極介入隔膜材料市場。在電解液和負極材料市場擁有較大市場份額的三菱化學(xué),一直在努力開拓隔膜市場,旗下三菱樹脂早在2009年中就建成了隔膜量產(chǎn)體制并向市場推出隔膜材料產(chǎn)品。由于從現(xiàn)有三強(旭化成、Celgard、東燃化學(xué))手中搶奪市場份額存在較大困難,三菱化學(xué)開始把目光轉(zhuǎn)向正在興起中的汽車動力鋰離子電池市場。住友化學(xué)、杉杉科技等企業(yè)也和三菱化學(xué)的想法相當(dāng),希望成為鋰電四大關(guān)鍵材料(正極材料、負極材料、電解液和隔膜)的綜合型供應(yīng)商,在這種發(fā)展戰(zhàn)略指導(dǎo)下,兩家公司都已介入隔膜材料制造領(lǐng)域。

從2004年新鄉(xiāng)格瑞恩公司第一條生產(chǎn)線調(diào)試成功并生產(chǎn)出合格產(chǎn)品開始算起,中國鋰離子電池隔膜材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展時間還不到10年。在這很短的時間內(nèi),有的“老企業(yè)”已經(jīng)退出,有的步履蹣跚,同時又不斷有新資本介入,新企業(yè)層出不窮。中國隔膜材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展就像整個中國經(jīng)濟這10年發(fā)展的縮影:“過剩”的中國資本在四處尋找“活路”,追逐著希望和夢想。

曾幾何時,有人期盼中國經(jīng)濟發(fā)展能夠走上“量變引起質(zhì)變”的良性發(fā)展道路,現(xiàn)在,實際發(fā)展結(jié)果我們也已經(jīng)看到了,“量變”不但沒有引發(fā)“質(zhì)變”,反而產(chǎn)生了一堆之前沒有想到的問題,并在阻礙著政府對經(jīng)濟發(fā)展方式的主動求變。鋰離子電池隔膜材料領(lǐng)域,會不會“量變引起質(zhì)變”,墨柯不清楚,但事實是國內(nèi)隔膜材料市場的價格戰(zhàn)這兩年已經(jīng)開始打了起來,且有愈演愈烈之勢,3元/m2的白菜價已經(jīng)開始出現(xiàn)?紤]到貨幣超發(fā)引起的通貨膨脹等因素,兩頭受擠之下,行業(yè)的利潤率在直線下降。這樣,那些做了再說、期待從市場獲取收入來提高技術(shù)水平和產(chǎn)品質(zhì)量的想法,就顯得是那么不切實際。

“老企業(yè)”中,曾經(jīng)引起業(yè)內(nèi)人士普遍關(guān)注的桂林新時科技現(xiàn)在已經(jīng)悄無聲息地從人們的視野中消失了。遼源市鴻圖紙業(yè)2007年07月與韓國MASTER公司簽訂的年產(chǎn)4,400萬m2鋰離子電池隔膜項目,但該公司至今還沒有向市場推出隔膜產(chǎn)品。此外,山東正華、中科來方、杭州華容科技等“老企業(yè)”,發(fā)展得都非常緩慢,市場一直沒能做起來。杭州華容科技這幾年來一直悄無聲息,不過,山東正華看來找到了新的資金,正在積極地擴充產(chǎn)能。中科來方目前主要是依靠兄弟企業(yè)瑞聲新能源的訂單,二者同為江蘇遠宇集團旗下企業(yè)。

與此同時,新進企業(yè)層出不窮。鋰離子電池市場的大發(fā)展,直接帶動了材料市場的大發(fā)展。由于隔膜材料是中國唯一尚未實現(xiàn)完全自給的鋰離子電池關(guān)鍵材料,因此吸引了很多企業(yè)的興趣。近兩三年,除了傳統(tǒng)的隔膜三強格瑞恩、金輝高科和星源材質(zhì)之外,有一大批新進企業(yè)參與了進來。上期月度報告真鋰研究簡單介紹了江西先材、首科噴薄、滄州明珠、天津東皋膜、南通天豐、東航光電和云天化紐米科技等7家企業(yè),本期月度報告再簡單介紹了幾家企業(yè),如南洋科技、義騰新能源、蘇州捷力、大東南、九九久、銅陵晶能電子、江蘇立鼎、三門峽興邦等。

在隔膜技術(shù)的發(fā)展方面,目前存在兩大路線:一是傳統(tǒng)的聚烯烴(Polyolefin)隔膜(PP、PE單層隔膜及多層復(fù)合膜)技術(shù)路線,二是無紡布隔膜技術(shù)路線。出于配套產(chǎn)業(yè)較為發(fā)達、可利用現(xiàn)有生產(chǎn)設(shè)施等方面因素的綜合考慮,目前全球主要隔膜企業(yè)的技術(shù)開發(fā)重心還是放在傳統(tǒng)聚烯烴類隔膜上,而致力于開發(fā)無紡布隔膜技術(shù)的則多為一些新進企業(yè)。

一般而言,PE隔膜主要采用濕法工藝制造,但也有企業(yè)在嘗試開發(fā)干法制造PE隔膜的工藝技術(shù)。山東正華公司就聲稱成功研發(fā)出了“干法PE單向拉伸制備鋰離子電池隔膜技術(shù)”。而應(yīng)用于動力鋰離子電池的PE隔膜材料,最重要的是提高安全性能。鑒于PE的閉孔溫度不高,普遍辦法是在隔膜表面再涂覆一層材料以提高隔膜的耐熱性能。一般是涂覆無機陶瓷材料,很多企業(yè)都在這么做,但是技術(shù)發(fā)展至今,也有企業(yè)開始嘗試有機涂覆,如義騰新能源就開發(fā)出了有機聚合物涂層的PE隔膜材料產(chǎn)品。

東燃化學(xué)(Tonen)動力鋰離子電池隔膜技術(shù)特點是提高基體材料的性能,同時革新薄膜制造工藝。旭化成(Asahi)推出的“IBS(Inorganic-blended separator)”動力鋰離子電池隔膜,是在隔膜中混合無機物,其最大特點是可直接利用現(xiàn)有的鋰電池隔膜量產(chǎn)線,因此制造成本可維持現(xiàn)有水平。不少中國企業(yè)也聲稱掌握了PE隔膜陶瓷涂覆的技術(shù),并正在嘗試推出相關(guān)動力鋰離子電池隔膜產(chǎn)品。

PP隔膜產(chǎn)品技術(shù)的主要推動力量是美國Polypore集團旗下的Celgard公司,這方面該公司做了大量工作,并引導(dǎo)著相關(guān)應(yīng)用技術(shù)的開發(fā)潮流。國內(nèi)PP隔膜的代表性企業(yè)現(xiàn)階段是新鄉(xiāng)格瑞恩和深圳星源材質(zhì),以后是否會有其他企業(yè)取而代之,目前未知。

目前車用動力鋰離子電池制造主要采用的PP/PE/PP三層復(fù)合隔膜,就是Celgard公司率先開發(fā)出來并實現(xiàn)規(guī);瘧(yīng)用的。另外,在單層PP隔膜上進行陶瓷涂覆也是一個辦法。三菱化學(xué)就在采用這個辦法。三菱化學(xué)旗下的三菱樹脂于2011年12月16日對外宣布,開發(fā)出了可耐熱200℃以上的鋰離子電池用隔膜并建立起了相關(guān)量產(chǎn)體制。

總的來看,在聚烯烴類隔膜上涂覆無機陶瓷物以提高隔膜材料的耐高溫性能,這一類的技術(shù)發(fā)展已比較成熟,且大致存在著一個先PE后PP的過程,這是PE熔點相對較低的原因所致。真鋰研究認為,這可能是日本矢野經(jīng)濟研究所認為動力鋰離子電池隔膜出現(xiàn)了采用濕式而非干式的動向的主要原因。

一些新進企業(yè)為了取得成功,則希望避開隔膜領(lǐng)域現(xiàn)有主要企業(yè)的優(yōu)勢,開發(fā)新型隔膜材料產(chǎn)品以切入這個市場。在這種思路下,近幾年,在杜邦、三菱制紙、王子制紙等企業(yè)的帶動下,無紡布隔膜技術(shù)的開發(fā)成為了熱點。

上期月度報告介紹的江西先材和杜邦開發(fā)的聚酰亞胺(PI)隔膜,就是屬于無紡布隔膜。另外,聚酯(主要指聚對苯二甲酸乙二酯(PET),習(xí)慣上也包括聚對苯二甲酸丁二酯(PBT))膜、纖維素膜、聚酰胺(PA)膜、芳綸(聚對苯二甲酰對苯二胺,Aramid fiber)膜、氨綸(聚氨基甲酸酯纖維,PU)膜等等,都是屬于無紡布隔膜這一大類。

在纖維素隔膜技術(shù)開發(fā)方面,德國贏創(chuàng)德固賽開發(fā)的Separion?隔膜可能是最早的無紡布隔膜產(chǎn)品,其制備方法是在纖維素?zé)o紡布上復(fù)合Al2O3或其他無機物。日本特種東海制紙(總部位于東京)也已經(jīng)開發(fā)出了纖維素隔膜材料技術(shù)并計劃2014年秋實現(xiàn)量產(chǎn)。中國科學(xué)院青島生物能源與過程研究所仿生能源與儲能系統(tǒng)團隊2012年在動力鋰離子電池隔膜領(lǐng)域取得突破性進展,成功開發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的高安全性阻燃生物質(zhì)復(fù)合材料的動力鋰電池隔膜,并達到中試生產(chǎn)規(guī)模。

在聚酯類隔膜技術(shù)開發(fā)方面的代表性企業(yè)是日本王子制紙和三菱制紙。王子制紙通過造紙方法成形濕法無紡布基材,在基材上涂覆PU、PET或PTFE(聚四氟乙烯,又稱Teflon)樹脂,樹脂層通過助劑形成具有比基材更小孔徑的多孔結(jié)構(gòu),可以制備孔徑在200nm左右的隔膜材料。三菱制紙和東京理工大學(xué)開發(fā)出了直接使用高耐熱性纖維素和聚對苯二甲酸乙二酯(PET)的無紡布隔膜技術(shù),隔膜試制品的最大特點是具有高耐熱性以及因空隙率高而具有的優(yōu)異的電解液浸透性。

中國也有一些企業(yè)在積極開發(fā)聚酯類隔膜材料技術(shù),如浙江寧波長陽科技有限公司、大東南等。

有很多企業(yè)在積極開發(fā)芳綸類隔膜技術(shù),并在這兩年有了一批成果被披露。東麗(東燃化學(xué)在隔膜領(lǐng)域的密切合作伙伴)2012年02月對外宣布開發(fā)出了耐熱性和尺寸穩(wěn)定性俱佳的,以芳綸樹脂為基材的多孔質(zhì)薄膜“微多孔芳綸薄膜”。該公司表示,通過添加防止芳綸樹脂凝聚的相分離控制劑,可以形成微細且均勻的多孔質(zhì)膜。其主要用途是鋰離子電池的隔膜,為了在2015年投入量產(chǎn),該公司今后將繼續(xù)對其進行改良。東麗設(shè)想這種薄膜用作動力鋰離子電池隔膜。東麗認為,今后對鋰離子電池的需求出現(xiàn)了大容量化和高輸出功率化的要求,這樣,在更高的溫度下,PE制薄膜會全部熔化,可能引發(fā)電極相互接觸的嚴重事故。因此東麗預(yù)測這種芳綸隔膜將會非常具有發(fā)展前景。

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