鋰電池隔膜行業(yè)發(fā)展動(dòng)態(tài)

劉春娜

鋰電池隔膜行業(yè)發(fā)展動(dòng)態(tài)

劉春娜

在鋰電池的結(jié)構(gòu)中，電池隔膜是關(guān)鍵的內(nèi)層組件之一，也是技術(shù)壁壘最高的一種高附加值材料，約占鋰電池成本的20%～30%。在新能源車等市場(chǎng)需求的推動(dòng)下，全球鋰電池隔膜市場(chǎng)快速增長(zhǎng)。據(jù)預(yù)計(jì)到2015年鋰電隔膜需求年均復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到25%，市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)13.08億平方米。隔膜的好壞決定了電池的界面結(jié)構(gòu)、內(nèi)阻等，直接影響電池容量、循環(huán)以及安全性能等特性，性能優(yōu)異的隔膜對(duì)提高電池的綜合性能具有重要的作用。雖然我國(guó)鋰離子電池原材料已基本實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，但國(guó)內(nèi)隔膜市場(chǎng)超過(guò)80%的份額被國(guó)外品牌所占據(jù)，高端隔膜產(chǎn)品只能依賴進(jìn)口，制作隔膜的關(guān)鍵技術(shù)被日本和歐美壟斷。其中美國(guó)Celgard公司在全球鋰電池隔膜的占有率約為55%，在三元體系的電動(dòng)車隔膜占有率約為85%。這意味著，該公司已經(jīng)基本主宰了全球鋰電池隔膜供貨。盡管國(guó)內(nèi)鋰電池隔膜產(chǎn)能增長(zhǎng)迅速，但高端隔膜技術(shù)尚待突破，隔膜材料仍是我國(guó)鋰電池產(chǎn)業(yè)的短板，采用創(chuàng)新技術(shù)推動(dòng)高端隔膜國(guó)產(chǎn)化，促進(jìn)隔膜材料替代進(jìn)口，已成為中國(guó)鋰離子電池產(chǎn)業(yè)乃至下游新能源汽車產(chǎn)業(yè)和儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急。

2015年初，國(guó)家及地方政府連續(xù)發(fā)布大量加快新能源汽車發(fā)展的相關(guān)政策，不僅提高了汽車市場(chǎng)的活躍度，也使鋰電池備受關(guān)注，而隔膜作為鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)門檻最高的環(huán)節(jié)，其近期發(fā)展態(tài)勢(shì)尤其值得關(guān)注。

1 行業(yè)動(dòng)態(tài)

2015年初，總部位于美國(guó)北卡羅萊納州的化工企業(yè)Polypore International Inc.(PPO)宣布，已經(jīng)同意了日本綜合性化學(xué)公司旭化成株式會(huì)社的收購(gòu)要約，該要約對(duì)旭化成的整體估值為32億美元。作為該交易的一個(gè)關(guān)聯(lián)交易，在旭化成收購(gòu)Polypore之前，美國(guó)明尼蘇達(dá)礦務(wù)及制造業(yè)公司3M公司將以大約10億美元的價(jià)格收購(gòu)Polypore剝離出來(lái)的媒體業(yè)務(wù)部門。旭化成公司將獲得本次資產(chǎn)出售所得的現(xiàn)金價(jià)款。協(xié)議明確指出，Polypore的出售以及其媒體部門的出售需要在兩個(gè)交易的條件同時(shí)得到滿足后關(guān)閉，并且這兩個(gè)交易的關(guān)閉都需建立在另一個(gè)交易的基礎(chǔ)上。該交易已經(jīng)得到了旭化成株式會(huì)社、3M公司和Polypore公司董事會(huì)的批準(zhǔn)。根據(jù)與旭化成公司達(dá)成的交易協(xié)議，該公司的一家美國(guó)附屬子公司將以每股60.50美元的現(xiàn)金收購(gòu)Polypore的所有流通普通股。旭化成公司收購(gòu)Polypore的交易將在3M公司收購(gòu)Polypore旗下媒體業(yè)務(wù)的交易完成后立即觸發(fā)。根據(jù)交易協(xié)議，旭化成收購(gòu)Polypore公司能源存儲(chǔ)業(yè)務(wù)的交易凈總額大約為22億美元。

在此之前，日本松下公司為了研發(fā)新一代鋰電池2014年底前已與Polypore達(dá)成了業(yè)務(wù)合作。此舉旨在加強(qiáng)需求高漲的電動(dòng)汽車電池業(yè)務(wù)。松下旗下的“汽車工業(yè)系統(tǒng)公司”將向美國(guó)特斯拉汽車公司擴(kuò)大鋰電池供應(yīng)量。在印度等電力狀況較差的新興市場(chǎng)國(guó)家，松下也在積極推銷可作為手機(jī)基站備用電源的鋰電池。Polypore在歐美、中國(guó)、日本等地設(shè)有生產(chǎn)基地。

日本住友化學(xué)公司2014年初宣布，為了滿足特斯拉旗下Model S銷量擴(kuò)大的強(qiáng)勁需求，該公司將在日本工廠擴(kuò)產(chǎn)用于生產(chǎn)鋰離子電池的耐熱隔膜材料。其計(jì)劃在2015年春季之前將大江工廠(日本愛媛縣)的產(chǎn)能增至2014年初的2.3倍。特斯拉旗下Model S電動(dòng)車目前在北美、歐洲與亞洲的銷量都在快速攀升。Model S采用了由松下公司供應(yīng)的鋰離子電池，住友化學(xué)則為松下提供用于生產(chǎn)鋰離子電池的耐熱隔膜。住友化學(xué)的鋰離子電池隔膜是在聚烯烴樹脂薄膜上涂敷芳綸及陶瓷，提高了耐熱性。隔膜耐熱性提高后，便可加大電池容量，從而延長(zhǎng)EV的續(xù)航距離。為了滿足這一材料的旺盛需求，住友化學(xué)為此向日本愛媛縣工廠投入50億日元。在全球耐熱隔膜市場(chǎng)上，住友化學(xué)的業(yè)務(wù)規(guī)模大約排名第五，其競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手包括日本旭化成、東麗工業(yè)以及美國(guó)的Celgard公司。除了Model S之外，住友化學(xué)的耐熱隔膜未來(lái)也有望在其它電動(dòng)車型中得到采用。

日本帝人公司在2014年底，為滿足其自主開發(fā)的新型鋰電池隔膜“LIELSORT”不斷增長(zhǎng)的需求，在韓國(guó)的生產(chǎn)公司新增的第二條生產(chǎn)線正式投產(chǎn)。帝人通過(guò)在聚乙烯基材上，分別利用具有優(yōu)良耐熱性的間位芳綸“Teijinconex”，以及具有優(yōu)異粘合性和耐氧化性的氟基化合物，進(jìn)行表面涂層加工處理，開發(fā)出兩種新型的鋰電池用隔膜。這兩種隔膜以“LIELSORT”品牌開展業(yè)務(wù)?！癓IELSORT”已被全球多個(gè)頂級(jí)智能手機(jī)品牌和平板電腦品牌采用，業(yè)務(wù)發(fā)展迅速。帝人將通過(guò)此次新增的生產(chǎn)線使產(chǎn)能加倍，以滿足今后進(jìn)一步增長(zhǎng)的市場(chǎng)需求。帝人還著眼于提高鋰電池安全性能的需求，正在開發(fā)提高耐熱性能和粘合性能的新型“LIELSORT”，新增的生產(chǎn)線將促進(jìn)對(duì)這一開發(fā)的評(píng)估。“LIELSORT”采用了帝人多年積累的高分子化學(xué)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了世界首創(chuàng)的兩面同時(shí)涂裝，并且速度相當(dāng)于原來(lái)5倍以上，可以進(jìn)行更高效的生產(chǎn)。

韓國(guó)LG化學(xué)與美國(guó)電池隔膜制造商Celgard則就電池專利展開鏖戰(zhàn)。美國(guó)北卡羅來(lái)納州西部聯(lián)邦地方法院于2014年7月做出判決，同意了Celgard針對(duì)LG化學(xué)的鋰電池禁售假處分申請(qǐng)。LG將通過(guò)向聯(lián)邦上訴法院上訴來(lái)推翻此次判決。Celgard在2014年1月以LG化學(xué)侵犯其充電電池隔膜專利為由，對(duì)LG化學(xué)和LG化學(xué)美國(guó)法人提起了訴訟，要求法院在訴訟過(guò)程中，禁止LG在美銷售有關(guān)電池，并于2014年3月向法院遞交了假處分申請(qǐng)。時(shí)隔4個(gè)月，法院做出判決，同意該了申請(qǐng)。另一方面，LG化學(xué)也當(dāng)即于隔天向法院遞交了終止假處分的申請(qǐng)，法院也于23日受理了該申請(qǐng)。同時(shí)，LG還向北卡羅來(lái)納州西部聯(lián)邦地方法院提出上訴，要求其重審判決結(jié)果。由于提出上訴，在上訴判決結(jié)果出來(lái)之前，LG將不受影響在美繼續(xù)保持正常的銷售狀態(tài)。LG化學(xué)表示：“電池生產(chǎn)中所使用的技術(shù)均為L(zhǎng)G獨(dú)有，與Celgard專利技術(shù)完全無(wú)關(guān)?！盋elgard自2005年起，開始為L(zhǎng)G供應(yīng)隔膜薄膜基材，LG處于提高產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力和穩(wěn)定性的考慮，想要變更該產(chǎn)品的供應(yīng)商。與Celgard間的合作量也逐年降低，2013年7月雙方的合作就已經(jīng)基本處于停滯狀態(tài)。為了使自身在與Celgard的重新合作中處于優(yōu)勢(shì)地位，LG化學(xué)在此次訴訟中也使用了壓迫戰(zhàn)術(shù)。以傳統(tǒng)石油化學(xué)工業(yè)為主的LG化學(xué)現(xiàn)在不僅為現(xiàn)代起亞提供鋰電池，還為通用、福特、雷諾、沃爾沃等10余家整車生產(chǎn)企業(yè)提供電池供應(yīng)，其電池產(chǎn)業(yè)正不斷發(fā)展壯大。如果此次上訴結(jié)果仍是Celgard勝訴，那么LG將中斷其在美國(guó)的電池銷售，這將給LG造成不小打擊。

我國(guó)武漢惠強(qiáng)新能源材料科技有限公司建設(shè)的我國(guó)第一條擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高端動(dòng)力鋰電池復(fù)合隔膜生產(chǎn)線2014年底在武漢正式投產(chǎn)。業(yè)內(nèi)專家表示，此舉有望進(jìn)一步推進(jìn)國(guó)內(nèi)隔膜尤其是高端隔膜國(guó)產(chǎn)化的進(jìn)程。武漢惠強(qiáng)新能源一期主要生產(chǎn)線全部采用國(guó)外進(jìn)口設(shè)備，年生產(chǎn)高檔隔膜5000萬(wàn)m2。項(xiàng)目二期將布局隔膜主業(yè)延伸實(shí)施電動(dòng)助力車、可穿戴電子產(chǎn)品以及紙箱包裝、物流等配套產(chǎn)業(yè)。這扭轉(zhuǎn)了下游鋰電企業(yè)在使用高檔隔膜上“不能按照用戶需求生產(chǎn)”的被動(dòng)?；輳?qiáng)公司將用三至五年時(shí)間達(dá)到年銷量額20億元以上的產(chǎn)業(yè)規(guī)模。

云南也于2014年建成了3000萬(wàn)平方米鋰電池隔膜生產(chǎn)線，將緩解我國(guó)對(duì)鋰電池核心部件隔膜材料的進(jìn)口依賴。云南省科技廳將昆明云天化妞米科技有限公司承擔(dān)的“高端功能材料制備關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化示范——鋰離子電池高性能隔膜”項(xiàng)目列入省科技計(jì)劃啟動(dòng)實(shí)施。該項(xiàng)目于2014年9月順利實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線全線貫通，公司自主設(shè)計(jì)的生產(chǎn)線完全達(dá)到了最初設(shè)計(jì)目標(biāo)，試生產(chǎn)產(chǎn)品的各項(xiàng)性能指標(biāo)優(yōu)異。該項(xiàng)目單線設(shè)計(jì)產(chǎn)能為目前國(guó)外干法隔膜生產(chǎn)線的2.5至3倍，產(chǎn)品具備較強(qiáng)的品質(zhì)優(yōu)勢(shì)和成本競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。該產(chǎn)品還具有高安全性、更長(zhǎng)的循環(huán)壽命和更好的存儲(chǔ)性能；與傳統(tǒng)干法及濕法隔膜相比，該產(chǎn)品可使電解液充分浸潤(rùn)，保證電池在低溫下?lián)碛懈哐h(huán)特性。這個(gè)項(xiàng)目成功地將具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的干法雙拉三層復(fù)合結(jié)構(gòu)隔膜技術(shù)實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化，產(chǎn)品定位在電動(dòng)自行車和電動(dòng)汽車等高端電池市場(chǎng)，可以實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車核心部件國(guó)產(chǎn)化，有力配合促進(jìn)我國(guó)新能源電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

中國(guó)樂(lè)凱集團(tuán)有限公司于2014年初成功研發(fā)了面向電動(dòng)汽車領(lǐng)域的高性能鋰離子電池隔膜。樂(lè)凱依托公司過(guò)去幾十年來(lái)積累的高分子薄膜加工技術(shù)和精密涂布技術(shù)，開發(fā)了國(guó)內(nèi)領(lǐng)先、主要性能接近國(guó)際同類產(chǎn)品水平的高性能鋰離子電池隔膜。該產(chǎn)品專有技術(shù)申請(qǐng)國(guó)家專利3件。

天津東皋公司年產(chǎn)3000萬(wàn)平方米隔膜生產(chǎn)線2015年初正式建成投產(chǎn)，其產(chǎn)品經(jīng)國(guó)內(nèi)一線鋰電池大廠測(cè)試，關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)達(dá)到世界一流水平。天津東皋公司專家團(tuán)隊(duì)經(jīng)連續(xù)攻關(guān)，研發(fā)出擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的“超臨界萃取”工藝路線，并獲得15項(xiàng)發(fā)明專利，解決了困擾國(guó)內(nèi)廠家多年的安全、成本、性能一致性三大難題。該公司瞄準(zhǔn)新能源汽車及儲(chǔ)能電池的巨大潛在市場(chǎng)，將投資6億元進(jìn)一步擴(kuò)大規(guī)模增加產(chǎn)能，構(gòu)建鋰離子動(dòng)力電池隔膜制造基地。其建成達(dá)產(chǎn)后，預(yù)計(jì)年產(chǎn)能力2.5億平方米，有望躋身鋰電池隔膜產(chǎn)業(yè)世界前列。

2 發(fā)展趨勢(shì)

業(yè)內(nèi)專家指出，目前，電池隔膜行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)主要有兩種：一種是傾向于更加輕薄的消費(fèi)類鋰電池隔膜，主要針對(duì)手機(jī)、筆記本電腦以及物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用等分布式應(yīng)用架構(gòu)體系，提升鋰電池的容量和便攜性；另一種是傾向于使用厚膜或者多層復(fù)合隔膜的動(dòng)力電池類隔膜，主要針對(duì)電動(dòng)汽車、大規(guī)模儲(chǔ)能電站等大型動(dòng)力類應(yīng)用，要求能量輸出和功率特性較好，對(duì)安全性要求苛刻，能夠兼顧鋰電池的容量和安全性能。這就需要注意以下三個(gè)方面的問(wèn)題：

首先是提高企業(yè)的自主創(chuàng)新水平，確保產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定一致性。隔膜未來(lái)的研發(fā)重點(diǎn)是新能源汽車動(dòng)力電池隔膜。由于鋰電池具有潛在的爆炸隱患，隔膜的安全性至關(guān)重要，因此需要重點(diǎn)解決隔膜的耐熱性能，生產(chǎn)能在充放電過(guò)程中，大面積正、負(fù)極短路后仍能保持隔膜完整性的耐高溫復(fù)合隔膜。

其次要注重隔膜專用原料的研發(fā)。我國(guó)隔膜產(chǎn)品與國(guó)外的差距，在很大程度上取決于原材料質(zhì)量不達(dá)標(biāo)。國(guó)外知名隔膜廠家很多都自己生產(chǎn)原料，或是同原料廠家聯(lián)合開發(fā)生產(chǎn)隔膜專用料，而國(guó)內(nèi)市場(chǎng)則是“各自為政”的狀態(tài)，生產(chǎn)與使用斷層問(wèn)題層出不窮。

最后要建造獨(dú)具特色的隔膜生產(chǎn)線。隔膜生產(chǎn)線工藝性很強(qiáng)，要研發(fā)自己的工藝路線，就要建成一批高效率、適合自身工藝特點(diǎn)的生產(chǎn)線，以完全滿足生產(chǎn)需要。