2015年中国锂离子电池隔膜行业白皮书
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目录
一、隔膜产业发展现状分析1(一)产业概况1
1、隔膜定义及分类 (1)
2、隔膜生产工艺流程 (2)
(二)全球隔膜产业分析3
1、产业总体规模 (3)
2、企业竞争格局 (4)
(三)中国隔膜产业分析5
1、产业总体规模 (5)
2、企业竞争格局 (7)
二、中国隔膜企业竞争力分析8(一)湿法隔膜企业竞争力分析8
1、企业总体规模排名 (8)
2、企业产品与技术水平排名 (9)
3、企业团队与渠道建设能力排名 (10)
4、企业成长潜力排名 (11)
5、企业综合排名 (12)
(三)干法隔膜企业竞争力分析13
1、企业规模排名 (13)
2、企业产品及技术水平排名 (13)
3、企业团队与渠道建设能力排名 (14)
4、企业成长潜力排名 (15)
5、企业综合排名 (15)
三、中国隔膜行业发展趋势分析16(一)市场发展趋势预测16
1、产量预测 (16)
2、市场规模预测 (16)
(二)技术发展趋势预测16
1、锂离子电池隔膜趋于轻薄化 (16)
2、锂离子电池隔膜涂覆技术将得到广泛应用 (17)
3、锂离子电池隔膜基体材料将得到拓展 (17)
一、隔膜产业发展现状分析
(一)产业概况
1、隔膜定义及分类
隔膜是锂离子电池关键的四大原材料之一,作为锂离子电池的关键内层组件,隔膜将正极与负极材料隔开,防止两极接触而造成短路,容许离子通过而不能让电子通过,从而完成在充放电过程中锂离子在正负极之间的快速传输。隔膜性能的优劣直接影响着电池内阻、放电容量、循环使用寿命以及电池安全性能的好坏。因此,隔膜对提高电池的综合性能具有十分重要的作用。
图 1 锂离子电池隔膜示意图
资料来源:赛迪顾问整理,2015,07
目前,大规模商品化的锂离子电池隔膜生产材料以聚烯烃为主,主要包括聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)和聚乙烯(PE)复合材料。聚烯烃可提供良好的机械性能、化学稳定性和高温自闭性能,是当前锂离子电池隔膜的主要原材料。隔膜产品按照不同的类型可以分为不同的种类,具体分类如下:
2、隔膜生产工艺流程
锂电池隔膜的生产工艺包括湿法工艺和干法工艺,同时干法工艺又可分为单向拉伸工艺和双向拉伸工艺。
湿法工艺将液态烃或一些小分子物质与聚烯烃树脂混合,加热熔融后,形成均匀的混合物,然后降温进行相分离,压制得膜片,再将膜片加热至接近熔点温度,进行双向拉伸使分子链取向,最后保温一定时间,用易挥发物质洗脱残留的溶剂,可制备出相互贯通的微孔膜材料。日本旭化成、日本东燃、韩国SK 等均采用此工艺。 图 2 隔膜湿法工艺流程图
资料来源:赛迪顾问整理,2015,07
干法可细分为单向拉伸工艺和双向拉伸工艺。干法单向拉伸工艺是通过生产硬弹性纤维的方法,制备出低结晶度的高取向聚丙烯或聚乙烯薄膜,再高温退火获得高结晶度的取向薄膜。这种薄膜先在低温下进行拉伸形成微缺陷,然后在高温下使缺陷拉开,形成微孔。美国celgard 、日本宇部兴产等采用此工艺。干法双向拉伸工艺是中国科学院化学研究所在20世纪90年代初开发出的具有自主知识产权的工艺。通过在聚丙烯中加入具有
成核作用的β晶型改进剂,利用聚丙烯不同相态间密度的差异,在拉伸过程中发生晶型转变形成微孔,用于生产单层PP膜。目前中国三分之一以上产能使用干法双拉工艺,产品在中低端市场占据较大比例。
图 3 隔膜干法单项拉伸工艺流程图
资料来源:赛迪顾问整理,2015,07
(二)全球隔膜产业分析
1、产业总体规模
受益于2014年动力电池市场的快速拉动,全球锂电池隔膜产量增长幅度明显。赛迪顾问统计数据显示,2014年全球锂电池隔膜整体产量为11.85亿平米,同比增长41.58%,增幅明显高于2013年的27.98%。
图 4 2009-2014年全球隔膜产量:亿平方米
资料来源:赛迪顾问,2015,07
从产值来看,2014年全球隔膜的产值为20.75亿美元,同比增速为12.18%,产值的增长幅度明显低于产量的增长幅度。主要原因在于随着隔膜行业的逐步成熟,行业的技术壁垒逐步被突破,整体隔膜的平均价格呈
现出下降的趋势。
图 5 2009-2014年全球隔膜产值:亿美元
资料来源:赛迪顾问,2015,07
2、企业竞争格局
从隔膜生产企业来看,主要集中在日本、韩国、中国和美国。2014年,Asahi Kasei以16.88%的市场占有率排名第一,其次分别为Celgard、Toray Tonen和SKI,前四家企业合计市场占有率达到49.79%,CR4的集中度比2013年有明显的下降。中国企业Green和Senior的隔膜产品在2014年的出货量全球市场占有率分别为6.75%和5.06%,尤其是Senior开始大规模的给韩国LG供货,足以说明国产隔膜已经开始在国内替代进口隔膜,且部分已经进入到诸如LG、SDI这样的一流大企业。
资料来源:赛迪顾问,2015,07
2015年2月,Asahi Kasei通过收购Polypore从而将Celgard纳入旗下,进一步加强了Asahi Kasei在隔膜领域的垄断,Asahi Kasei从此同时拥有干法隔膜和湿法隔膜生产工艺,合计市场份额高达30%左右。SKI在韩国忠北曾坪拥有1亿平方米的湿法隔膜生产线,但是其2012年决定在中国成都投资的隔膜项目目前处于终止状态。UBE隔膜采取干法单拉工艺,为购买Celgard的专利使用权,UBE目前拥有宇部化学工厂和堺工厂两处工厂生产隔膜,总体产能约为2亿平方米。另外,美国的Entek、中国的金辉高科、河南义腾和沧州明珠、日本的住友、韩国的W-scope等企业的隔膜出货量在2014年均有一定的规模。可以预见的是,随着中国国内隔膜技术的逐步突破,并且伴随着SDI、LG等企业在国内大量投资建设锂离子电池工厂,中国国内隔膜企业将凭借成本优势赢得更多的隔膜订单,赛迪顾问预测2015年,中国隔膜企业出货量市场份额将进一步上升。
(三)中国隔膜产业分析
1、产业总体规模
中国市场隔膜的出货量在2014年得到了大幅度的提升,赛迪顾问统计数据显示,2014年整个中国的隔膜产量达到5.75亿平方米,占据全球产量的大约48%左右,但是主要集中在低端的干法隔膜产品领域。