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锂离子电池隔膜产业状况分析及未来产业走向基本预判
涂布在线研究院 / 时间:2018-03-22 15:31:49

  据涂布在线资讯微信公众平台2018年3月21日讯 锂离子电池隔膜是指在锂离子电池正极和负极之间的一层隔离膜,是锂离子电池中重要的构件之一,其主要作用是将电池的正、负极分隔开来,防止两极接触而短路,同时还具有能使电解质离子通过的功能。隔膜的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的综合性能具有重要的作用。


隔膜在锂离子电池中工作示意图

隔膜在锂离子电池中工作示意图

隔膜性能与锂离子电池性能之间的关系

隔膜性能与锂离子电池性能之间的关系


  目前商业化隔膜技术路线主要分为干法工艺与湿法工艺两种。
  干法工艺是将聚烯烃熔融挤出后直接在熔点以下进行高温退火处理,形成晶体结构,规则排列的晶体具有平行排列的片晶,方向垂直于挤出方向。随后薄膜在较低温度下进行单轴拉伸得到多孔结构。采用干法工艺制备的多孔隔膜通常而在横向上拉伸强度较低。


锂离子电池隔膜产业状况分析及未来产业走向基本预判


  湿法工艺也称热致相分离工艺,是将石蜡油等成孔剂加入到高分子中,混合体系高温下挤出成膜。薄膜固化后,成孔剂从薄膜中被萃取出来,形成多孔的薄膜。
  采用湿法工艺制备的隔膜孔隙率和孔径大小更易控制,产品的力学性能和均一性更好,产品优势更为明显。涂布在线认为未来隔膜市场中湿法隔膜将会占据越来越大的比例。
  锂离子电池隔膜的行业现状
  随着数码类电子产品和新能源动力类产品的得到广泛应用和普及,锂离子电池产业取得了快速发展,已经形成专业化程度高、分工明确的产业链体系,经过十多年的发展,锂离子电池市场快速发展壮大。预计到2020年中国锂离子电池市场规模将达到180GWh,年复合成长率高达28.6%。受锂电池产业的带动,锂离子电池隔膜行业得到高速增长。根据实际生产情况,每GWh带电量大约需要使用0.2亿平米锂电池隔膜,预计2020年国内锂电池市场对隔膜的总需求量将达到36亿平米。
  锂离子电池根据应用场景可分为消费、动力和储能三种。现在行业里备受重视的是动力锂电池和储能锂电池。结合对动力电池、3C产品用锂电池、储能锂电池三个领域的需求预测,相关机构预计到2020年国内对锂电池的需求总量在这三个领域的占比分别为69.4%、21.0%、9.6%。


锂离子电池隔膜产业状况分析及未来产业走向基本预判


  在消费电子领域,由于产品用锂电池对隔膜的厚度要求更薄,预计到2020年消费类产品用锂电池中湿法隔膜渗透率达到90%。在动力电池领域,由于国家提高了新能源电车续航里程的要求,因此各大电池厂在政策导向指引下,倾向于生产能量密度更高的三元电池以及使用更薄的锂电池隔膜。综合考虑,到2020年湿法隔膜在动力电池领域的渗透率将达到77%左右。而在储能锂电池中,目前磷酸铁锂电池仍为主流,由于储能锂电池对能量密度要求不高,因此在储能锂电池中湿法隔膜渗透率约为20%。综合以上分析,未来隔膜市场中湿法隔膜将占据越来越大的比例。


锂离子电池隔膜产业状况分析及未来产业走向基本预判


  未来隔膜开发的思考
  随着市场隔膜产能的逐步释放,同质化恶性竞争严重,隔膜的毛利率逐步下滑,锂电池隔膜产业今后需要在提高生产效率和产品质量上下功夫,主要是降低成本、控制风险,产品技术领先和具有成本优势的企业将在竞争中占据明显的优势。
  在成本控制方面,加强工艺改进提高隔膜良品率和生产效率上降低隔膜生产成本。同时加强企业管理,通过引入有效的管理机制、严格考核、提升企业研发实力,降低研发成本,同时可以有效地提升产品质量。
  在产品技术方面,密切关注市场及行业发展,加强人才队伍建设,根据客户需要的变化,加大差异化产品开发力度,提高企业竞争力。此外,近年来随着锂离子电池的比能量越来越高,隔膜也越来越薄,为了保证锂离子电池的安全性,陶瓷涂层隔膜目前成为最佳选择。据涂布在线了解陶瓷涂层能够减少聚合物基底隔膜在高温下的收缩,提高锂离子电池的热稳定性,减少锂离子电池在高温、机械滥用的情况下热失控的风险,涂覆产品的需求量也将逐年增大。
  此外,随着国家对新能源以及储能行业的重视,近年来陆续推出多项政策和规划,大力推进储能体系的建设。这也加快了锂电池在储能市场的应用,因此应进一步加强开发储能用锂离子电池隔膜产品。

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