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鋰電池隔膜市場的研究探討

鉅大LARGE  |  點擊量:1482次  |  2018年07月17日  

鋰電池的結構中,隔膜是關鍵的內層組件之一。隔膜位于正極和負極之間,主要作用是將正負極分隔開,防止兩極因接觸而短路;此外在電化學反應時,能保持必要的電解液,形成離子移動的通道。按照生產工藝劃分,隔膜可分為干法隔膜和濕法隔膜,干法隔膜又可分為干法單拉隔膜和干法雙拉隔膜。

干法隔膜主要使用聚丙烯(PP)作為隔膜主體原料。干法單向拉伸工藝是通過生產硬彈性纖維的方法,制備出低結晶度的高取向聚乙烯薄膜,在高溫退火過程中,獲得高結晶度的薄膜。干法雙向拉伸工藝是中國科學院化學研究所自主開發的工藝,通過在聚丙烯中加入具有成核作用的β晶型改進劑,利用聚丙烯不同相態間密度的差異,在拉伸過程中,使聚丙烯從晶型轉變形成微孔。干法隔膜在中低端鋰離子電池市場應用廣泛。濕法隔膜主要使用聚乙烯(PE)作為原料。濕法工藝將結晶性聚合物、熱塑性聚合物以及具有高沸點的小分子化學物稀釋劑(比如石蠟油)進行混合,在高溫下形成均相溶液,然后降低溶液溫度,使混合物發生固液相分離或者液液分離,將小分子化學物稀釋劑萃取脫除后,形成熱塑性與結晶性聚合物的多孔隔膜。濕法隔膜主要應用于高性能鋰離子電池

相對于干法隔膜,濕法隔膜在厚度均勻性、力學性能(拉伸強度、抗穿刺強度)、透氣性能、理化性能(潤濕性、化學穩定性、安全性)等材料性質方面均更為優良,有利于電解液的吸液保液并改善電池的充放電及循環能力,適合做高容量電池,因此近幾年濕法隔膜產量增速明顯高于干法隔膜產量。但另一方面,濕法隔膜又具有熱穩定性較差的缺陷,而通過在基膜上涂布陶瓷氧化鋁、PVDF、芳綸等膠黏劑,能夠大幅提高濕法隔膜的熱穩定性、降低高溫收縮率,彌補了濕法隔膜的短板。

隔膜是鋰電池原材料中技術壁壘最高的一塊兒,也是鋰電池四大原材料中國產化較低的環節。隨著國內對隔膜需求量激增以及國內隔膜企業技術進步產能擴張,隔膜國產率穩步上升,2017年我國鋰電池隔膜國產率已經達到90%,干法隔膜技術比較成熟,國產干法隔膜基本能夠完全替代進口產品,在濕法隔膜領域,目前國內還處于進口替代的前期。2017年,我國隔膜產量14.4億平方米,同比增長33%,自2012年到2017年,國內隔膜產量年復合增長率達到68%。

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就競爭格局來看,2016年隔膜市場出貨量前三名企業市場占有率30%,相對于鋰電池其他行業市場集中度相對較低。未來隨著新能源電池行業對電池材料要求的提高和各大隔膜產商產能逐步投放,行業洗牌有望加速,行業集中度也將會有明顯提升。具體到濕法隔膜市場,從2016年到2017年,上海恩捷和蘇州捷力龍頭位置強化,兩家市場占有率從34.74%上升至46.15%,前四大企業市場占有率接近60%,市場集中度高。

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近幾年在濕法隔膜需求提升的背景下,國內濕法隔膜企業加大產能擴張力度,同時原先的干法隔膜企業也相繼投資濕法隔膜產線。據不完全統計,2017年國內濕法隔膜名義總產能超過26億平米,但由于隔膜生產技術難度較大,國內隔膜企業良率較低(國內濕法隔膜一線企業良率80-90%,濕法涂覆產品良率60-70%),因此濕法隔膜有效產能將大大低于其實際產能。盡管如此,到2018年,在各企業產能順利投產后,國內濕法隔膜總產量將超過其需求量,出現產能過剩問題。

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聚乙烯、聚丙烯

從隔膜的成本結構來看,隔膜原材料占總成本比例約35%,能源費用和制造費用占比都在25%左右。隔膜主要原材料為聚乙烯、聚丙烯,近年來聚乙烯和聚丙烯價格都在9000元/噸上下浮動,價格相對較為穩定,且由于原材料在隔膜總成本中占比不大,聚乙烯和聚丙烯價格變動對隔膜價格影響較小。

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此外,隔膜產品的形狀特征使得一噸原材料可以生產的隔膜面積很大,據財富證券估計,1噸聚丙烯的隔膜產量在10.87萬平米。原材料成本占比不太且價格相對穩定、單位原材料產量大、技術附加價值高等,多重因素使得隔膜成為鋰電池四大材料中毛利率最高的部分,業內毛利率最高接近60%。

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相關新三板掛牌企業

目前新三板掛牌企業中,屬于鋰電池隔膜板塊的主要有盈博萊、旭成科技、金力股份、星和眾工、紐米科技。其中,金力股份主要生產濕法隔膜、涂覆隔膜;紐米科技國內首批量產濕法隔膜的企業之一,擁有濕法、干法以及功能涂覆等完備的隔膜工藝技術體系。

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