鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1385次 | 2020年07月04日
鋰離子電池隔膜市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局正逐漸形成
對(duì)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(fù)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(chǎng)的同時(shí),產(chǎn)業(yè)和市場(chǎng)格局也開(kāi)始隨之發(fā)生變化。這些變化將會(huì)持續(xù)幾年,或?qū)@著影響現(xiàn)有隔膜材料產(chǎn)業(yè)和市場(chǎng)格局。
有實(shí)力的外行介入隔膜制造領(lǐng)域的情況有日漸增多的趨勢(shì)。杜邦(Dupont,世界500強(qiáng)之一,預(yù)計(jì)2012年?duì)I收超過(guò)400億美元)開(kāi)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(dòng)汽車(chē)提高電池動(dòng)力并延長(zhǎng)壽命。杜邦已于2011年初在美國(guó)威明頓和韓國(guó)首爾開(kāi)始量產(chǎn)這種隔膜,向鋰離子電池推銷(xiāo),挑戰(zhàn)現(xiàn)有隔膜材料市場(chǎng)格局的意圖非常明顯。東麗(Toray,2011財(cái)年實(shí)現(xiàn)營(yíng)收200億美元)與東燃化學(xué)(Tonen)合資組建有隔膜材料公司,自己也已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了耐熱性和尺寸穩(wěn)定性俱佳的,以芳綸樹(shù)脂為基材的多孔質(zhì)薄膜微多孔芳綸薄膜材料產(chǎn)品,正在向鋰離子電池公司供應(yīng)相關(guān)樣品以供測(cè)試。
我國(guó)方面也有一些大型外行公司介入到了隔膜制造領(lǐng)域。首鋼總公司(世界500強(qiáng)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(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)出的納米纖維隔膜技術(shù)執(zhí)行產(chǎn)業(yè)化,目前已向市場(chǎng)推出了相關(guān)產(chǎn)品。中興新(ZTE,年?duì)I收規(guī)模100多億美元)于2012年0八月在深圳成立了專(zhuān)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)域的公司也在積極介入隔膜材料市場(chǎng)。在電解液和負(fù)極材料市場(chǎng)擁有較大市場(chǎng)份額的三菱化學(xué),一直在努力開(kāi)拓隔膜市場(chǎng),旗下三菱樹(shù)脂早在2009年中就建成了隔膜量產(chǎn)體制并向市場(chǎng)推出隔膜材料產(chǎn)品。由于從現(xiàn)有三強(qiáng)(旭化成、Celgard、東燃化學(xué))手中搶奪市場(chǎng)份額存在較大困難,三菱化學(xué)開(kāi)始把目光轉(zhuǎn)向正在興起中的汽車(chē)動(dòng)力鋰離子電池市場(chǎng)。住友化學(xué)、杉杉科技等公司也和三菱化學(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(fù)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(kāi)始算起,我國(guó)鋰離子電池隔膜材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展時(shí)間還不到10年。在這很短的時(shí)間內(nèi),有的老公司已經(jīng)退出,有的步履蹣跚,同時(shí)又不斷有新資本介入,新公司層出不窮。我國(guó)隔膜材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展就像整個(gè)我國(guó)經(jīng)濟(jì)這10年發(fā)展的縮影:過(guò)剩的我國(guó)資本在四處尋找活路,追逐著希望和夢(mèng)想。
曾幾何時(shí),有人期盼我國(guó)經(jīng)濟(jì)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(shí)際發(fā)展結(jié)果我們也已經(jīng)看到了,量變不但沒(méi)有引發(fā)質(zhì)變,反而出現(xiàn)了一堆之前沒(méi)有想到的問(wèn)題,并在阻礙著政府對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式的主動(dòng)求變。鋰離子電池隔膜材料領(lǐng)域,會(huì)不會(huì)量變引起質(zhì)變,墨柯不清楚,但事實(shí)是國(guó)內(nèi)隔膜材料市場(chǎng)的價(jià)格戰(zhàn)這兩年已經(jīng)開(kāi)始打了起來(lái),且有愈演愈烈之勢(shì),3元/m2的白菜價(jià)已經(jīng)開(kāi)始出現(xiàn)。考慮到貨幣超發(fā)引起的通貨膨脹等因素,兩頭受擠之下,行業(yè)的利潤(rùn)率在直線下降。這樣,那些做了再說(shuō)、期待從市場(chǎng)獲取收入來(lái)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(shí)際。
老公司中,曾經(jīng)引起業(yè)內(nèi)人士普遍關(guān)注的桂林新時(shí)科技現(xiàn)在已經(jīng)悄無(wú)聲息地從人們的視野中消失了。遼源市鴻圖紙業(yè)2007年0七月與韓國(guó)MASTER公司簽訂的年產(chǎn)4,400萬(wàn)m2鋰離子電池隔膜項(xiàng)目,但該公司至今還沒(méi)有向市場(chǎng)推出隔膜產(chǎn)品。此外,山東正華、中科來(lái)方、杭州華容科技等老公司,發(fā)展得都非常緩慢,市場(chǎng)一直沒(méi)能做起來(lái)。杭州華容科技這幾年來(lái)一直悄無(wú)聲息,不過(guò),山東正華看來(lái)找到了新的資金,正在積極地?cái)U(kuò)充產(chǎn)量。中科來(lái)方目前重要是依靠兄弟公司瑞聲新能源的訂單,二者同為江蘇遠(yuǎn)宇集團(tuán)旗下公司。
與此同時(shí),新進(jìn)公司層出不窮。鋰離子電池市場(chǎng)的大發(fā)展,直接帶動(dòng)了材料市場(chǎng)的大發(fā)展。由于隔膜材料是我國(guó)唯一尚未實(shí)現(xiàn)完全自給的鋰離子電池關(guān)鍵材料,因此吸引了很多公司的興趣。近兩三年,除了傳統(tǒng)的隔膜三強(qiáng)格瑞恩、金輝高科和星源材質(zhì)之外,有一大批新進(jìn)公司參與了進(jìn)來(lái)。上期月度報(bào)告真鋰研究簡(jiǎn)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家公司,本期月度報(bào)告再簡(jiǎn)單介紹了幾家公司,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(mén)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(wú)紡布隔膜技術(shù)路線。出于配套產(chǎn)業(yè)較為發(fā)達(dá)、可利用現(xiàn)有生產(chǎn)設(shè)施等方面因素的綜合考慮,目前全球重要隔膜公司的技術(shù)開(kāi)發(fā)重心還是放在傳統(tǒng)聚烯烴類(lèi)隔膜上,而致力于開(kāi)發(fā)無(wú)紡布隔膜技術(shù)的則多為一些新進(jìn)公司。
一般而言,pE隔膜重要采用濕法工藝制造,但也有公司在嘗試開(kāi)發(fā)干法制造pE隔膜的工藝技術(shù)。山東正華公司就聲稱(chēng)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(dòng)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(wú)機(jī)陶瓷材料,很多公司都在這么做,但是技術(shù)發(fā)展至今,也有公司開(kāi)始嘗試有機(jī)涂覆,如義騰新能源就開(kāi)發(fā)出了有機(jī)聚合物涂層的pE隔膜材料產(chǎn)品。
東燃化學(xué)(Tonen)動(dòng)力鋰離子電池隔膜技術(shù)特點(diǎn)是提高基體材料的性能,同時(shí)革新薄膜制造工藝。旭化成(Asahi)推出的IBS(Inorganic-blendedseparator)動(dòng)力鋰離子電池隔膜,是在隔膜中混合無(wú)機(jī)物,其最大特點(diǎn)是可直接利用現(xiàn)有的鋰離子電池隔膜量產(chǎn)線,因此制造成本可維持現(xiàn)有水平。不少我國(guó)公司也聲稱(chēng)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(dòng)力鋰離子電池隔膜產(chǎn)品。
pp隔膜產(chǎn)品技術(shù)的重要推動(dòng)力量是美國(guó)polypore集團(tuán)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(kāi)發(fā)潮流。國(guó)內(nèi)pp隔膜的代表性公司現(xiàn)階段是新鄉(xiāng)格瑞恩和深圳星源材質(zhì),以后是否會(huì)有其他公司取而代之,目前未知。
目前車(chē)用動(dòng)力鋰離子電池制造重要采用的pp/pE/pp三層復(fù)合隔膜,就是Celgard公司率先開(kāi)發(fā)出來(lái)并實(shí)現(xiàn)規(guī)?;瘧?yīng)用的。另外,在單層pp隔膜上進(jìn)行陶瓷涂覆也是一個(gè)辦法。三菱化學(xué)就在采用這個(gè)辦法。三菱化學(xué)旗下的三菱樹(shù)脂于2011年十二月十六日對(duì)外宣布,開(kāi)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(lái)看,在聚烯烴類(lèi)隔膜上涂覆無(wú)機(jī)陶瓷物以提高隔膜材料的耐高溫性能,這一類(lèi)的技術(shù)發(fā)展已比較成熟,且大致存在著一個(gè)先pE后pp的過(guò)程,這是pE熔點(diǎn)相對(duì)較低的原因所致。真鋰研究認(rèn)為,這可能是日本矢野經(jīng)濟(jì)研究所認(rèn)為動(dòng)力鋰離子電池隔膜出現(xiàn)了采用濕式而非干式的動(dòng)向的重要原因。
一些新進(jìn)公司為了取得成功,則希望避開(kāi)隔膜領(lǐng)域現(xiàn)有重要公司的優(yōu)勢(shì),開(kāi)發(fā)新型隔膜材料產(chǎn)品以切入這個(gè)市場(chǎng)。在這種思路下,近幾年,在杜邦、三菱制紙、王子制紙等公司的帶動(dòng)下,無(wú)紡布隔膜技術(shù)的開(kāi)發(fā)成為了熱點(diǎn)。
上期月度報(bào)告介紹的江西先材和杜邦開(kāi)發(fā)的聚酰亞胺(pI)隔膜,就是屬于無(wú)紡布隔膜。另外,聚酯(重要指聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(pET),習(xí)慣上也包括聚對(duì)苯二甲酸丁二酯(pBT))膜、纖維素膜、聚酰胺(pA)膜、芳綸(聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺,Aramidfiber)膜、氨綸(聚氨基甲酸酯纖維,pU)膜等等,都是屬于無(wú)紡布隔膜這一大類(lèi)。
在纖維素隔膜技術(shù)開(kāi)發(fā)方面,德國(guó)贏創(chuàng)德固賽開(kāi)發(fā)的Separion?隔膜可能是最早的無(wú)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(wú)機(jī)物。日本特種東海制紙(總部位于東京)也已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了纖維素隔膜材料技術(shù)并計(jì)劃2014年秋實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。我國(guó)科學(xué)院青島生物能源與過(guò)程研究所仿生能源與儲(chǔ)能系統(tǒng)團(tuán)隊(duì)2012年在動(dòng)力鋰離子電池隔膜領(lǐng)域取得突破性進(jìn)展,成功開(kāi)發(fā)出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高安全性阻燃生物質(zhì)復(fù)合材料的動(dòng)力鋰離子電池隔膜,并達(dá)到中試生產(chǎn)規(guī)模。
在聚酯類(lèi)隔膜技術(shù)開(kāi)發(fā)方面的代表性公司是日本王子制紙和三菱制紙。王子制紙通過(guò)造紙方法成形濕法無(wú)紡布基材,在基材上涂覆pU、pET或pTFE(聚四氟乙烯,又稱(chēng)Teflon)樹(shù)脂,樹(shù)脂層通過(guò)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(kāi)發(fā)出了直接使用高耐熱性纖維素和聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(pET)的無(wú)紡布隔膜技術(shù),隔膜試制品的最大特點(diǎn)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。
我國(guó)也有一些公司在積極開(kāi)發(fā)聚酯類(lèi)隔膜材料技術(shù),如浙江寧波長(zhǎng)陽(yáng)科技有限公司、大東南等。
有很多公司在積極開(kāi)發(fā)芳綸類(lèi)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0二月對(duì)外宣布開(kāi)發(fā)出了耐熱性和尺寸穩(wěn)定性俱佳的,以芳綸樹(shù)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(guò)添加防止芳綸樹(shù)脂凝聚的相分離控制劑,可以形成微細(xì)且均勻的多孔質(zhì)膜。其重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(duì)其進(jìn)行改良。東麗設(shè)想這種薄膜用作動(dòng)力鋰離子電池隔膜。東麗認(rèn)為,今后對(duì)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(huì)全部熔化,可能引發(fā)電極相互接觸的嚴(yán)重事故。因此東麗預(yù)測(cè)這種芳綸隔膜將會(huì)非常具有發(fā)展前景。