探讨锂电池隔膜市场及其技术发展方向
时间:2015-11-16 09:03来源:中国电池网 作者:西顾
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近日，中国塑料加工工业协会副秘书长孙冬泉先生发表了题为《锂电池隔膜行业市场分析与技术发展方向探讨》的演讲报告，以下是演讲报告实录：
我们从2011年以来专门在锂电池隔膜这一块进行了很多的研究，也专门连续五年召开了全球非常专业的隔膜会议。今天交流的题目是“锂电池隔膜行业市场分析与技术发展方向探讨”。
首先简单看一下全球锂电池行业的规模，从2014年开始，全球锂电池行业一直到2018年都将会以50%的年均复合增长率增长，预计到2018年全球锂电池总的量将会达到3850亿Wh，是2013年的7倍以上。2018年将会超越铅酸电池成为用量最大的二次电池产品。
关于锂电池的产量情况，2014年锂电池我们国家达到52.8亿，2010到2014年锂电池产量增幅超过10%。预计2015年市场需求超过200亿。
产业规模上面，2014年锂电池市场规模为715亿元，同比增长了21.1%，其中3C电池增长6%，市场规模是580亿元，储能用锂电池需求是15亿元。预计到2017年我们国家锂电池市场的规模将会超过200亿Ah。
第二方面，国家的政策推动了锂电池需求的增长。这块根据中国汽车工业协会的数据，也结合这次会上了解的信息，主要是三个方面，第一个，2015年，原来累计产量达到25万辆，现在实际上是30万辆。第二个，2020年，纯电动和插电式混合动力汽车生产能力达到200万辆，累计产量超过500万辆。第三个目标，燃料电池汽车与国际同步发展。
这个是汽车工业协会提供的几个主要城市的新能源汽车推广目标，大家都知道，我就不再说。我想可能有更多的地方，包括一些地级市，都在确定更多数量的推广目标。2025年中国要成为全球最重要的新能源汽车，主要是电动汽车的市场。
我重点讲第二个方面，锂离子电池隔膜行业现状。锂离子电池对于我们隔膜的要求，我们在会上讲过很多次，主要包括八个方面，一是足够的化学和电化学稳定性。二是良好的电解液吸附能力。三是良好的离子透过性，四是良好的电子绝缘性，五是适当的孔径和孔隙率，六是足够的力学性能，七是良好的热稳定性，八是不含有害物质。
这个是隔膜的基本性能和技术指标，我就不再详细说。
这是隔膜典型性能和技术指标，典型性能是耐高温性，要求高温收缩率、破膜温度、点破膜面积，电池特征要求安全性，主要是材质与结构。第二个是热钳制作用，主要是热关断温度。第三个是界面特性，主要是界面阻抗，电池特征是内阻和倍率，另外还有含水量等等。
锂电池隔膜的需求现状，随着全球锂离子电池需求的持续升温，锂离子电池用隔膜也随之持续增速，2015年全球锂电池隔膜需求量为15.2亿平方米，未来5年，全球隔膜需求量将会以每年20%的幅度增长。
第二，中国锂电池隔膜市场增长迅速，作为世界上最大的锂电池生产制造基地和第二大锂电池生产国和出口国，中国对于隔膜的需求日益增加，2015年，我们预计中国国内的隔膜市场容量在6.2亿平方米，同比增长36%。2015年国产隔膜的产量大概占到国内隔膜市场容量70%，大概在4.5亿平方米，同比增速40%以上。
第三个方面，锂电池隔膜的产值增幅低于产量增幅，产值增幅低于产量增幅的主要原因是随着锂电池隔膜逐步产业化和产量的逐步增加，单价保持逐步下降的趋势，从而导致整个隔膜的市场规模增幅出现一定程度的下降。预计未来几年，整个隔膜的平均单价将持续保持3-5%，这可能保守一点，可能会在10%到20%的递减趋势。但是产量的快速增长，仍然会带动我国隔膜的市场规模保持较快的增长趋势。
第三个方面，我国低端隔膜的产能目前是严重过剩。中国国内隔膜企业产能急剧扩张，高端隔膜技术仍然有待于进一步提高和突破。但是低端的非常多，根据不完全统计，截止到2013年第四季度，已经宣布的锂电池隔膜企业有54家，明确湿法的17家，干法25家，其中量产的19家，宣布投产产能是6.49亿平方米。考虑到其他在建筹建未公布项目，如果全部项目在2015年投产，总产量将达到23亿平方米，远远超过世界的需求。
又一个新的情况，由于电动汽车的爆发，从2013年下半年到今年的爆发，在2014年底和今年，行业内又掀起了一波非常大的锂电池隔膜的上线热潮，尤其是2015年，我们预计起码有超过20条干法线，而且是大线，超过10条湿法线正在投资建设，更多的企业仍然在考虑进入。预计未来国内隔膜行业必然掀起价格大战。同时，大量实力雄厚的外资企业加大对中国隔膜市场的投资和开拓，将会加剧国内竞争的风险。最快2016年底，最迟2017年初，我们认为锂电池隔膜行业就会重走光伏行业的老路，全行业严重过剩、深度调整的局面就会到来。
我想重点讲第三个方面，值得我们锂电池隔膜行业重视的问题。第一个，在昨天上午最后一个发言嘉宾已经提了，我在北京做PPT的时候已经提出这个方向，第一个就是我们行业的发展不应该完全依赖国家政策而作出投资决策。因为大凡国家政策都只是在产业刚刚开始发展的时候给予支持，优惠政策总有退出的时候，投资锂电池隔膜行业不能过度依赖政策的支持，要以企业内在的技术研发作为支撑，依靠技术创新和品质生存与发展。
第二，电动汽车的成熟和应用是一个渐进的过程。电动汽车产业的发展将和电动自行车行业一样，我记得最早在2000年电动自行车我曾经买过，买完之后天天修，最后没办法，三千多块钱买的电动汽车，最后一百来块钱当废铁卖掉。这是一个渐进的过程，其性能稳定有一个过程，虽然现在气氛很好，但是中间可能还会有波折，最早的电动汽车可能过两三年就会出现问题，所以锂电池产业链企业要有心理准备。
第三，锂电池生产技术的变化将可能终结当前锂电池隔膜行业的繁荣。锂电池隔膜生产企业要时刻关注锂电池生产技术的进步与创新，目前石墨烯电池技术、电极涂覆技术正在研究之中，一旦技术出现突破，将会对锂电池隔膜行业带来严重影响。
第四，锂电池隔膜生产企业要时刻关注隔膜生产工艺技术与材料的的研究成果。目前的锂电池隔膜生产主要还是采用干法单向拉伸和湿法工艺，材料为聚烯烃的PP和PE材料，但更多的工艺技术、更多的隔膜材料仍然在不断地研究和试验之中，隔膜企业要时刻关注这些技术研究的进展。同时，我们企业在上线的时候不要一步到位。我提一个南通天丰的教训，它一下上了四条干法国产设备，它是2009年实验线成熟的，但是这四条线现在已经全部报废了，现在南通天丰用的是2012年上的。所以希望大家重视。
第五，锂电池隔膜生产企业要时刻注意控制欠款额度和账期。由于隔膜行业产能研究过剩，三角债，收债难一直困扰隔膜大部分企业，虽然现在动力电池企业收债相对比较好，目前我们国家能够真正进入动力电池供应链的隔膜企业仍然比较少，绝大部分企业销售的主要手段还是低价和欠款，什么时候还都不一定。所以这个角度，欠款过多，账期过长，如果将来行业深度调整，可能就要关门。
预计未来三年内，隔膜行业价格竞争将越来越激烈，将迎来行业大洗牌，缺技术，少品牌，短资金将会淘汰出局，尤其是新上线企业，中小型企业境地不容乐观。
第五个方面，锂电池隔膜技术发展趋势。要缩小与国外锂电池隔膜企业技术差距是十三五期间我国隔膜企业的重点任务。目前国内隔膜厂家与国外隔膜厂家差距主要有，第一，国外隔膜企业的技术人员中有很多有过在电池企业的就职经历，非常了解下游电池厂商对电池隔膜的需求，在产品开发和营销上有巨大的优势。日本旭化成和东燃都是资产规模非常庞大，实现了产业多元化，有足够的财力支持产品技术研发。而国内的隔膜企业是以塑料薄膜加工企业转型的，对电池产品的了解不多，对产品开发与市场营销方面是个短板。
第二，国外企业仍然严格封锁设备来源，而国内企业设备加工能力差，在设备上投入低，导致产品的工艺难以控制。
第三，在原料方面，PP树脂或者PE树脂等原料的分子量等指标，对于隔膜最终性能起到巨大的影响，但是全球优秀的隔膜企业，它们都有专门的高分子研究团队，比如说化旭成等都具有独立的高分子研究实验室，有自己的专利。国内现在中石化专用料去年已经出来了，但是成熟性还需要我们跟国外企业共同试用提高。目前国内企业在材料方面缺少真正能够满足稳定的隔膜生产的专用料，尤其是动力锂电池的隔膜的专用料。
第四，电池企业对于隔膜供应商的进入有一定的门槛，对于国内隔膜企业的发展需要引起重视。由于隔膜对锂电池性能的重要意义，电池厂商一般很难更换隔膜供应商，电池企业要更换隔膜供应商，通常需要两到三年。所以我们去年、今年投入的这些企业，要获得下游电池厂商认可，也需要相当长的时间。大家不要错误地认为电动汽车也许你今年投产了，三年内也许赶不上这个盛宴，也许你技术成熟的时候，这个盛宴也许已经结束。
第二，从行业整体情况来看，隔膜的研究方向主要集中在以下几个方面。第一，提高产品的良品率；可能新投入的企业真正能用的良品率可能也就10%，20%。第二要提高隔膜耐热性；第三要研制超薄隔膜；第四要提高隔膜的吸液性能：第五要研发聚合物电解质隔膜、纤维隔膜等新型隔膜产品。
这下边介绍了四个方面隔膜的应用，超薄的隔膜可以用在3C电池产品，厚度薄，电池能量密度提高，缺点是安全性下降。第二是聚合物电池隔膜，应用在软包电池，优点是优异的吸液和保液性和提高电池循环，缺点是成本提高，耐热性有待提高。第三是陶瓷涂覆隔膜应用在动力电池，优点是改善隔膜浸润性，确定是成本提高。第五是新型隔膜，应用在动力电池，优点是耐热性能优异，改善隔膜浸润性，缺点是孔径大小和均匀性有待提高。
第三，从改进隔膜性能方面来讲，目前主要有三种思路：是在PP膜和PE膜的基础上增加功能性涂层，以满足对高温特性等特殊需求。功能性涂层不但可以改善隔膜的耐热性能，还可以解决隔膜的亲电解液性能，各个企业所采用的配方和涂布形式有所不同。
第二，无机或有机材料共混PE、PP膜：改善耐热性的另外一种方法是将PE和耐热的无机粒子或PP进行混合制备电池隔膜，这样能够结合各种材料的优点。
第三，彻底改变基体材料，如采用聚酰亚胺等材料代替传统的PP和PE材料。聚酰亚胺成本较高，但可以考虑聚酰亚胺和PE的结合使用，也可以考虑其他类型的聚合物材料。
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