鋰電池隔膜政策

鋰電池隔膜市場容量及應(yīng)用分布

鋰電池行業(yè)保持高速發(fā)展。全球消費電子、新能源汽車及儲能等下游需求增長，帶動鋰電池市場規(guī)模持續(xù)擴大。據(jù)中國化學與物理電源行業(yè)協(xié)會統(tǒng)計，2016 年全球鋰電池電 芯產(chǎn)值達到 2158 億元人民幣，同比增長 22.9%。預(yù)計在新能源汽車推廣帶動下，2017年全球鋰電池電芯市場規(guī)模將達到 2567 億元人民幣，產(chǎn)值增長為 19%。2016 年我國 國內(nèi)鋰電池產(chǎn)業(yè)規(guī)模達 1115 億元，比去年同期增長 13.20%。2011 年以來，我國鋰電池產(chǎn)值年復(fù)合增速達 16.34%。

隔膜是鋰離子電池關(guān)鍵的四大原材料之一。隔膜性能的優(yōu)劣直接影響電池內(nèi)阻、放電容量、循環(huán)使用壽命以及電池安全性能電池性能。鋰電池的放電原理是電池負極材料中的鋰離子脫附，通過電解液移動到正極，電子隨即通過外電路由負極移動到正極產(chǎn)生電流。

新能源汽車快速發(fā)展促進鋰電池隔膜需求井噴

國家政策利好，新能源汽車行業(yè)高速前行。2014 年被視為中國新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展元年，受國家免征購置稅、車船稅、國家財政補貼，地方財政補貼、一線城市新能源專用車牌等一系列利好政策的影響，中國新能源汽車行業(yè)發(fā)展迅猛。根據(jù)工信部統(tǒng)計，2016 年，中國新能源汽車累計生產(chǎn) 51.7 萬輛，銷量達 50.7 萬輛，同比分別增長達 51.87% 和 53.13%。

目前，國內(nèi)新能源汽車以純電動乘用車和純電動商用車為主，分別占新能源汽車構(gòu)成的 48%和 33%。按照2012年國務(wù)院發(fā)布的《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2012~2020 年）》，到 2020 年純電動汽車和插電式混合動力汽車產(chǎn)能力爭達 200 萬 輛、累計產(chǎn)銷量超過 500 萬輛?？梢灶A(yù)計，未來新能源汽車發(fā)展將依然迅速。

動力電池潛力大，隔膜需求旺盛。新能源汽車爆發(fā)式增長，帶動上游動力電池需求大增。目前新能源汽車不同車型所使用的動力電池容量差別較大，處于 10-250Kwh 之間。

一般純電動乘用車和插電式混合動力商用車電池容量在 15-35Kwh 之間，而混合動力乘用車為 10-15Kwh，純電動商用車電池容量較大，一般在 150Kwh-250Kwh 之間。鋰電池每度電的隔膜需求量約為 20-25 平方米，不同電池因能量密度、正極材料差異而各自的隔膜用量不同。結(jié)合我國新能源汽車產(chǎn)銷結(jié)構(gòu)等因素，我們估算 2016 年我國鋰電池的每度電隔膜需求量為 22.8 平方米。預(yù)計未來動力型鋰電池將繼續(xù)帶動鋰電池隔膜需求。

儲能鋰電池蓬勃發(fā)展，驅(qū)動隔膜消費增加。目前，鉛酸電池在儲能電池領(lǐng)域中占據(jù)絕對主導(dǎo)地位，約占市場份額的 98%。由于鉛酸電池產(chǎn)業(yè)帶來的嚴重鉛污染問題，國家出臺相關(guān)政策限制其產(chǎn)能。儲能鋰電池則具有循環(huán)壽命長、能量密度大、能效高、綠色環(huán)保等優(yōu)勢，但由于生產(chǎn)成本過高，短期內(nèi)尚且無法大規(guī)模取代鉛酸電池。

目前，儲能型鋰電池的市場需求占比提高至 7%。技術(shù)的進步以及工藝的日漸完善，鋰離子電池成本價 格逐步下降；光伏、風電裝機量增加，儲能電站建設(shè)步伐加快，儲能型鋰電池市場需求將會呈現(xiàn)高增長。預(yù)測算2017年儲能方面鋰電池隔膜需求量為 3.83Gwh， 按照 1Kwh 需要隔膜 25 平方米測算，預(yù)計 2017 年鋰電隔膜需求量將達到 0.9 億平方米，同比增速將保持 18%。

新能源汽車和儲能應(yīng)用大發(fā)展，將帶動國內(nèi)鋰電池隔膜消費量高速前進。我們預(yù)計 2017-2020 年國內(nèi)鋰電池隔膜消費量將分別為 15.8 億平方米、18.9 億平方米、23.5 億平方米和29.5 億平方米，相比 2016 年年均復(fù)合增速為 21%，其中新能源汽車領(lǐng)域鋰電池隔膜需求量年均復(fù)合增速為 32%。

中國企業(yè)逐步分享外資壟斷的隔膜市場

全球鋰電池隔膜產(chǎn)量高速增長，濕法隔膜占據(jù)主導(dǎo)地位。在鋰電池下游市場不斷擴張的帶動下，全球鋰電池隔膜增速不斷提高。根據(jù)高工鋰電統(tǒng)計，2015 年全球鋰電池隔膜 產(chǎn)量為 12.9 億平方米，同比增長 31.5%。2010-2015 年，鋰電池隔膜產(chǎn)量年均復(fù)合增速達 20.87%。未來行業(yè)有望繼續(xù)保持較高增速，高工鋰電預(yù)計 2016 年整體產(chǎn)量增速 達到 29%。從產(chǎn)量結(jié)構(gòu)來看，2015 年全球濕法隔膜占比為 65%，相較于 2014 年同比 上升 4 個百分點。這表明濕法工藝在全球鋰電池隔膜產(chǎn)業(yè)的主導(dǎo)地位十分穩(wěn)固。

近年來，中國和韓國企業(yè)逐步掌握干法隔膜制備工藝并持續(xù)擴大產(chǎn)能，行業(yè)的市場格局有所變化。2016 年日本、韓國、美國等5 家隔膜企業(yè)的市場占有率為 62%，相較于 2015 年的 68%下降 6 個百分點，行業(yè)集中度有所分散。

中國鋰電池隔膜崛起，濕法占比低于全球水平。由于行業(yè)的巨大需求，國內(nèi)涉足隔膜產(chǎn)業(yè)的企業(yè)不斷增加，生產(chǎn)技術(shù)也取得長足進步，加快了中國隔膜國產(chǎn)化進程。據(jù)高工鋰電統(tǒng)計，2015 年中國鋰電隔膜銷量達到 6.28 億平方米，同比增長 49.5%，預(yù)計 2016 年將達到8.15 億平方米，同比增長 29.8%。2010-2015 年，我國鋰電池隔膜銷量年均復(fù)合增速達 62.7%。

同期，我國鋰電池隔膜市場規(guī)模年均復(fù)合增速為 38.4%。在產(chǎn)能結(jié)構(gòu)上，我國鋰電池隔膜仍以干法工藝為主，2015 年濕法隔膜占比為 38%，雖較 2014 年同比上升 6個百分點，但仍遠低于全球 68%的平均水平。目前我國鋰電池隔膜生產(chǎn)企業(yè)紛紛加碼濕法工藝，預(yù)計未來我國濕法隔膜產(chǎn)能占比將大幅提升。

薄膜通是一個專注于薄膜上下游產(chǎn)業(yè)鏈的技術(shù)服務(wù)平臺。平臺以塑料薄膜成型配方工藝技術(shù)為核心，通過內(nèi)置算法，向行業(yè)上下游產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)和用戶提供專業(yè)的自動在線配方指導(dǎo),成本估算,性能對比,數(shù)據(jù)查詢,市場信息,人力資源,薄膜監(jiān)測和品牌推廣服務(wù)。

截止2017年,薄膜通數(shù)據(jù)平臺統(tǒng)計,擁有約1萬多家薄膜相關(guān)企業(yè),3萬多從業(yè)人員,30多個行業(yè)專家和顧問，通過我們不斷的技術(shù)創(chuàng)新,產(chǎn)品創(chuàng)新,服務(wù)創(chuàng)新,立志驅(qū)動薄膜行業(yè)創(chuàng)新發(fā)展。

電磁加熱輥鋰電池隔膜生產(chǎn)應(yīng)用

概述：電磁加熱輥應(yīng)用于干法鋰電池隔膜拉伸工序，均勻的溫度能為保證孔隙率一致性、孔徑大小及分布、力學強度提供有效保障。

一、鋰離子電池隔膜簡介

電池按照工作性質(zhì)可以分為一次電池和二次電池。一次電池是指不可以循環(huán)使用的電池。二次電池是指可以反復(fù)充電、循環(huán)使用的電池，如先后商業(yè)化使用的鉛酸電池、鎳鎘電池、鎳氫電池以及鋰離子電池。鋰離子電池具有平均輸出電壓高，比能量大，無記憶效應(yīng)，使用壽命長，安全性能好、不含有毒物質(zhì)等特點。因此，也被稱為“綠色電池”。

鋰離子電池制造所需的正極材料、負極材料、隔膜和電解質(zhì)材料被稱為鋰離子電池四大關(guān)鍵材料。

其中，隔膜的主要作用是使電池的正、負極分隔開來，防止兩極接觸而短路，同時具有能使電解質(zhì)離子通過的功能。其性能決定了電池的界面結(jié)構(gòu)、內(nèi)阻等，直接影響電池的容量、循環(huán)以及安全性能等特性，性能優(yōu)異的隔膜對提高電池綜合性能具有重要作用。

鋰電池隔膜是四大材料中技術(shù)壁壘最高的部分，其成本占比僅次于正極材料，約為10%-14%，在一些高端電池中，隔膜成本占比甚至達到20%。隔膜產(chǎn)品主要有單層PP、單層PE、PP+陶瓷涂覆、PE+陶瓷涂覆、雙層PP/PE、雙層PP/PP和三層PP/PE/PP等，其中前兩類產(chǎn)品主要用于3C消費電池，后幾類產(chǎn)品主要用于動力鋰電池。我國企業(yè)主要生產(chǎn)雙層PP/PP隔膜，而全球汽車動力鋰電池使用的隔膜以三層PP/PE/PP、雙層PP/PE以及PP+陶瓷涂覆、PE+陶瓷涂覆等隔膜材料產(chǎn)品為主。這主要是因為我國目前的還不具備將PP與PE制成雙層復(fù)合膜的技術(shù)和能力。

隔膜的技術(shù)工藝，分為干法和濕法，干法工藝的原理是物理拉伸，結(jié)晶和淬取。相對于干法工藝，濕法工藝的原理是相位分離，制備的隔膜微孔分布均勻性好，孔徑大小合適，閉孔溫度低，雙向拉伸強度高，刺穿強度高，可以制備較薄的隔膜。濕法工序較干法更為復(fù)雜，資金投入更大，生產(chǎn)周期也更長，技術(shù)壁壘較高，其生產(chǎn)設(shè)備的復(fù)雜程度也遠高于干法工藝。

二、現(xiàn)有技術(shù)分析：

鋰電隔膜的技術(shù)的難點在于基體材料制備以及造孔的工程技術(shù)。除了基材、添加劑、制膜工藝的影響之外，生產(chǎn)設(shè)備對于造孔的穩(wěn)定性也有很大的影響，加熱輥及冷卻輥的表面溫度均勻性以及機械精度都是其中重要的影響因素。傳統(tǒng)的導(dǎo)熱油加熱輥造價低，但使用一段時間后，往往因為導(dǎo)熱油結(jié)碳等原因?qū)е螺伱鏈夭罴眲〖哟?。溫度的不均勻會加大孔徑分布，從而影響隔膜的一致性。表現(xiàn)為孔隙率一致性、孔徑大小及分布、力學強度等方面。

同樣，膜片冷卻過程的換熱，采取冷卻輥作為換熱工具，

冷卻輥的溫度均勻性同樣至關(guān)重要。溫度的均勻性同樣會影響到產(chǎn)品最終性能。同時，在環(huán)境露點相對低的時期，生產(chǎn)過程中，冷卻輥兩端面會結(jié)露，會給生產(chǎn)帶來諸我麻煩。

三、解決方案

聯(lián)凈電磁感應(yīng)加熱輥采用特殊的均溫結(jié)構(gòu)，可以將輥筒表面溫度始終維持在±1℃以內(nèi)，從而確?？紫堵室恢滦?、孔徑大小及分布、力學強度一致性良好，提高產(chǎn)品的總體性能。

對機械方面的考慮到一般薄膜的厚度為0.015mm，建議將跳動指標做高到0.005mm，減少機械能影響薄膜的一致性。

同時，電磁加熱輥采用單個獨立閉環(huán)回路控溫，可以讓用戶實現(xiàn)更多的工藝可能。對于隔膜拉伸，以16~20支輥組為一個牽伸單元為例。為提高輥筒的通用性，從功率設(shè)計等方面全部一致，但在工作時，其表面溫度設(shè)定建議根據(jù)工藝的需要逐步提高，而不是每支輥的溫度設(shè)定一樣。這樣，可以確保拉伸更加均勻。

為確保薄膜受熱均勻，避免前面幾支輥筒的熱負荷特別高、后幾支輥筒熱負荷特別低的情況，輥組的溫度設(shè)定應(yīng)從低到高逐步升高，讓各輥筒的負荷盡可能均衡。其中前面約14支左右的輥筒主要起升溫作用，而后面6支輥筒溫度設(shè)定到最高，主要起保溫和適量補充熱量的作用。薄膜總的溫升ΔT就等于各輥筒ΔTi之和。

ΔT=ΔT1+…ΔTi +…+ΔTn

通常，對用于加熱的各輥筒溫度升高的幅度（ΔTi）設(shè)置值都比較接近，這樣，其實際負荷也就接近了。輥筒的溫度設(shè)定和薄膜的實際溫度如下圖所示。

注：上述溫度梯度的建議僅供參考，具體須由工藝條件決定。

膜片的冷卻，采用無結(jié)露冷輥對現(xiàn)有冷卻輥進行替換。聯(lián)凈無結(jié)露冷卻輥采用獨特的結(jié)構(gòu)設(shè)計和先進的熱交換技術(shù)，使得工作區(qū)域的熱量能夠迅速傳遞到兩端，不但可以使得輥面溫度均勻一致，而且可以杜絕輥體兩端的結(jié)露問題，大幅提高產(chǎn)品品質(zhì)。和傳統(tǒng)的冷卻輥相比，上海聯(lián)凈新型冷卻輥由于內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，有較高的技術(shù)含量，其造價也必然相應(yīng)上升，但是，新型冷卻輥帶來的生產(chǎn)效率提高、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定是無法用兩種輥價格之差來衡量的。目前，全世界只有為數(shù)不多的企業(yè)掌握了這項均溫冷卻技術(shù)，和國外同行相比，國內(nèi)legion的產(chǎn)品價格更低，但都能達到同樣的效果。

四、產(chǎn)品相關(guān)參數(shù)概要：

1.電磁加熱輥：

2.無結(jié)露冷卻輥

鋰離子電池是20世紀90年代發(fā)展起來的一種新型化學電源，經(jīng)過十幾年的發(fā)展，從便捷模式設(shè)備用能量型電池到車用大功率電池。鋰電子電池的應(yīng)用日趨廣泛。在人們的日常生活和現(xiàn)代工業(yè)建設(shè)中起著越來越大的作用。

像我們常用的鋰電池加熱設(shè)備有180°標準油溫機和350°高溫油加熱器這兩種基本型號。對我們而言，在鋰電池行業(yè)中是很常見的加熱設(shè)備。主要為其提供了1、提高了產(chǎn)品成型的效率2、降低不良品的產(chǎn)生3、降低了產(chǎn)品的外觀，抑制了產(chǎn)品的缺陷4、加快生產(chǎn)進度，降低能耗，節(jié)約能源！

所以說，現(xiàn)代社會電池的使用范圍已經(jīng)由20世紀40年代的手電筒、收音機、汽車等啟動電源發(fā)展到現(xiàn)在的40-50種用途。小到電子手表、移動電話、照相機、各種遙控器等；大到醫(yī)院、賓館、超市、電話交換機等場合的應(yīng)急電源；甚至可以滿足各種特殊要求的專用電池等。電池已經(jīng)成為人類社會必不可少的便捷能源！

為了能夠使鋰電池產(chǎn)品的效果更加有效，所以選擇生產(chǎn)專用的模溫機是一個必不可少的加熱設(shè)備！