鋰電隔膜需求概況

鋰電池隔膜市場容量及應用分布

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 芯產值達到 2158 億元人民幣，同比增長 22.9%。預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，產值增長為 19%。2016 年我國 國內鋰電池產業(yè)規(guī)模達 1115 億元，比去年同期增長 13.20%。2011 年以來，我國鋰電池產值年復合增速達 16.34%。

隔膜是鋰離子電池關鍵的四大原材料之一。隔膜性能的優(yōu)劣直接影響電池內阻、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。根據工信部統(tǒng)計，2016 年，中國新能源汽車累計生產 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成的 48%和 33%。按照2012年國務院發(fā)布的《節(jié)能與新能源汽車產業(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能力爭達 200 萬 輛、累計產銷量超過 500 萬輛?？梢灶A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。結合我國新能源汽車產銷結構等因素，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，驅動隔膜消費增加。目前，鉛酸電池在儲能電池領域中占據絕對主導地位，約占市場份額的 98%。由于鉛酸電池產業(yè)帶來的嚴重鉛污染問題，國家出臺相關政策限制其產能。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，但由于生產成本過高，短期內尚且無法大規(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，儲能電站建設步伐加快，儲能型鋰電池市場需求將會呈現高增長。預測算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用大發(fā)展，將帶動國內鋰電池隔膜消費量高速前進。我們預計 2017-2020 年國內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 年年均復合增速為 21%，其中新能源汽車領域鋰電池隔膜需求量年均復合增速為 32%。

中國企業(yè)逐步分享外資壟斷的隔膜市場

全球鋰電池隔膜產量高速增長，濕法隔膜占據主導地位。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。根據高工鋰電統(tǒng)計，2015 年全球鋰電池隔膜 產量為 12.9 億平方米，同比增長 31.5%。2010-2015 年，鋰電池隔膜產量年均復合增速達 20.87%。未來行業(yè)有望繼續(xù)保持較高增速，高工鋰電預計 2016 年整體產量增速 達到 29%。從產量結構來看，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業(yè)的主導地位十分穩(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，國內涉足隔膜產業(yè)的企業(yè)不斷增加，生產技術也取得長足進步，加快了中國隔膜國產化進程。據高工鋰電統(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合增速達 62.7%。

同期，我國鋰電池隔膜市場規(guī)模年均復合增速為 38.4%。在產能結構上，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企業(yè)紛紛加碼濕法工藝，預計未來我國濕法隔膜產能占比將大幅提升。

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電磁加熱輥鋰電池隔膜生產應用

概述：電磁加熱輥應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，使用壽命長，安全性能好、不含有毒物質等特點。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、隔膜和電解質材料被稱為鋰離子電池四大關鍵材料。

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離子通過的功能。其性能決定了電池的界面結構、內阻等，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，其中前兩類產品主要用于3C消費電池，后幾類產品主要用于動力鋰電池。我國企業(yè)主要生產雙層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制成雙層復合膜的技術和能力。

隔膜的技術工藝，分為干法和濕法，干法工藝的原理是物理拉伸，結晶和淬取。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雜，資金投入更大，生產周期也更長，技術壁壘較高，其生產設備的復雜程度也遠高于干法工藝。

二、現有技術分析：

鋰電隔膜的技術的難點在于基體材料制備以及造孔的工程技術。除了基材、添加劑、制膜工藝的影響之外，生產設備對于造孔的穩(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)的導熱油加熱輥造價低，但使用一段時間后，往往因為導熱油結碳等原因導致輥面溫差急劇加大。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重要。溫度的均勻性同樣會影響到產品最終性能。同時，在環(huán)境露點相對低的時期，生產過程中，冷卻輥兩端面會結露，會給生產帶來諸我麻煩。

三、解決方案

聯凈電磁感應加熱輥采用特殊的均溫結構，可以將輥筒表面溫度始終維持在±1℃以內，從而確保孔隙率一致性、孔徑大小及分布、力學強度一致性良好，提高產品的總體性能。

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，從功率設計等方面全部一致，但在工作時，其表面溫度設定建議根據工藝的需要逐步提高，而不是每支輥的溫度設定一樣。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，輥組的溫度設定應從低到高逐步升高，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，采用無結露冷輥對現有冷卻輥進行替換。聯凈無結露冷卻輥采用獨特的結構設計和先進的熱交換技術，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露問題，大幅提高產品品質。和傳統(tǒng)的冷卻輥相比，上海聯凈新型冷卻輥由于內部結構復雜，有較高的技術含量，其造價也必然相應上升，但是，新型冷卻輥帶來的生產效率提高、產品質量穩(wěn)定是無法用兩種輥價格之差來衡量的。目前，全世界只有為數不多的企業(yè)掌握了這項均溫冷卻技術，和國外同行相比，國內legion的產品價格更低，但都能達到同樣的效果。

四、產品相關參數概要：

1.電磁加熱輥：

2.無結露冷卻輥