鋰電池隔膜

鋰電池隔膜市場(chǎng)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(fèi)電子、新能源汽車(chē)及儲(chǔ)能等下游需求增長(zhǎng)，帶動(dòng)鋰電池市場(chǎng)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大。據(jù)中國(guó)化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，2016 年全球鋰電池電 芯產(chǎn)值達(dá)到 2158 億元人民幣，同比增長(zhǎng) 22.9%。預(yù)計(jì)在新能源汽車(chē)推廣帶動(dòng)下，2017年全球鋰電池電芯市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到 2567 億元人民幣，產(chǎn)值增長(zhǎng)為 19%。2016 年我國(guó) 國(guó)內(nèi)鋰電池產(chǎn)業(yè)規(guī)模達(dá) 1115 億元，比去年同期增長(zhǎng) 13.20%。2011 年以來(lái)，我國(guó)鋰電池產(chǎn)值年復(fù)合增速達(dá) 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(fù)極材料中的鋰離子脫附，通過(guò)電解液移動(dòng)到正極，電子隨即通過(guò)外電路由負(fù)極移動(dòng)到正極產(chǎn)生電流。

新能源汽車(chē)快速發(fā)展促進(jìn)鋰電池隔膜需求井噴

國(guó)家政策利好，新能源汽車(chē)行業(yè)高速前行。2014 年被視為中國(guó)新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展元年，受?chē)?guó)家免征購(gòu)置稅、車(chē)船稅、國(guó)家財(cái)政補(bǔ)貼，地方財(cái)政補(bǔ)貼、一線城市新能源專用車(chē)牌等一系列利好政策的影響，中國(guó)新能源汽車(chē)行業(yè)發(fā)展迅猛。根據(jù)工信部統(tǒng)計(jì)，2016 年，中國(guó)新能源汽車(chē)?yán)塾?jì)生產(chǎn) 51.7 萬(wàn)輛，銷量達(dá) 50.7 萬(wàn)輛，同比分別增長(zhǎng)達(dá) 51.87% 和 53.13%。

目前，國(guó)內(nèi)新能源汽車(chē)以純電動(dòng)乘用車(chē)和純電動(dòng)商用車(chē)為主，分別占新能源汽車(chē)構(gòu)成的 48%和 33%。按照2012年國(guó)務(wù)院發(fā)布的《節(jié)能與新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2012~2020 年）》，到 2020 年純電動(dòng)汽車(chē)和插電式混合動(dòng)力汽車(chē)產(chǎn)能力爭(zhēng)達(dá) 200 萬(wàn) 輛、累計(jì)產(chǎn)銷量超過(guò) 500 萬(wàn)輛。可以預(yù)計(jì)，未來(lái)新能源汽車(chē)發(fā)展將依然迅速。

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

一般純電動(dòng)乘用車(chē)和插電式混合動(dòng)力商用車(chē)電池容量在 15-35Kwh 之間，而混合動(dòng)力乘用車(chē)為 10-15Kwh，純電動(dòng)商用車(chē)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(guó)新能源汽車(chē)產(chǎn)銷結(jié)構(gòu)等因素，我們估算 2016 年我國(guó)鋰電池的每度電隔膜需求量為 22.8 平方米。預(yù)計(jì)未來(lái)動(dòng)力型鋰電池將繼續(xù)帶動(dòng)鋰電池隔膜需求。

儲(chǔ)能鋰電池蓬勃發(fā)展，驅(qū)動(dòng)隔膜消費(fèi)增加。目前，鉛酸電池在儲(chǔ)能電池領(lǐng)域中占據(jù)絕對(duì)主導(dǎo)地位，約占市場(chǎng)份額的 98%。由于鉛酸電池產(chǎn)業(yè)帶來(lái)的嚴(yán)重鉛污染問(wèn)題，國(guó)家出臺(tái)相關(guān)政策限制其產(chǎn)能。儲(chǔ)能鋰電池則具有循環(huán)壽命長(zhǎng)、能量密度大、能效高、綠色環(huán)保等優(yōu)勢(shì)，但由于生產(chǎn)成本過(guò)高，短期內(nèi)尚且無(wú)法大規(guī)模取代鉛酸電池。

目前，儲(chǔ)能型鋰電池的市場(chǎng)需求占比提高至 7%。技術(shù)的進(jìn)步以及工藝的日漸完善，鋰離子電池成本價(jià) 格逐步下降；光伏、風(fēng)電裝機(jī)量增加，儲(chǔ)能電站建設(shè)步伐加快，儲(chǔ)能型鋰電池市場(chǎng)需求將會(huì)呈現(xiàn)高增長(zhǎng)。預(yù)測(cè)算2017年儲(chǔ)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(cè)算，預(yù)計(jì) 2017 年鋰電隔膜需求量將達(dá)到 0.9 億平方米，同比增速將保持 18%。

新能源汽車(chē)和儲(chǔ)能應(yīng)用大發(fā)展，將帶動(dòng)國(guó)內(nèi)鋰電池隔膜消費(fèi)量高速前進(jìn)。我們預(yù)計(jì) 2017-2020 年國(guó)內(nèi)鋰電池隔膜消費(fèi)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(chē)領(lǐng)域鋰電池隔膜需求量年均復(fù)合增速為 32%。

中國(guó)企業(yè)逐步分享外資壟斷的隔膜市場(chǎng)

全球鋰電池隔膜產(chǎn)量高速增長(zhǎng)，濕法隔膜占據(jù)主導(dǎo)地位。在鋰電池下游市場(chǎng)不斷擴(kuò)張的帶動(dòng)下，全球鋰電池隔膜增速不斷提高。根據(jù)高工鋰電統(tǒng)計(jì)，2015 年全球鋰電池隔膜 產(chǎn)量為 12.9 億平方米，同比增長(zhǎng) 31.5%。2010-2015 年，鋰電池隔膜產(chǎn)量年均復(fù)合增速達(dá) 20.87%。未來(lái)行業(yè)有望繼續(xù)保持較高增速，高工鋰電預(yù)計(jì) 2016 年整體產(chǎn)量增速 達(dá)到 29%。從產(chǎn)量結(jié)構(gòu)來(lái)看，2015 年全球濕法隔膜占比為 65%，相較于 2014 年同比 上升 4 個(gè)百分點(diǎn)。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(lái)，中國(guó)和韓國(guó)企業(yè)逐步掌握干法隔膜制備工藝并持續(xù)擴(kuò)大產(chǎn)能，行業(yè)的市場(chǎng)格局有所變化。2016 年日本、韓國(guó)、美國(guó)等5 家隔膜企業(yè)的市場(chǎng)占有率為 62%，相較于 2015 年的 68%下降 6 個(gè)百分點(diǎn)，行業(yè)集中度有所分散。

中國(guó)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(guó)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(zhǎng)足進(jìn)步，加快了中國(guó)隔膜國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程。據(jù)高工鋰電統(tǒng)計(jì)，2015 年中國(guó)鋰電隔膜銷量達(dá)到 6.28 億平方米，同比增長(zhǎng) 49.5%，預(yù)計(jì) 2016 年將達(dá)到8.15 億平方米，同比增長(zhǎng) 29.8%。2010-2015 年，我國(guó)鋰電池隔膜銷量年均復(fù)合增速達(dá) 62.7%。

同期，我國(guó)鋰電池隔膜市場(chǎng)規(guī)模年均復(fù)合增速為 38.4%。在產(chǎn)能結(jié)構(gòu)上，我國(guó)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(gè)百分點(diǎn)，但仍遠(yuǎn)低于全球 68%的平均水平。目前我國(guó)鋰電池隔膜生產(chǎn)企業(yè)紛紛加碼濕法工藝，預(yù)計(jì)未來(lái)我國(guó)濕法隔膜產(chǎn)能占比將大幅提升。

薄膜通是一個(gè)專注于薄膜上下游產(chǎn)業(yè)鏈的技術(shù)服務(wù)平臺(tái)。平臺(tái)以塑料薄膜成型配方工藝技術(shù)為核心，通過(guò)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(dòng)在線配方指導(dǎo),成本估算,性能對(duì)比,數(shù)據(jù)查詢,市場(chǎng)信息,人力資源,薄膜監(jiān)測(cè)和品牌推廣服務(wù)。

截止2017年,薄膜通數(shù)據(jù)平臺(tái)統(tǒng)計(jì),擁有約1萬(wàn)多家薄膜相關(guān)企業(yè),3萬(wàn)多從業(yè)人員,30多個(gè)行業(yè)專家和顧問(wèn)，通過(guò)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(dòng)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(xué)強(qiáng)度提供有效保障。

一、鋰離子電池隔膜簡(jiǎn)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(wú)記憶效應(yīng)，使用壽命長(zhǎng)，安全性能好、不含有毒物質(zhì)等特點(diǎn)。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(fù)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(fù)極分隔開(kāi)來(lái)，防止兩極接觸而短路，同時(shí)具有能使電解質(zhì)離子通過(guò)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(duì)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(dá)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(fèi)電池，后幾類產(chǎn)品主要用于動(dòng)力鋰電池。我國(guó)企業(yè)主要生產(chǎn)雙層PP/PP隔膜，而全球汽車(chē)動(dòng)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?yàn)槲覈?guó)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(duì)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(qiáng)度高，刺穿強(qiáng)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(zhǎng)，技術(shù)壁壘較高，其生產(chǎn)設(shè)備的復(fù)雜程度也遠(yuǎn)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(diǎn)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(duì)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(jī)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(jià)低，但使用一段時(shí)間后，往往因?yàn)閷?dǎo)熱油結(jié)碳等原因?qū)е螺伱鏈夭罴眲〖哟蟆囟鹊牟痪鶆驎?huì)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(xué)強(qiáng)度等方面。

同樣，膜片冷卻過(guò)程的換熱，采取冷卻輥?zhàn)鳛閾Q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(huì)影響到產(chǎn)品最終性能。同時(shí)，在環(huán)境露點(diǎn)相對(duì)低的時(shí)期，生產(chǎn)過(guò)程中，冷卻輥兩端面會(huì)結(jié)露，會(huì)給生產(chǎn)帶來(lái)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(xué)強(qiáng)度一致性良好，提高產(chǎn)品的總體性能。

對(duì)機(jī)械方面的考慮到一般薄膜的厚度為0.015mm，建議將跳動(dòng)指標(biāo)做高到0.005mm，減少機(jī)械能影響薄膜的一致性。

同時(shí)，電磁加熱輥采用單個(gè)獨(dú)立閉環(huán)回路控溫，可以讓用戶實(shí)現(xiàn)更多的工藝可能。對(duì)于隔膜拉伸，以16~20支輥組為一個(gè)牽伸單元為例。為提高輥筒的通用性，從功率設(shè)計(jì)等方面全部一致，但在工作時(shí)，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(fù)荷特別高、后幾支輥筒熱負(fù)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(fù)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(bǔ)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(duì)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(shí)際負(fù)荷也就接近了。輥筒的溫度設(shè)定和薄膜的實(shí)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(wú)結(jié)露冷輥對(duì)現(xiàn)有冷卻輥進(jìn)行替換。聯(lián)凈無(wú)結(jié)露冷卻輥采用獨(dú)特的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和先進(jìn)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(wèn)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(jià)也必然相應(yīng)上升，但是，新型冷卻輥帶來(lái)的生產(chǎn)效率提高、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定是無(wú)法用兩種輥價(jià)格之差來(lái)衡量的。目前，全世界只有為數(shù)不多的企業(yè)掌握了這項(xiàng)均溫冷卻技術(shù)，和國(guó)外同行相比，國(guó)內(nèi)legion的產(chǎn)品價(jià)格更低，但都能達(dá)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(wú)結(jié)露冷卻輥

鋰離子電池是20世紀(jì)90年代發(fā)展起來(lái)的一種新型化學(xué)電源，經(jīng)過(guò)十幾年的發(fā)展，從便捷模式設(shè)備用能量型電池到車(chē)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(lái)越大的作用。

像我們常用的鋰電池加熱設(shè)備有180°標(biāo)準(zhǔn)油溫機(jī)和350°高溫油加熱器這兩種基本型號(hào)。對(duì)我們而言，在鋰電池行業(yè)中是很常見(jiàn)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(jìn)度，降低能耗，節(jié)約能源！

所以說(shuō)，現(xiàn)代社會(huì)電池的使用范圍已經(jīng)由20世紀(jì)40年代的手電筒、收音機(jī)、汽車(chē)等啟動(dòng)電源發(fā)展到現(xiàn)在的40-50種用途。小到電子手表、移動(dòng)電話、照相機(jī)、各種遙控器等；大到醫(yī)院、賓館、超市、電話交換機(jī)等場(chǎng)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(huì)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(jī)是一個(gè)必不可少的加熱設(shè)備！