鋰電池隔膜行業發展動態

劉春娜

鋰電池隔膜行業發展動態

劉春娜

在鋰電池的結構中，電池隔膜是關鍵的內層組件之一，也是技術壁壘最高的一種高附加值材料，約占鋰電池成本的20%～30%。在新能源車等市場需求的推動下，全球鋰電池隔膜市場快速增長。據預計到2015年鋰電隔膜需求年均復合增長率達到25%，市場規模將達13.08億平方米。隔膜的好壞決定了電池的界面結構、內阻等，直接影響電池容量、循環以及安全性能等特性，性能優異的隔膜對提高電池的綜合性能具有重要的作用。雖然我國鋰離子電池原材料已基本實現國產化，但國內隔膜市場超過80%的份額被國外品牌所占據，高端隔膜產品只能依賴進口，制作隔膜的關鍵技術被日本和歐美壟斷。其中美國Celgard公司在全球鋰電池隔膜的占有率約為55%，在三元體系的電動車隔膜占有率約為85%。這意味著，該公司已經基本主宰了全球鋰電池隔膜供貨。盡管國內鋰電池隔膜產能增長迅速，但高端隔膜技術尚待突破，隔膜材料仍是我國鋰電池產業的短板，采用創新技術推動高端隔膜國產化，促進隔膜材料替代進口，已成為中國鋰離子電池產業乃至下游新能源汽車產業和儲能產業發展的當務之急。

2015年初，國家及地方政府連續發布大量加快新能源汽車發展的相關政策，不僅提高了汽車市場的活躍度，也使鋰電池備受關注，而隔膜作為鋰電池產業鏈技術門檻最高的環節，其近期發展態勢尤其值得關注。

1 行業動態

2015年初，總部位于美國北卡羅萊納州的化工企業Polypore International Inc.(PPO)宣布，已經同意了日本綜合性化學公司旭化成株式會社的收購要約，該要約對旭化成的整體估值為32億美元。作為該交易的一個關聯交易，在旭化成收購Polypore之前，美國明尼蘇達礦務及制造業公司3M公司將以大約10億美元的價格收購Polypore剝離出來的媒體業務部門。旭化成公司將獲得本次資產出售所得的現金價款。協議明確指出，Polypore的出售以及其媒體部門的出售需要在兩個交易的條件同時得到滿足后關閉，并且這兩個交易的關閉都需建立在另一個交易的基礎上。該交易已經得到了旭化成株式會社、3M公司和Polypore公司董事會的批準。根據與旭化成公司達成的交易協議，該公司的一家美國附屬子公司將以每股60.50美元的現金收購Polypore的所有流通普通股。旭化成公司收購Polypore的交易將在3M公司收購Polypore旗下媒體業務的交易完成后立即觸發。根據交易協議，旭化成收購Polypore公司能源存儲業務的交易凈總額大約為22億美元。

在此之前，日本松下公司為了研發新一代鋰電池2014年底前已與Polypore達成了業務合作。此舉旨在加強需求高漲的電動汽車電池業務。松下旗下的“汽車工業系統公司”將向美國特斯拉汽車公司擴大鋰電池供應量。在印度等電力狀況較差的新興市場國家，松下也在積極推銷可作為手機基站備用電源的鋰電池。Polypore在歐美、中國、日本等地設有生產基地。

日本住友化學公司2014年初宣布，為了滿足特斯拉旗下Model S銷量擴大的強勁需求，該公司將在日本工廠擴產用于生產鋰離子電池的耐熱隔膜材料。其計劃在2015年春季之前將大江工廠(日本愛媛縣)的產能增至2014年初的2.3倍。特斯拉旗下Model S電動車目前在北美、歐洲與亞洲的銷量都在快速攀升。Model S采用了由松下公司供應的鋰離子電池，住友化學則為松下提供用于生產鋰離子電池的耐熱隔膜。住友化學的鋰離子電池隔膜是在聚烯烴樹脂薄膜上涂敷芳綸及陶瓷，提高了耐熱性。隔膜耐熱性提高后，便可加大電池容量，從而延長EV的續航距離。為了滿足這一材料的旺盛需求，住友化學為此向日本愛媛縣工廠投入50億日元。在全球耐熱隔膜市場上，住友化學的業務規模大約排名第五，其競爭對手包括日本旭化成、東麗工業以及美國的Celgard公司。除了Model S之外，住友化學的耐熱隔膜未來也有望在其它電動車型中得到采用。

日本帝人公司在2014年底，為滿足其自主開發的新型鋰電池隔膜“LIELSORT”不斷增長的需求，在韓國的生產公司新增的第二條生產線正式投產。帝人通過在聚乙烯基材上，分別利用具有優良耐熱性的間位芳綸“Teijinconex”，以及具有優異粘合性和耐氧化性的氟基化合物，進行表面涂層加工處理，開發出兩種新型的鋰電池用隔膜。這兩種隔膜以“LIELSORT”品牌開展業務。“LIELSORT”已被全球多個頂級智能手機品牌和平板電腦品牌采用，業務發展迅速。帝人將通過此次新增的生產線使產能加倍，以滿足今后進一步增長的市場需求。帝人還著眼于提高鋰電池安全性能的需求，正在開發提高耐熱性能和粘合性能的新型“LIELSORT”，新增的生產線將促進對這一開發的評估。“LIELSORT”采用了帝人多年積累的高分子化學技術，實現了世界首創的兩面同時涂裝，并且速度相當于原來5倍以上，可以進行更高效的生產。

韓國LG化學與美國電池隔膜制造商Celgard則就電池專利展開鏖戰。美國北卡羅來納州西部聯邦地方法院于2014年7月做出判決，同意了Celgard針對LG化學的鋰電池禁售假處分申請。LG將通過向聯邦上訴法院上訴來推翻此次判決。Celgard在2014年1月以LG化學侵犯其充電電池隔膜專利為由，對LG化學和LG化學美國法人提起了訴訟，要求法院在訴訟過程中，禁止LG在美銷售有關電池，并于2014年3月向法院遞交了假處分申請。時隔4個月，法院做出判決，同意該了申請。另一方面，LG化學也當即于隔天向法院遞交了終止假處分的申請，法院也于23日受理了該申請。同時，LG還向北卡羅來納州西部聯邦地方法院提出上訴，要求其重審判決結果。由于提出上訴，在上訴判決結果出來之前，LG將不受影響在美繼續保持正常的銷售狀態。LG化學表示：“電池生產中所使用的技術均為LG獨有，與Celgard專利技術完全無關。”Celgard自2005年起，開始為LG供應隔膜薄膜基材，LG處于提高產業競爭力和穩定性的考慮，想要變更該產品的供應商。與Celgard間的合作量也逐年降低，2013年7月雙方的合作就已經基本處于停滯狀態。為了使自身在與Celgard的重新合作中處于優勢地位，LG化學在此次訴訟中也使用了壓迫戰術。以傳統石油化學工業為主的LG化學現在不僅為現代起亞提供鋰電池，還為通用、福特、雷諾、沃爾沃等10余家整車生產企業提供電池供應，其電池產業正不斷發展壯大。如果此次上訴結果仍是Celgard勝訴，那么LG將中斷其在美國的電池銷售，這將給LG造成不小打擊。

我國武漢惠強新能源材料科技有限公司建設的我國第一條擁有自主知識產權的高端動力鋰電池復合隔膜生產線2014年底在武漢正式投產。業內專家表示，此舉有望進一步推進國內隔膜尤其是高端隔膜國產化的進程。武漢惠強新能源一期主要生產線全部采用國外進口設備，年生產高檔隔膜5000萬m2。項目二期將布局隔膜主業延伸實施電動助力車、可穿戴電子產品以及紙箱包裝、物流等配套產業。這扭轉了下游鋰電企業在使用高檔隔膜上“不能按照用戶需求生產”的被動。惠強公司將用三至五年時間達到年銷量額20億元以上的產業規模。

云南也于2014年建成了3000萬平方米鋰電池隔膜生產線，將緩解我國對鋰電池核心部件隔膜材料的進口依賴。云南省科技廳將昆明云天化妞米科技有限公司承擔的“高端功能材料制備關鍵技術開發及產業化示范——鋰離子電池高性能隔膜”項目列入省科技計劃啟動實施。該項目于2014年9月順利實現生產線全線貫通，公司自主設計的生產線完全達到了最初設計目標，試生產產品的各項性能指標優異。該項目單線設計產能為目前國外干法隔膜生產線的2.5至3倍，產品具備較強的品質優勢和成本競爭優勢。該產品還具有高安全性、更長的循環壽命和更好的存儲性能；與傳統干法及濕法隔膜相比，該產品可使電解液充分浸潤，保證電池在低溫下擁有高循環特性。這個項目成功地將具有自主知識產權的干法雙拉三層復合結構隔膜技術實現了產業化，產品定位在電動自行車和電動汽車等高端電池市場，可以實現電動汽車核心部件國產化，有力配合促進我國新能源電池產業的發展。

中國樂凱集團有限公司于2014年初成功研發了面向電動汽車領域的高性能鋰離子電池隔膜。樂凱依托公司過去幾十年來積累的高分子薄膜加工技術和精密涂布技術，開發了國內領先、主要性能接近國際同類產品水平的高性能鋰離子電池隔膜。該產品專有技術申請國家專利3件。

天津東皋公司年產3000萬平方米隔膜生產線2015年初正式建成投產，其產品經國內一線鋰電池大廠測試，關鍵技術指標達到世界一流水平。天津東皋公司專家團隊經連續攻關，研發出擁有完全自主知識產權的“超臨界萃取”工藝路線，并獲得15項發明專利，解決了困擾國內廠家多年的安全、成本、性能一致性三大難題。該公司瞄準新能源汽車及儲能電池的巨大潛在市場，將投資6億元進一步擴大規模增加產能，構建鋰離子動力電池隔膜制造基地。其建成達產后，預計年產能力2.5億平方米，有望躋身鋰電池隔膜產業世界前列。

2 發展趨勢

業內專家指出，目前，電池隔膜行業發展趨勢主要有兩種：一種是傾向于更加輕薄的消費類鋰電池隔膜，主要針對手機、筆記本電腦以及物聯網應用等分布式應用架構體系，提升鋰電池的容量和便攜性；另一種是傾向于使用厚膜或者多層復合隔膜的動力電池類隔膜，主要針對電動汽車、大規模儲能電站等大型動力類應用，要求能量輸出和功率特性較好，對安全性要求苛刻，能夠兼顧鋰電池的容量和安全性能。這就需要注意以下三個方面的問題：

首先是提高企業的自主創新水平，確保產品質量的穩定一致性。隔膜未來的研發重點是新能源汽車動力電池隔膜。由于鋰電池具有潛在的爆炸隱患，隔膜的安全性至關重要，因此需要重點解決隔膜的耐熱性能，生產能在充放電過程中，大面積正、負極短路后仍能保持隔膜完整性的耐高溫復合隔膜。

其次要注重隔膜專用原料的研發。我國隔膜產品與國外的差距，在很大程度上取決于原材料質量不達標。國外知名隔膜廠家很多都自己生產原料，或是同原料廠家聯合開發生產隔膜專用料，而國內市場則是“各自為政”的狀態，生產與使用斷層問題層出不窮。

最后要建造獨具特色的隔膜生產線。隔膜生產線工藝性很強，要研發自己的工藝路線，就要建成一批高效率、適合自身工藝特點的生產線，以完全滿足生產需要。