1、隔膜
国产锂电隔膜依然处于成长壮大的快车道。根据调研显示,2016年中国锂电池隔膜产量超过10.84亿平米,同比增长72.6%。2017年第一季度受新能源补贴退坡影响,短暂低迷,第一季度锂电池隔膜产量2.15亿平米,同比增长16.20%,增速有所放缓;此后随着行业回暖,2017年第二季度锂电池隔膜产量达到了3.88亿平方米,同比增速75.96%,重新回到高速增长轨道上。
参考观研天下相关发布的《2018-2023年中国锂电隔膜行业市场发展动向调查与未来发展趋势预测报告》
图:我国锂电池隔膜产量快速增长(万平方米)
隔膜是锂离子电池组件中技术含量最高的部分,若能取得隔膜材料的市场优势地位,也就能撬取锂电池市场中较大的利润份额。隔膜的制作工艺分为干法和湿法。干法制作工艺:又称熔融拉伸法,是指将聚烯烃树脂熔融、挤压、吹膜制成结晶性聚合物薄膜,经过结晶化处理、退火后,获得高结晶度的结构,并在高温下进一步拉伸,将结晶界面进行剥离,形成多孔结构以增加薄膜孔径的制备工艺。
湿法工艺:将液态烃或一些小分子物质与聚烯烃树脂混合,加热熔融后,形成均匀的混合物,然后降温进行相分离,压制得膜片,再将膜片加热至接近熔点温度,进行双向拉伸使分子链取向,最后保温一定时间,用易挥发物质洗脱残留的溶剂,可制备出相互贯通的微孔膜材料。日本旭化成、日本东燃、韩国SK等均采用此工艺。应用范围:高性能锂离子电池等。
湿法和干法各有优缺点,其中,湿法工艺薄膜孔径小而且均匀,薄膜更薄,但是投资大,工艺复杂,环境污染大;而干法工艺相对简单,附加值高,环境友好,但孔径和孔隙率难以控制,产品难以做薄。
受三元锂电快速发展带动,湿法有望成为主流。目前,动力电池主要以磷酸铁锂电池和三元电池(正极为镍钴锰(NCM))为主。其中干法隔膜在磷酸铁锂电池的使用比率仍比较高,而三元电池以经涂覆的湿法隔膜为主。随着动力电池对能量密度要求的不断提高,以三元材料为正极材料的动力电池路线开始逐渐兴起,隔膜的材料路线也开始出现倾斜。并且,随着陶瓷、PVDF等涂覆工艺的逐渐成熟,“湿法+涂覆”生产工艺使锂电池的热稳定性明显改善。在动力电池对安全性要求不断提高的趋势下,作为目前提高电池安全性最有效的解决办法,应用于三元锂电池的高端湿法涂覆隔膜需求加速提升。
2、电解液
在电解液组成中,电解质锂盐地位重要,也是成本占比最高的部分。六氟磷酸锂是目前性能最好、使用量最多的锂盐。六氟磷酸锂与溶剂(含添加剂)用量比例大约为1:7,其成本约占整个电解液生产成本的40%-70%(根据六氟磷酸锂单价的波动而存在差异)。六氟磷酸锂的技术研发水平、生产供应能力、价格水平等在很大程度上影响着锂离子电池行业的发展规模和利润水平。
相比于隔膜、正极材料,纯电解液制备的装备门槛不高。过去日韩厂商的锂电池电解液份额较高,特别是日本,但随着中国电解液厂商的成长,尤其是六氟磷酸锂技术突破并且实现国产化后,电解液产能持续向中国转移,目前中国占比52%,日本占比23%,韩国占比20%,其他合计占比仅有5%。中国电解液产能不断扩张,产量持续增加,2015年已超过全球产量的60%。
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