锂电池隔膜行业发展动态

刘春娜

锂电池隔膜行业发展动态

刘春娜

在锂电池的结构中，电池隔膜是关键的内层组件之一，也是技术壁垒最高的一种高附加值材料，约占锂电池成本的20%～30%。在新能源车等市场需求的推动下，全球锂电池隔膜市场快速增长。据预计到2015年锂电隔膜需求年均复合增长率达到25%，市场规模将达13.08亿平方米。隔膜的好坏决定了电池的界面结构、内阻等，直接影响电池容量、循环以及安全性能等特性，性能优异的隔膜对提高电池的综合性能具有重要的作用。虽然我国锂离子电池原材料已基本实现国产化，但国内隔膜市场超过80%的份额被国外品牌所占据，高端隔膜产品只能依赖进口，制作隔膜的关键技术被日本和欧美垄断。其中美国Celgard公司在全球锂电池隔膜的占有率约为55%，在三元体系的电动车隔膜占有率约为85%。这意味着，该公司已经基本主宰了全球锂电池隔膜供货。尽管国内锂电池隔膜产能增长迅速，但高端隔膜技术尚待突破，隔膜材料仍是我国锂电池产业的短板，采用创新技术推动高端隔膜国产化，促进隔膜材料替代进口，已成为中国锂离子电池产业乃至下游新能源汽车产业和储能产业发展的当务之急。

2015年初，国家及地方政府连续发布大量加快新能源汽车发展的相关政策，不仅提高了汽车市场的活跃度，也使锂电池备受关注，而隔膜作为锂电池产业链技术门槛最高的环节，其近期发展态势尤其值得关注。

1 行业动态

2015年初，总部位于美国北卡罗莱纳州的化工企业Polypore International Inc.(PPO)宣布，已经同意了日本综合性化学公司旭化成株式会社的收购要约，该要约对旭化成的整体估值为32亿美元。作为该交易的一个关联交易，在旭化成收购Polypore之前，美国明尼苏达矿务及制造业公司3M公司将以大约10亿美元的价格收购Polypore剥离出来的媒体业务部门。旭化成公司将获得本次资产出售所得的现金价款。协议明确指出，Polypore的出售以及其媒体部门的出售需要在两个交易的条件同时得到满足后关闭，并且这两个交易的关闭都需建立在另一个交易的基础上。该交易已经得到了旭化成株式会社、3M公司和Polypore公司董事会的批准。根据与旭化成公司达成的交易协议，该公司的一家美国附属子公司将以每股60.50美元的现金收购Polypore的所有流通普通股。旭化成公司收购Polypore的交易将在3M公司收购Polypore旗下媒体业务的交易完成后立即触发。根据交易协议，旭化成收购Polypore公司能源存储业务的交易净总额大约为22亿美元。

在此之前，日本松下公司为了研发新一代锂电池2014年底前已与Polypore达成了业务合作。此举旨在加强需求高涨的电动汽车电池业务。松下旗下的“汽车工业系统公司”将向美国特斯拉汽车公司扩大锂电池供应量。在印度等电力状况较差的新兴市场国家，松下也在积极推销可作为手机基站备用电源的锂电池。Polypore在欧美、中国、日本等地设有生产基地。

日本住友化学公司2014年初宣布，为了满足特斯拉旗下Model S销量扩大的强劲需求，该公司将在日本工厂扩产用于生产锂离子电池的耐热隔膜材料。其计划在2015年春季之前将大江工厂(日本爱媛县)的产能增至2014年初的2.3倍。特斯拉旗下Model S电动车目前在北美、欧洲与亚洲的销量都在快速攀升。Model S采用了由松下公司供应的锂离子电池，住友化学则为松下提供用于生产锂离子电池的耐热隔膜。住友化学的锂离子电池隔膜是在聚烯烃树脂薄膜上涂敷芳纶及陶瓷，提高了耐热性。隔膜耐热性提高后，便可加大电池容量，从而延长EV的续航距离。为了满足这一材料的旺盛需求，住友化学为此向日本爱媛县工厂投入50亿日元。在全球耐热隔膜市场上，住友化学的业务规模大约排名第五，其竞争对手包括日本旭化成、东丽工业以及美国的Celgard公司。除了Model S之外，住友化学的耐热隔膜未来也有望在其它电动车型中得到采用。

日本帝人公司在2014年底，为满足其自主开发的新型锂电池隔膜“LIELSORT”不断增长的需求，在韩国的生产公司新增的第二条生产线正式投产。帝人通过在聚乙烯基材上，分别利用具有优良耐热性的间位芳纶“Teijinconex”，以及具有优异粘合性和耐氧化性的氟基化合物，进行表面涂层加工处理，开发出两种新型的锂电池用隔膜。这两种隔膜以“LIELSORT”品牌开展业务。“LIELSORT”已被全球多个顶级智能手机品牌和平板电脑品牌采用，业务发展迅速。帝人将通过此次新增的生产线使产能加倍，以满足今后进一步增长的市场需求。帝人还着眼于提高锂电池安全性能的需求，正在开发提高耐热性能和粘合性能的新型“LIELSORT”，新增的生产线将促进对这一开发的评估。“LIELSORT”采用了帝人多年积累的高分子化学技术，实现了世界首创的两面同时涂装，并且速度相当于原来5倍以上，可以进行更高效的生产。

韩国LG化学与美国电池隔膜制造商Celgard则就电池专利展开鏖战。美国北卡罗来纳州西部联邦地方法院于2014年7月做出判决，同意了Celgard针对LG化学的锂电池禁售假处分申请。LG将通过向联邦上诉法院上诉来推翻此次判决。Celgard在2014年1月以LG化学侵犯其充电电池隔膜专利为由，对LG化学和LG化学美国法人提起了诉讼，要求法院在诉讼过程中，禁止LG在美销售有关电池，并于2014年3月向法院递交了假处分申请。时隔4个月，法院做出判决，同意该了申请。另一方面，LG化学也当即于隔天向法院递交了终止假处分的申请，法院也于23日受理了该申请。同时，LG还向北卡罗来纳州西部联邦地方法院提出上诉，要求其重审判决结果。由于提出上诉，在上诉判决结果出来之前，LG将不受影响在美继续保持正常的销售状态。LG化学表示：“电池生产中所使用的技术均为LG独有，与Celgard专利技术完全无关。”Celgard自2005年起，开始为LG供应隔膜薄膜基材，LG处于提高产业竞争力和稳定性的考虑，想要变更该产品的供应商。与Celgard间的合作量也逐年降低，2013年7月双方的合作就已经基本处于停滞状态。为了使自身在与Celgard的重新合作中处于优势地位，LG化学在此次诉讼中也使用了压迫战术。以传统石油化学工业为主的LG化学现在不仅为现代起亚提供锂电池，还为通用、福特、雷诺、沃尔沃等10余家整车生产企业提供电池供应，其电池产业正不断发展壮大。如果此次上诉结果仍是Celgard胜诉，那么LG将中断其在美国的电池销售，这将给LG造成不小打击。

我国武汉惠强新能源材料科技有限公司建设的我国第一条拥有自主知识产权的高端动力锂电池复合隔膜生产线2014年底在武汉正式投产。业内专家表示，此举有望进一步推进国内隔膜尤其是高端隔膜国产化的进程。武汉惠强新能源一期主要生产线全部采用国外进口设备，年生产高档隔膜5000万m2。项目二期将布局隔膜主业延伸实施电动助力车、可穿戴电子产品以及纸箱包装、物流等配套产业。这扭转了下游锂电企业在使用高档隔膜上“不能按照用户需求生产”的被动。惠强公司将用三至五年时间达到年销量额20亿元以上的产业规模。

云南也于2014年建成了3000万平方米锂电池隔膜生产线，将缓解我国对锂电池核心部件隔膜材料的进口依赖。云南省科技厅将昆明云天化妞米科技有限公司承担的“高端功能材料制备关键技术开发及产业化示范——锂离子电池高性能隔膜”项目列入省科技计划启动实施。该项目于2014年9月顺利实现生产线全线贯通，公司自主设计的生产线完全达到了最初设计目标，试生产产品的各项性能指标优异。该项目单线设计产能为目前国外干法隔膜生产线的2.5至3倍，产品具备较强的品质优势和成本竞争优势。该产品还具有高安全性、更长的循环寿命和更好的存储性能；与传统干法及湿法隔膜相比，该产品可使电解液充分浸润，保证电池在低温下拥有高循环特性。这个项目成功地将具有自主知识产权的干法双拉三层复合结构隔膜技术实现了产业化，产品定位在电动自行车和电动汽车等高端电池市场，可以实现电动汽车核心部件国产化，有力配合促进我国新能源电池产业的发展。

中国乐凯集团有限公司于2014年初成功研发了面向电动汽车领域的高性能锂离子电池隔膜。乐凯依托公司过去几十年来积累的高分子薄膜加工技术和精密涂布技术，开发了国内领先、主要性能接近国际同类产品水平的高性能锂离子电池隔膜。该产品专有技术申请国家专利3件。

天津东皋公司年产3000万平方米隔膜生产线2015年初正式建成投产，其产品经国内一线锂电池大厂测试，关键技术指标达到世界一流水平。天津东皋公司专家团队经连续攻关，研发出拥有完全自主知识产权的“超临界萃取”工艺路线，并获得15项发明专利，解决了困扰国内厂家多年的安全、成本、性能一致性三大难题。该公司瞄准新能源汽车及储能电池的巨大潜在市场，将投资6亿元进一步扩大规模增加产能，构建锂离子动力电池隔膜制造基地。其建成达产后，预计年产能力2.5亿平方米，有望跻身锂电池隔膜产业世界前列。

2 发展趋势

业内专家指出，目前，电池隔膜行业发展趋势主要有两种：一种是倾向于更加轻薄的消费类锂电池隔膜，主要针对手机、笔记本电脑以及物联网应用等分布式应用架构体系，提升锂电池的容量和便携性；另一种是倾向于使用厚膜或者多层复合隔膜的动力电池类隔膜，主要针对电动汽车、大规模储能电站等大型动力类应用，要求能量输出和功率特性较好，对安全性要求苛刻，能够兼顾锂电池的容量和安全性能。这就需要注意以下三个方面的问题：

首先是提高企业的自主创新水平，确保产品质量的稳定一致性。隔膜未来的研发重点是新能源汽车动力电池隔膜。由于锂电池具有潜在的爆炸隐患，隔膜的安全性至关重要，因此需要重点解决隔膜的耐热性能，生产能在充放电过程中，大面积正、负极短路后仍能保持隔膜完整性的耐高温复合隔膜。

其次要注重隔膜专用原料的研发。我国隔膜产品与国外的差距，在很大程度上取决于原材料质量不达标。国外知名隔膜厂家很多都自己生产原料，或是同原料厂家联合开发生产隔膜专用料，而国内市场则是“各自为政”的状态，生产与使用断层问题层出不穷。

最后要建造独具特色的隔膜生产线。隔膜生产线工艺性很强，要研发自己的工艺路线，就要建成一批高效率、适合自身工艺特点的生产线，以完全满足生产需要。