锂电池隔膜前景分析
锂离子电池隔膜被称之为“第三极”,隔膜对锂电池综合性能的重要作用具体体现在以下三个方面:隔离电池正负极。隔膜本身不导电,可以阻止电池内电子穿过,以防止两极接触而造成短路;允许锂离子通过。隔膜上的微孔可以允许锂离子在正负极之间传输,完成电化学充放电过程;防止高温引起的电池爆炸。电池过热时,隔膜上的微孔关闭,阻止锂离子通过,电池内阻升高至2KΩ,强制电池停止充放电进程。
近年来,随着我国新能源产业的发展以及锂电池生产技术的不断提升,我国已经成为世界上最大的锂电池生产制造基地和第二大锂离子电池生产国和出口国,与此对应,我国对锂电池隔膜的需求也日益增长。
需求总量持续快速增长
前瞻产业研究院发布的数据显示,2011年以来我国国内隔膜市场需求量保持了30%以上的市场增速,2017年的市场需求量达到15.16亿平方米。前瞻产业研究院分析认为,随着我国新能源产业的发展,未来锂电池隔膜行业仍有着较好的需求潜力,预计到2020年的市场需求量将达到27亿平方米左右。
3C数码、新能源汽车领域需求占比超90%
一方面是需求总量的持续增长,一方面下游产品需求结构也在逐步发生变化。
从2017年的主要下游市场对隔膜的需求情况可以看出,目前我国3C数码和新能源汽车领域是锂电池隔膜的主要需求领域,合计占比超过90%;储能电池居第三位,需求占比为6.6%。总体来看,我国锂电池隔膜的下游需求较为集中,下游市场发展对于锂电池隔膜产业发展影响较大。
基于上述分析,前瞻产业研究院分析认为,随着我国新能源汽车产业的不断发展,未来在该领域隔膜的需求比重将超过3C数码领域的需求,结合新能源汽车、3C数码产业发展预测,以及锂电池隔膜未来总体预测,预计2020年新能源汽车领域的隔膜需求占比将超过50%,成为隔膜第一大需求领域;而储能领域目前发展方兴未艾,预计未来几年将保持快速增长,到2020年其对隔膜的需求占比将从目前的6.6%增长至11%。
涂覆膜占比逐步上升
根据产品要求,隔膜可以进行单面涂覆或者双面涂覆,厚度通常在1-2um。经过涂覆后的隔膜不仅在热收缩率上有改善,还可以提高拉伸强度和吸液率,同时降低孔隙率和透气速率。隔膜更高的拉伸强度可以改善电芯制作可控性,更低的热收缩率可以使电池在高温下更安全,孔隙率相对变小可以减少电芯的短路率,吸液率提高有助于增加电池的能量密度。
基于上述优点,近年来市场上对于锂电池隔膜的需求中,涂覆膜的占比不断提升,2017年海外主要电池企业对于涂覆膜的需求比重接近50%,相比之下,国内主要电池企业对于涂覆隔膜的需求占比还停留在20%左右。总体来看,对比国际领先电池企业,未来我国涂覆隔膜需求发展空间还较大。
锂电池隔膜干法和湿法区别
锂电池湿法隔膜和干法隔膜的区别对比。隔膜是锂电池制备的核心,锂电池隔膜一般按照工艺,分为干法工艺和湿法工艺,由此,隔膜产品也分为干法隔膜和湿法隔膜两类。锂离子电池隔膜需要具备的诸多特性,对其生产工艺提出了特殊的要求,而生产工艺包括原材料配方和快速配方调整、微孔制备技术、成套设备自主设计等工艺。
锂电池湿法隔膜和干法隔膜的区别对比
a、干法由于工序简单,固定资产投入比湿法小;但是加工工艺干法的温度等指标控制难,湿法的工艺更简单;
b、干法可以做三层膜,湿法只能做单层膜;(三层膜的优势在于热关闭温度是135度,但是热稳定温度为160度,可以防止热惯性,有25度的空间,更安全)
c、干法和湿法除了加工工艺不同,使用的原料也不同。干法使用的原料是流动性好、分子量低的,所以高温只能达到135度,遇热会收缩,安全性不适合做大功率、高容量电池;湿法使用不流动、分子量高的原料,热关闭温度可以达到180度,能保证大功率锂电池的安全性;
d、在生产一般的锂电池方面,干法具有优势,成本低、污染小、孔更均匀;大功率电池方面湿法有优势,主要是安全性和热收缩性小。
锂电池湿法隔膜及干法隔膜的优点
锂电池湿法隔膜轻薄、不易撕裂,但PE熔点为135℃,安全性低于干法隔膜,加之原材料及生产流程不同,综合成本高于干法隔膜;干法隔膜产品熔点高,耐热性、耐高压性及抗氧化性更好,但相对于湿法隔膜较厚,且容易纵向撕裂,对电池企业工艺要求较高。
隔膜是锂电池材料中技术壁垒最高的环节,其性能的优劣对锂电池的轻量化和安全性至关重要。湿法隔膜比干法隔膜在力学性能、透气性能和理化性能方面均具有一定优势,涂覆后可以大幅提升湿法隔膜的热稳定性,总体来说湿法涂覆隔膜具有明显的性能优势。高端消费电池大多使用湿法隔膜,随着动力电池对能量密度要求的提升,尤其是三元电池的广泛应用,湿法隔膜在动力电池的渗透率也将逐步提升。
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