4鋰電池行業(yè)分析報告(編輯修改稿)
2025-09-06 20:03 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 優(yōu)先發(fā)展的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化重點(diǎn)領(lǐng)域指南》，同時屬于 “ 國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（ 20242024年） ” 中所列的前沿技術(shù)第（ 11）項(xiàng)：高效能源材料技術(shù)中的高效二次電池材料及關(guān)鍵技術(shù)專題。 “ 十一五 ” 期間，中央政府將在鋰離子電池研制方面投資6000萬元，同時要求承擔(dān)項(xiàng)目的公司按照 10倍比例投入配套資金，這樣總的投資將達(dá)到 6億元。 2024年度國家 “863” 計劃將“ 低成本鋰離子電池隔膜關(guān)鍵技術(shù)研究 ” 列為重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)化導(dǎo)向項(xiàng)目。近期，國家工信部接連出臺的《新材料產(chǎn)業(yè)十二五規(guī)劃》和《電子信息產(chǎn)業(yè)十二五規(guī)劃》均將鋰電池隔膜作為重點(diǎn)支持發(fā)展的新興產(chǎn)業(yè)給予支持。媒體透露，《通用鋰離子電池聚烯烴隔膜》國家標(biāo)準(zhǔn)正在進(jìn)行數(shù)據(jù)驗(yàn)證與標(biāo)準(zhǔn)修訂工作，并有望于 2024年發(fā)布。 3 今年 3 月 31 日，中共中央政治局常委、國務(wù)院副總理張高麗一行調(diào)研了滄州明珠新能源工業(yè)園區(qū)。這次的調(diào)研行動，充 第 11 頁 共 24 頁 分說明了我國政府對于新能源建設(shè)的高度重視。有業(yè)內(nèi)分析指出，未來幾年，中國 新能源汽車行業(yè)及其上下游產(chǎn)業(yè)鏈將會持續(xù)從政策的支持中受益。 二、隔膜生產(chǎn)工藝現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 目前市場上主流的鋰電池隔膜生產(chǎn)工藝包括兩種，即干法（熔融拉伸工藝）和濕法（熱致相分離工藝），干法工藝又可細(xì)分為干法單向拉伸工藝和干法雙向拉伸工藝。兩種方法都包括至少一個取向步驟使薄膜產(chǎn)生空隙并提高拉升強(qiáng)度。 干法制備工藝原理 干法的制備原理是先將高聚物原料熔融，之后高聚物熔體擠出時在拉伸應(yīng)力下結(jié)晶，形成垂直于擠出方向而又平行排列的片晶結(jié)構(gòu)，并經(jīng)過 熱處理得到硬彈性材料。具有硬彈性的聚合物膜經(jīng)過拉伸環(huán)節(jié)之后發(fā)生片晶之間的分離而形成狹縫狀微孔，再經(jīng)過熱定型制得微孔膜。該工藝對過程精密控制要求高，尤其是拉伸溫度高于聚合物的玻璃化溫度而低于聚合物的結(jié)晶溫度，孔隙率也控制較難把握。目前主要包括干法單向拉伸和雙向拉伸工藝。 干法單向拉伸工藝 —— 源自美國 celgard公司 從技術(shù)源頭來看，干法單向拉伸工藝源自美國 celgard 公司，該方法主要是在在熔融擠出成膜后經(jīng)退火結(jié)晶處理形成半結(jié)晶pp/pe/pp，單向拉伸出微裂紋，孔隙率在 30~40%。該 工藝經(jīng)過 第 12 頁 共 24 頁 幾十年的發(fā)展在美國、日本已經(jīng)非常成熟，美國 celgard 公司擁有干法單向拉伸工藝的一系列專利，日本 ube 公司則通過購買celgard的相關(guān)專利使用權(quán)進(jìn)行生產(chǎn)。采用干法單向拉伸方法生產(chǎn)的隔膜具有扁長的微孔結(jié)構(gòu)。從性能上看，沒有橫向拉伸步驟有利有弊：由于只進(jìn)行單向拉伸，隔膜的橫向強(qiáng)度比較差，但正是由于沒有進(jìn)行橫向拉伸，橫向幾乎沒有熱收縮。 干法雙向拉伸工藝 —— 源自中科院化學(xué)所，美國 celgard集大成 干法雙向拉伸技術(shù)源自中科院化學(xué)所，后又得到國家 863計劃的支持。該技術(shù)通過在聚丙烯 中加入具有成核作用的 β 晶型改進(jìn)劑，利用聚丙烯不同相態(tài)間密 4度的差異，在拉伸過程中發(fā)生晶型轉(zhuǎn)變形成微孔，用于生產(chǎn)單層 pp 膜。盡管中科院化學(xué)所擁有專利技術(shù)，但是其集大成者卻是美國的 celgard 公司。 2024 年，化學(xué)所將其在美國、英國和日本申請的干法雙向拉伸專利權(quán)轉(zhuǎn)讓給美國 celgard 公司。國內(nèi)的新鄉(xiāng)格瑞恩公司以及新時科技的技術(shù)就來自于中科院化學(xué)所，采用的是干法 “ 雙向拉伸 ” 技術(shù)生產(chǎn)單層 pp 膜。從理論上分析，干法雙向拉伸工藝生產(chǎn)的隔膜經(jīng)過雙向拉伸，在縱向拉伸強(qiáng)度相差不大的情況下，橫向拉伸強(qiáng)度要明顯高 于干法的單向拉伸工藝生產(chǎn)的隔膜。 濕法工藝 —— 目前在日韓廠商中占據(jù)主流 第 13 頁 共 24 頁 和干法相比，濕法需要有機(jī)溶劑，其基本過程是指在高溫下將聚合物溶于高沸點(diǎn)、低揮發(fā)性的溶劑中形成均相液，然后降溫冷卻，導(dǎo)致溶液產(chǎn)生液－固相分離或液－液相分離，再選用揮發(fā)性試劑將高沸點(diǎn)溶劑萃取出來，經(jīng)過干燥獲得一定結(jié)構(gòu)形狀的高分子微孔膜。在隔膜用微孔膜制造過程中，可以在溶劑萃取前進(jìn)行單向或雙向拉伸，萃取后進(jìn)行定型處理并收卷成膜，也可以在萃取后進(jìn)行拉伸。 和干法相比，濕法的制膜過程相對容易調(diào)控，可以較好地控制孔徑、 孔徑分布和孔隙率，且機(jī)械性能良好，可以滿足動力電池的大電流充放的要求。但制備過程中需要大量的溶劑，容易造成環(huán)境污染，而且工藝相對復(fù)雜，采用的聚乙烯基材熔點(diǎn)也比較低只有 140℃ ，所以熱穩(wěn)定性較差。目前日韓廠商采用濕法工藝的公司較多，主要有日本旭化成、東麗、三菱化學(xué)、韓國 sk 化學(xué)和美國 entek等。 隔膜厚度發(fā)展趨勢 —— 消費(fèi)類鋰離子電池追求更薄，動力電池傾向于厚膜。對于手機(jī)、筆記本電腦、電子相框等消耗型鋰離子電池， 25μm 的隔膜逐漸成為標(biāo)準(zhǔn)。然而，由于人們對便攜式產(chǎn)品的使用 的日益增長，更薄的隔膜，例如 20μm 、 18μm 、 16μm 、甚至更薄的隔膜開始大范圍的應(yīng)用。對于動力電池來說，由于裝配過程的機(jī)械要求，往往需要更厚的隔膜，同時厚一些的隔膜往 第 14 頁 共 24 頁 往同時意味著更好的安全性。總體來講隔膜的厚度直接影響電池的安全性、容量和內(nèi)阻等指標(biāo)，目前常用的隔膜厚度一般為16~40um。 凝膠聚合物鋰離子電池的復(fù)合隔膜可能成為未來隔膜的發(fā)展趨勢。為了消除液態(tài)鋰離子電池潛在的爆炸隱患，近年使電解液與具有離子傳輸性 5能的聚電解質(zhì)充分浸潤形成凝膠的全固態(tài)凝膠聚合物鋰離子電池開始出現(xiàn)。全 固態(tài)鋰聚合物電池采用凝膠聚電解質(zhì)，要求隔膜具有良好的吸液性能，出現(xiàn)了以偏氟乙烯與六氟丙烯共聚物（ pvdfhfp）為主要材料，通過溶劑涂膜、靜電紡絲或拉伸方法制備凝膠聚合物隔膜的研究和報道。同時以聚烯烴隔膜材料為基體，涂覆 pvdf、 peo 等材料，適應(yīng)于凝膠聚合物鋰離子電池復(fù)合隔膜的研究也有大量報道。全固態(tài)凝膠聚合物鋰離子電池指明了未來鋰離子電池的發(fā)展方向，對于國內(nèi)隔膜生產(chǎn)企業(yè)來說，開發(fā)能夠滿足全固態(tài)鋰離子聚合物電池使用的隔膜將是大勢所趨。 三、鋰離子電池隔膜行業(yè)狀況 膜行業(yè)狀況 全球隔膜產(chǎn)業(yè)呈穩(wěn)步高速增長 全球范圍內(nèi)來看，隨著鋰離子電池應(yīng)用范圍的逐步擴(kuò)張，下游鋰離子電池產(chǎn)業(yè)規(guī)模保持了快速的增長趨勢，從而帶動整個隔膜產(chǎn)業(yè)的高速增長。 2024
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