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文档简介

动力锂电池投资情况及成本分析近日,国际油价又回到了100美元/桶以上,随着油价稀缺性的凸显,以后油价进一步走高的可能性特不大;同时燃油汽车排放的尾气对环境造成巨大的污染。因此,我国进展替代燃油汽车迫在眉睫,工信部部长苗圩在今年两会期间同意采访时明确表示,“今年工信部的重点工作是推动节能和新能源汽车以及自主品牌汽车的进展。”锂离子动力电池被各界人士给予替代汽油的厚望,在这种背景下神州大地掀起了投资锂离子动力电池的热潮。政策方向渐明电动汽车或迎大进展2月24日,工信部公布《2012年度党政机关公务用车选用车型目录》征求意见稿,其中最引人注目,是有5款新能源汽车入选,分不是比亚迪汽车有限公司的F3DM双模电动车、安徽江淮汽车股份有限公司的同悦纯电动车、奇瑞汽车股份有限公司的瑞麒M1EV电动轿车、重庆长安汽车股份有限公司的奔奔Love电动车、湖南江南汽车制造有限公司的E300电动车。5款新能源车型中有4款为纯电动汽车,成为本次“目录的一大亮点”。3月3日,“两会”开幕当天,科技日报刊登科技部授权公布的《电动汽车科技进展“十二五”专项规划(摘要)》,在文件明确指出,“从培育战略性新兴产业角度看,进展电气化程度比较高的‘纯电驱动’电动汽车是我国新能源汽车技术的进展方向和重中之重。”3月5日,温家宝总理在政府工作报告中,有3次几乎以相同的语言反复强调,要“大力培育”、“大力进展”新能源汽车。对比去年5月底,温家宝总理在中国科协第八次全国代表大会上的问题——中国新能源汽车进展方向和最终目标,最高领导层有了清晰的答案。上述一系列政策态度和动向表明,业界围绕纯电动汽车和混合动力汽车的争论,在政策导向上有了一个明确的结果,即我国政府更加倾向于进展纯电动汽车。据高工锂电产业研究所数据整理显示,2011年全球共销售了60万辆新能源汽车,要紧以混合动力汽车为主,其中日本的销售高达33万辆,美国达到19万辆;随着日本政府重新恢复了对节能环保汽车的补助和减税制度,新能源汽车在日本市场占有率将达到10%,50万辆以上。中国本土方面,2011年国内生产的新能源汽车只有8368辆,其中纯电动汽车为5655辆、混合动力2713辆;销售新能源汽车8159辆,其中纯电动汽车5579辆、混合动力2580辆。尽管新能源汽车产销情况不及市场预期,然而随着扶持政策明朗化,技术进步,电动汽车或将迎来大进展时期。高工锂电产业研究所可能,2015年全球混合动力汽车的市场规模为265万台,其中北美市场占据52.83%的市场份额,中国市场占1.89%的市场份额(如图1所示);全球纯电动汽车的市场规模为30万台,中国市场占有率为43.33%,其次是北美市场占有率为21.67%(如图2所示)。高工锂电产业研究所认为,实现上述电动汽车预期产量的必要条件是动力电池的安全、使用性能、寿命和成本得到专门大的改善。我国政府在《节能与新能源汽车产业进展规划》(2011-2020)中,明确了动力电池的能量密度、成本和寿命三个关键指标的目标值(如表1所示),然而安全参数并没有给出目标值。这给外界传递的信息是政府在政策导向上更加偏重于经济效益,因此地点政府在招商引资的时候只强调经济问题,而忽视锂离子动力电池安全的核心问题。这种政策导向的结果确实是各地企业在技术不成熟,项目资金不到位的情况下,纷纷上马锂离子电池项目造成的。动力锂离子电池整体投资情况分析高工锂电产业研究所统计显示,2010年1月份至2012年2月份,各省锂离子电池及相关材料的规划项目271个,可能投资金额1414亿元。10(含)亿元以上的项目个数为42个,5(含)至10亿元的项目个数为25个,1(含)至5亿元的项目个数为98个,小于1亿元的项目个数为106个(如图3所示)。1亿元以上投资额占比为61%,这反映锂离子电池产业链进入的资金门槛比较高。投资区域分布方面,华东地区以551亿元的规划投资额高居榜首,其次是华中地区305亿元,第三位是西南地区230亿元(如图4所示)。华东地区的山东润峰集团5亿安时、电动汽车15万辆项目投资金额100亿元,金明新能源动力12.5亿安时锂离子动力电池项目投资金额50亿元;华中地区的河南华西科技集团新能源股份有限公司7亿安时锂离子动力电池项目投资金额20亿元,中航锂电(洛阳)有限公司6.84亿安时锂离子动力电池项目投资金额17亿元。区域投资金额排名前列要紧是靠动力锂离子电池大项目拉动.

高工锂电产业研究所可能数据显示,全国各省公布的锂离子动力电池总产能规划达到200亿安时,一般情况下,项目分三期建设,产能建设比例为2:3:5,意味着2013年的产能约40亿安时,2015年的产能约100亿安时,2017年200亿安时。依照高工锂电产业研究所可能,2017年全球锂离子动力电池的市场需求为81亿安时,年复合增长率为31%(如图6所示)。尽管规划产能中不一定实现100%投产,即使只有50%的产率,产能和需求两组数据仍然对比悬殊,讲明我国整体上现有规划产能的情况差不多严峻过剩,以后不排除新增规划产能,届时不可幸免陷入企业间恶性竞争之中。依照企业公布的规划投资金额与产能的比显示,各个企业间的单位投资成本差异比较大。最低的只需0.44元/安时,最高的8.53元/安时;其中5元(含)/安时以上的企业9家,3(含)~5元/安时的企业11家,1(含)~3元/安时的企业13家,1元/安时以下的企业10家(如图7所示)。而一般锂离子电池的投资单位成本为2.5~4元/安时。锂离子动力电池作为新兴产业,各企业对建厂所需资金投入数量并无十分把握,往往只是一个初步可能值;假如预期值远比实际值小,那么关于企业而言无疑是灾难性得。因此,高工锂电产业研究所在锂离子动力电池的投资成本构成方面做一个详细的分析,以供同业人员参考。投资成本构成分析建设一个锂动力电池厂的资金投入包括土建、设备及安装、流淌资金和其它费用。高工锂电产业研究所分析结论表明,1亿安时的生产线依照地域、设备和原料的不同,特不是设备进口与自动化程度决定了资金投入;采纳国产半自动化设备至少需要约2.70亿元,进口全自动设备则需要8.06亿元(表3)。国土资源部制定的《全国工业用地最低价标准》依照地理位置将最低出让价格从60元/平米至840元/平米分/亩,那么1亩地最低价格为19.2万元。高工锂电产业研究所对31家拟建厂房分析结果表明,1亿安时产能大部分项目需要30~60亩地,购地成本需要576~1152万元。建筑工程费用包括钢构、装饰、水电、消防、通风等,一平米造价1000~1500元;按单层建筑算,建筑工程费用为2000~6000万元。综上分析,1亿锂动力电池的土建成本为2576~7152万元。一条自动化生产线的产能为2500万安时/年,假如全部采纳进口设备一条生产线包含安装费用的价格为15638万元,1亿安时/年的产能则需要62552万元的设备投入,假如采纳半自动化的国产设备,则设备造价降低60%~70%,只需18765~25020万元。流淌资金方面,要紧包含两个方面,一个是原料的储备和工人的酬劳。依照高工锂电产业研究所的调查结果表明生产1亿安时的锂离子动力电池满足1个月生产的存货需要4138~6840万元的原材料储备(表5)。而在人工方面,一般1亿安时自动化生产线需要200个人,而半自动化生产线则需要500个人左右,一个工人的平均成本为2000元/月。流淌资金至少需要4238~6880万元。其他费用,要紧包括税费、差旅费及其它各项开支,一般而言占总投资的5%,即1346~4031万元。目前锂离子动力电池的销售价格是8~20元/安时,1亿安时的产能投产率80%,年销售收入为6.4~16亿元,按15%~20%的销售净利率计算,年净利润为0.96~3.2亿元,投资收益率为37%,投资回收期5.1年(含18个月建设期)。技术是进展动力锂离子电池的最大障碍锂离子动力电池尽管预期经济收益较好同时技术方面差不多能实现生产,然而电池的标准、安全性、便利性和经济性依旧面临着巨大的挑战。要实现锂离子动力电池产业化,必须在这些问题上有所突破,特不是材料的稳定性和低成本、材料及电池生产设备的改进、爱护电路板及充电设备以及专利的问题方面。从实际情况看,部分锂离子动力电池企业差不多投产,由于技术不成熟,产品稳定性不佳,导致销售情况不理想。因此这种困难是临时的,企业也不可能等万事俱备再投资;但高工锂电产业研究所认为,假如企业家忽视了锂离子电池技术密集型的特征,技术储备不充分,企业后续营运将会十分困难。

上半年锂电池市场冷热不均2011年是我国锂离子电池产业进展的重要转折年。智能手机、平板电脑对电池提出了体积更小、质量更轻、容量更高、使用更安全的要求;纯电动汽车日产聆风全球累计销量超过3万辆;张北国家风光储输储能电池项目进入使用时期……尽管转型之路并不平坦,但这是中国锂离子电池行业由小变大,由弱变强的必由之路。

2011年中国锂离子电池行业完成产量为29.66亿只,同比增长18.22%;总产值565亿元,其中内资企业仅占51%,港澳台占21%,外资占28%。中国内资企业锂离子电池产量占全球总量超过25%,可产值却低于20%,在高端领域鲜见国产电池。

小米手机创始人雷军曾表示,假如采纳一流的电池供应商的电池,那会贵得一塌糊涂,不是国产的不行,而是日本、韩国在技术上的领先依旧特不明显。由此可见,中国锂离子电池产业转型之路还任重而道远。

产量增长34.64%

2012年1-6月,中国锂离子电池产量达17.84亿只,同比增长34.64%。其中,6月份的产量为3.92亿只,同比增长50.06%,创近年来月度产量新高(图1)。

锂离子电池传统的两大终端需求--笔记本电脑和移动通信手机产量增长平缓。上半年手机产量为5.27亿部,同比增长5.17%(图2);笔记本电脑产量为1.11亿台,同比增长4.3%(图3)。

锂离子电池产量大幅增长的要紧动力来源于下游产品需求结构的变化。

智能手机产量大幅增长。

据统计,2011年1-6月份中国智能手机产量为1亿部,2012年上半年增长至1.6亿部,同比增长60%。其中,2011年华为生产了约5500万部手机,其中包括2000万部智能手机;2012年华为打算生产手机超过1亿部,其中包括6000万部智能手机。

传统手机一般只需要1AH左右的锂离子电池容量,智能手机则需要2Ah,智能手机大幅增加了锂离子电池的需求。

2、平板电脑需求旺盛。

在苹果IPAD巨大成功效应的示范下,联想、华为、海信、神舟、纽曼等国产厂商纷纷加入平板电脑市场争夺战。

高工锂电产业研究所统计,上半年全国平板电脑的需求量达到2000万台,同比增长超过100%。一台屏幕7英寸的平板电脑需要两个4AH的锂离子电池,意味着平板电脑对锂离子电池增长推动量超过5%。

区域格局变化明显

据统计,2012年上半年广东省完成6.56亿只锂离子电池产量,占37%;江苏省3.16亿只,占18%;福建省2.71亿只,占15%;天津市2.5亿只,占14%;上海市0.75亿只,占4.23%,这五个省份位居我国锂离子电池产量前五名(图4)。

对比2011年上半年产量前五名的省份,广东省锂离子电池产量占全国47%,天津市15%,江苏省12.5%,福建省7.5%,上海市4%。对比以上两组数据,尽管前五名的省份没有发生变化,然而名次和占有率发生了明显变化。

引起锂离子电池生产区域格局变化的要紧缘故:

1、要紧为苹果、亚马逊、联想等电子产品提供配套电池的东莞新能源科技有限公司(ATL)逐步将生产线移至福建宁德,特不是在6月份宁德线进入正常生产轨道,导致福建省锂离子电池产量大增,而广东市场份额有所萎缩。

2、松下、索尼这两个国际锂离子电池生产巨头均在江苏省设有生产基地,在日元坚挺、本土能源紧张、中日两国锂离子电池制造工艺成熟度差距逐渐缩小的大背景下,纷纷扩大在中国的锂离子电池产能,这直接导致江苏省占有率提升5.5%。

3、在智能手机的冲击下,山寨手机的市场占有率每况愈下,而广东一带有专门大一部分电芯厂是给山寨手机供货,因此受冲击最大;长三角、环渤海地区的电芯厂要紧以动力电池为主,受到冲击较小。软包锂离子电池

锂离子电池依照形状分类,有圆柱形、方形(钢壳、铝壳)、软包(又称聚合物锂离子电池)三大类型。高工锂电产业研究所统计,2010年圆柱、方形、软包的市场占有率分不为35%、45%和20%;然而2012年上半年的三者的占有率变为40%、30%和30%。

在近两年时刻里,软包锂离子电池的产量增长近1倍,其性能优势要紧表现在:1、安全性能好,出现短路等问题时只发生鼓涨;2、厚度小,采取叠片的形式,空间利用率更高,能做得更薄;3、重量轻,采纳铝箔包装,比钢壳、铝壳轻40%;4、容量大,空间利用率高,可减少非活性物质用量;5、外形可定制,可为配套产品量身订做,以充分利用电池外壳空间,提升电池容量等。

凭借软包锂离子电池众多的性能优势,其在智能手机、平板电脑、电动自行车等新兴的应用市场快速获得下游厂商和终端消费者的一致认同。

国内专注于软包锂离子电池生产龙头企业东莞新能源科技有限公司2009年、2010年及2011年的销售收入分不为16亿元、25亿元和53亿元,年复合增长率达到82%。哈尔滨光宇科技集团(01043.HK)公开资料显示,2010年软包锂离子电池收入1.14亿元,2011年2.5亿元,2012年收入将达到4.5亿元。这两家公司聚合物锂离子电池销售收入大幅增长,正反应了聚合物锂离子电池的高速进展。

方形电池由于要紧是给山寨手机供货,受到智能手机的冲击,市场有所萎缩;从方形电池龙头企业深圳比克看,2012年第二季度营业收入3278万美元(约合2.07亿人民币),同比下滑29.82%;另一方形电池传统制造商深圳银思奇在市场变化与企业内部治理的互相作用下,轰然倒下。

圆柱电池标准化程度高,应用领域广,进展情况比较平稳。

新能源汽车市场

从2012年1-6月份下游需求情况看,我国锂离子电池仍然是以手机电池、消费类电子产品电池、笔记本电脑电池为主,需求量占锂离子电池总需求量80%;而曾经被政府、投资者、科研人员寄予厚望的新能源汽车需求量仅占2%,电动自行车占2%,电动工具占3%,矿灯、玩具等其他需求占13%(图6)。

图6:我国锂离子电池终端需求情况(%)上半年国务院及相关部委出台了《电动汽车科技进展“十二五”专项规划》、《节能与新能源汽车产业进展规划》(2012-2020)、新能源汽车免征车船税,提出了“到2015年,纯电动车和插电式混动车累计产销量力争达50万辆;到2020年,纯电动车和插电式混动车生产能力达200万辆、累计产销量超500万辆”的宏伟目标。

可现实却是异常的残酷,依照中国汽车工业协会统计,2012年1至5月,国内要紧生产厂商共销售新能源车型3784辆,图6:我国锂离子电池终端需求情况(%)图7:我国2011年11月-2012年5月新能源汽车销售情况(辆)其中纯电动汽车1970辆,混合动力汽车1814辆。5月份要紧生产厂家共销售新能源汽车822辆,其中纯电动汽车403辆,混合动力汽车419辆(图7)。

图7:我国2011年11月-2012年5月新能源汽车销售情况(辆)中国号称新能源汽车生产厂家超过100家,意味着1-5月份平均每家生产4辆新能源汽车,实际上只有比亚迪、奇瑞、众泰、安凯、五洲龙等厂家实现批量生产,其他厂家差不多属于概念或者因为市场反应不理想而“雪藏”了新能源汽车车型。

高工锂电研究所调研了一批动力锂离子电池生产企业,大部分产能利用率不高,而他们关于以后的纯电动汽车市场愈发悲观。环视国内锂电产业现状不难发觉,我国的锂电产业尽管在全球市场中分得一杯羹,然而国内的锂电池却长期盘踞在低端应用领域,高端市场尽管有所涉足,但也是凤毛麟角。与长期占据高端市场的日本锂电池厂商相比,国内企业显然没有足够的勇气。就连与国内锂电产业同期起步的韩国锂电产业相比,以三星SDI与LG化学为代表的韩系厂商也让国内企业感受遥不可及。因此,锂电池在传统应用领域接近饱和的时候,国内的锂电池厂商开始向往以后的新能源汽车的应用。巨头们纷纷涉足锂离子动力电池领域,目标直指新能源汽车市场,在国内锂电池巨头的眼中,新能源汽车应用市场是志在必得。而关于数码电子和电动自行车等应用领域,大概也就成为了“小孩过家家”的游戏。数码电子产品中锂电池的应用差不多相当成熟,国产纯电动汽车尽管差不多开始示范运营,然而这并不能改变国内锂离子动力电池技术尚不成熟的现状。而处于成熟与不成熟之间的电动自行车用锂离子动力电池又面临如何样的现状呢?按理讲,既然由锂离子动力电池驱动的纯电动汽车都差不多在国内开始了示范运营,锂电自行车市场应该差不多较为成熟了。而实际情况却是锂电自行车市场迟迟未能打开,据高工锂电产业研究所的统计数据显示,2011年锂电自行车的产量仅为65万辆,仅占同期国内电动自行车总产量的2.1%。前不久在深圳举办的锂电新能源展会上,天津天之星车业有限公司总经理李永平感慨讲:“汽车要紧是富人和中产阶级的消费品,与之相比电动自行车显得草根了许多。而国内具有实力的锂电池巨头厂商显然瞧不起草根市场,都不情愿将心思花在电动自行车用锂离子动力电池上,这导致了目前锂电自行车仍未走向成熟”。在高工锂电产业研究所对锂电自行车市场进行调查的过程中发觉,李永平的观点代表了锂电自行车行业内相当部分人的看法。据统计,2011年,国内电动自行车产量达到3096万辆,同比2010年增长4.8%。同期的锂电自行车的产量仅为65万辆,仅占同期国内电动自行车总产量的2.1%,其余的要紧是有铅蓄电池占据。以后几年内,国内锂电自行车将进入快速增长轨道,市场占比也将快速提升,这也将拉大对锂离子动力电池的需求。目前,国内锂电自行车规模还相对较小,然而潜在的锂离子动力电池的市场则是特不可观。以2011年65万辆锂电自行车产量为例,若以每套电池组的价格为1000元计算,其锂电自行车现有产量所带来的市场规模也达到了6.5亿元,而3096万辆所蕴含的锂离子动力电池的市场规模更是达到了309.6亿元,与现有的国内锂电池市场规模相当。古人云:不积硅步无以至千里,不积小流无以成江海。而当前的锂电自行车市场所蕴含的确实是涓涓小流,然而,巨大的产量所产生的规模化效应却没有得到国内巨头厂商的青睐。在高工锂电产业研究所调研过程中,有个如此的插曲:在向某位业内人士问及国内某家巨头厂商的动力电池业务的进展时,对方表示,那家巨头厂商当前的动力电池业务不太理想,要紧的应用也是锂电自行车内面。其言外之意表达了从事锂电自行车用锂离子动力电池的企业的技术比较差,表现出对锂电自行车市场前景的不屑一顾。这也从另一个角度反应出巨头厂商不情愿从事草根锂离子动力电池的市场。反观当前国内的新能源汽车市场,进展不尽如人意。不但民用市场迟迟未能打开,“十城千辆”示范项目的进项目普遍处于亏损状态的要紧缘故,然而国内的锂离子动力电池项目投资却仍在持续。高工锂电产业研究所分析,国内企业一股劲的扎进锂离子动力电池领域,其目的也直指以后的新能源汽车的市场。然而,就现时期来看,新能源汽车(尤其是纯电动汽车)的大规模产业化道路还专门漫长,以后几年消化国内现有的锂离子动力电池产能有限。因此,如何渡过以后新能源汽车产业化进程的缓冲期,成为了当前大量扩充动力电池产能的锂电企业面临的首要问题。从另一个角度看,尽管国内锂电池技术取得了快速的进步,然而与日韩企业相比差距依旧比较明显,特不是在动力电池领域。中国的新能源汽车产业采纳“弯道超越”的技术路线本没有错,然而关键的问题是我们能否在技术←电动自行车电池市场出现了四次大规模降价风波,许多公司电池价格下调100元/组,幅度在10%左右,而天能动力和超威动力两家领头厂商的电池售价更下调15%左右。上获得突破。假如无法突破锂离子动力电池的安全性、一致性等核心技术难题,国内的新能源汽车市场再大,国内企业也只能是可望而不可及。因此,我们认为当前国内的锂电自行车市场是国内锂电企业面临的一个巨大机遇。一方面,国内的电动自行车产量较大,蕴藏的锂离子动力电池需求相当可观,能够在专门大程度上消化当前国内大幅度扩充的锂离子动力电池产能;另一方面,尽管锂电自行车与新能源汽车在动力电池组方面存在一定的差异,技术要求相对较低,然而国内企业能够利用锂电自行车市场,不断提高和完善锂离子动力电池在安全性、一致性等方面的不足,为新能源汽车用锂离子动力电池组做好技术积存。

2012年中国锂离子电池负极材料产业竞争力十强排据高工锂电产业研究所数据显示,2011年全球负极材料市场规模在28-35亿元,可能到2015年将达到45~55亿元;目前中国负极材料占比40%左右,2015年中国市场份额将超过60%。在日本大地震的阻碍下,深圳市贝特瑞新能源材料股份有限公司、上海杉杉科技有限公司等国内龙头的国际市场份额进一步提高。依照高工锂电产业研究所统计数据表明,深圳贝特瑞、上海杉杉和湖南摩根海容三家企业在负极材料市场占有率在60%以上。2011年是国内外大企业都在中国各地跑马圈石墨资源的一年,贝特瑞在黑龙江鸡西,杉杉在郴州,雅能都化成在青岛平度,等投入重金建立生产基地。随着石墨资源瓜分完毕,企业间的竞争焦点将重新回到技术方面。其研究重点将朝着高比容量、高充放电效率、高循环性能和较低成本的方向进展。其中碳材料的研究开发相当活跃并在石墨改性、软硬碳和碳纳米材料方面取得了专门大的进展,锡基材料作为锂离子电池负极材料具有专门大的潜力,其他材料的研究也为锂离子电池负极材料提供了更多的选择。NO.1深圳市贝特瑞新能源材料股份有限公司总得分98分,综合排名第一。2000年成立,中国宝安集团(000009.SZ)控股,在深圳、惠州、四川巴中、天津、黑龙江鸡西等地设有生产基地。公司拥有70余项国家发明专利,并申报了国际专利。在常规负极材料开发上,贝特瑞差不多达到了国际领先水平,在以后5-10年的先进材料开发上,贝特瑞研制并产业化的钛酸锂、磷酸铁锂、层状锰酸锂、硬碳、纳米导电材料、石墨烯、导热石墨、碳纤维等具有国际领先水平,引领着行业的进展方向。NO.2上海杉杉科技有限公司总得分93分,综合排名第二。1999年成立,杉杉股份(600884.SH)控股,公司2012年锂来自电池负极材料CMS(中间相炭微球)的销售量有望达到6500吨。曾经为降低成本转用人工石墨和天然石墨,此后,因为电池循环放电次数不高,又回到了CMS的技术上。以后控股股东将以宁波杉杉新能源技术进展有限公司设立项目公司作为投资主体进行投资建设,打算注册资本2亿元,投资规模约5.5亿元,要紧从事锂离子电池负极及其他相关材料的研发、生产和销售。NO.3湖南摩根海容新材料股份有限公司总得分88分,综合排名第三。原名为长沙海容新材料股份有限公司,成立于2004年,由英国碳素陶瓷材料生产商摩根坩埚公共有限公司控股。公司在便携式电子产品和电动汽车的锂电负极石墨材料生产方面,处于公认的技术领先地位。在适当可能经营利润率的情况下,2011年的业务收入超过5200万元人民币。NO.4青岛雅能都化成有限公司总得分86分,综合排名第四。公司是由世界500强企业日本三菱化学株式会社独资设立的锂电池负极材料生产企业。公司成立于2010年10月份,注册资本9230万元,占地面积166亩,建筑面积1.44万平方米,设计建设八条生产线。现一期差不多安装2条生产线,年产锂电池负极材料3600吨;2013年底二期八条生产线投产后,年产锂电池负极材料可达到1.44万吨,将建成全球最大的锂电池负极材料生产基地。NO.5大连丽昌新材料有限公司总得分84分,综合排名第五。公司由台湾威盛集团控股,成立于2009年,注册资本为2.69亿美元,占地面积近四百亩,一期建设的工厂、海峡两岸新材料研究所及行政办公楼总建筑面积约45000㎡。公司将石墨烯负极表面处理跟三维导电奈米合金包覆技术相结合,研制出用于制造锂离子电池的小粒度(6μm)三维导电奈米合金包覆负极材料系列产品及专属添加剂,在国际上具有领先地位。目前公司锂离子电池正极材料、负极材料、电解液等高端产品的生产产能分不为1000吨、4800吨和500吨。NO.6新乡市赛日新能源科技有限公司总得分80分,综合排名第六。由河南金河石墨制品有限公司投资兴建,2011年4月正式成立,注册资本2000万元。公司总投资3.2亿元,占地200余亩,研制开发年产10000吨锂电池负极材料项目,并于国内多家着名的高等院校合作,专业研发生产各类高、中、低端锂离子电池用负极材料。现有职员总数100余人,总资产超亿元,现有石墨方块和石墨电极两条完整生产线。NO.7江西正拓新能源科技有限公司总得分75分,综合排名第七。公司创建于2009年2月16日,注册资金2000万元;公司成立时刻短,进展快,各类石墨年产量达到2000吨左右,要紧产品有石墨负极材料和导电剂产品两大类。产品广泛应用于无汞碱性电池,动力电池,锂离子电池,镍氢电池,纳米材料等领域。NO.8长沙星城微晶石墨有限公司总得分73分,综合排名第八。公司注册资本3111万元,公司核心股东要紧来自于“长沙海容”。目前,当升科技(300073.SZ)持有长沙星城40%的股权,深创投将持有长沙星城15%的股权,原长沙星城8名自然人股东合计持有长沙星城45%的股权。长沙星城锂动力电池负极材料产业化新基地项目,地址位于“湖南省宁乡县金洲新区国家级节能环保新材料产业化基地”,一期工程面积50亩,将于2012年底部分投产。NO.9洛阳优晶新能源科技有限公司总得分70分,综合排名第九。公司位于洛阳国家级高新技术开发区,一期年产1000吨高性能锂电负极材料,总规划投资1.6亿元,建成年产5000吨的负极材料工业园。公司以西安交大博导为技术带头人,拥有雄厚的技术研发实力,产品覆盖人造石墨、天然石墨以及中间相碳微球等领域,广泛应用于铝壳、软包、圆柱、倍率、动力、储能类锂离子电池。NO.10辽宁弘光科技(集团)有限公司总得分65分,综合排名第十。公司创立于2004年4月,公司注册资金5128万元,公司现有固定职员128余人,其中技术人员占四分之一以上,具有从研发、生产、检测到产品石墨化的完整生产开发体系。并拥有多项自主知识产权。化学改性石墨粉(CGP)是公司依照市场需求陆续推出的多品种系列产品,涵盖人造、天然、复合类石墨负极材料,共7个品种。目前差不多形成2000吨/年的生产能力。据高工锂电产业研究所统计,2011年全年锂电负极材料项目规划产能总计达153000吨,其中三菱化学到2015年产能35000吨,北汽集团70000吨。随着日资、台资负极材料企业产能逐步释放,以后国际竞争格局将发生重大变化。贝特瑞、上海杉杉作为行业的龙头企业,只有保持成本优势,缩小技术差距,才能真正跻身国际一流负极材料企业。而其他本土负极材料企业在中铁集团、北汽集团等国资大鳄的冲击下则需要加强营销力度,找到自己的市场定位。以后三年正极材料或现恶性竞争2011年智能手机、平板电脑、移动电源等便携式消费电子异军突起,带动小型锂离子电池稳步增长;随着新能源发电规模日益扩大、电动汽车技术日臻完善,大型锂离子电池的市场需求也逐步释放。高工锂电产业研究所统计显示,2011年全球锂电池出货量大约50亿只,同比增长15.32%。正极材料不仅作为电极材料参与电池的化学反应,同时是锂离子的要紧来源,对提高锂离子电池效能的电容量密度和成本结构阻碍最大,是锂离子电池必须使用的关键材料之一;在锂离子电池产量增长的拉动下,正极材料市场保持稳定的上升态势。全球三元材料和锰酸锂占比提升高工锂电产业研究所统计显示,2011年全球锂离子电池正极材料的产量为64580吨,相比2010年增长18.5%,市场规模达120亿元(如图1所示)。2011年,动力锂离子电池正极材料技术路线争论仍在连续,日韩生产企业加速在中国布局,美国A123、Valence为了磷酸铁锂接着烧钞票,中国厂家面临着亏损的尴尬境地。在全球范围内,有一大批锂离子电池正极材料企业把以后押在电动汽车市场需求;高工锂电产业研究所认为,假如电动汽车市场需求在以后2年不出现爆发性增长,那么正极材料行业将迎来新一轮洗牌。具体品种看,全球钴酸锂、三元材料、锰酸锂和磷酸铁锂及其它材料的产量分不为29061吨、17674吨、12867吨、4978吨(如图2所示)。全球钴酸锂绝对产量稳步增长,然而它在正极材料市场占有份额逐渐被三元材料和锰酸锂取代(如图3所示)。要紧是因为钴酸锂价格昂贵,有毒、环境污染大,循环性能相对较差;同时过多的锂离子于材料嵌入/释出时会发生六方晶相(Hexagonal)转变为单斜晶相(Monoclinic),导致晶体上的C轴膨胀了约2.6%,使结构不稳定。三元材料和锰酸锂由于成本较低等优点,在与钴酸锂的竞争中具有一定的优势,近两年来,它们的压实密度、热稳定性都有较大改善,这是市场占有率提升最重要缘故。磷酸铁锂具有价格低,无毒性,拥有良好的热稳定性,是近年来热门的动力锂离子正极材料;然而磷酸铁锂大规模生产的缺陷是在合成过程中,因二价铁易氧化成三价铁,需在惰性或还原气氛下合成,故合成不易,量产时易有稳定性问题;以磷酸铁锂为要紧路线的中美两国电动汽车市场未见爆发性增长,上述两大因素制约了磷酸铁锂的市场占有率大幅增长(如表1所示)。本土企业举步维艰高工锂电产业研究所统计显示,2011年中国正极材料产量占全球产量比例为46.3%,达29900吨;钴酸锂、三元材料、锰酸锂和磷酸铁锂及其它材料的产量分不是12650吨、8500吨、6150吨和2600吨。2011年正极材料产量同比增长29.41%(如图4所示),比全球产量增速高10.91%,我国已保持连续六年保持高速增长。可在正极材料产量突飞猛进的背后是原料金属涨价,成品价格下跌,我国正极材料企业生产经营利润急剧下滑。锂离子电池材料龙头企业杉杉股份(600884.SH)最新公布的年报数据显示,正极材料(含正极材料前驱体)、负极材料和电解液业务分不实现净利润-421万元、5,863万元和1,527万元。杉杉股份称正极材料投资过大,产能过剩,竞争日趋激烈的阻碍,导致正极材料利润大幅下降。一叶知秋,杉杉股份的经营数据反映了整个正极材料行业生产经营状况十分困难。图4:2006-2011年中国正极材料产量(单位:吨)2011年,钴酸锂最大亮点在于海关统计出口量4524吨,相比2010年2883吨,增长56.92%(如图5所示)。由于2011年3月份日本发生大地震,日本锂锂离子电池行业受到阻碍,部分需求向韩国市场转移。中国钴酸锂要紧出口到韩国三星和LG。此外,近年来,三星扩张比较快,这直接推动中国钴酸锂出口量的增长。8月份以后,我国钴酸锂出口量显着增长的要紧缘故是天津巴莫科技有限公司进入了韩国锂离子电池厂家的采购体系,仅12月份天津巴莫的出口量达到258吨,全年实际出口量779吨,大部分是在8月份以后完成,而天津巴莫2010年仅出口3吨。钴酸锂出口前四名的厂家分不是湖南瑞翔、当升科技、无锡光以后和天津巴莫,出口占有比例依次是38.81%、27.65%、16.29%和17.25%。在价格方面,依旧保持着弱势,2011年钴酸锂均价同比下降16%,占成本70%的原材料氯化钴均价同比下降10.42%(如图6所示)。在工艺流程没有大幅改善的情况下,成品价格降幅远大于原料降幅,讲明我国在钴酸锂定价权并没有优势,要紧是因为产品同质化竞争,客户依靠度高。2011年是中国锂离子电池行业接触及开发镍钴锰三元正极材料的第7个年头,2004年至2006年中国三元材料进展并不如意,市场份额特不小,然而三元正极材料企业抓住2007年金属钴价格飙涨,钴酸锂也随之上涨的替代机遇,努力提升技术进步,市场份额有了较大的提升。2011年实际产量8500吨,占据正极材料28.42%市场份额,居第二位。2011年三元材料均价约15.6万元/吨,同比下降23.9%;而要紧原材料镍降幅仅为8.38%(如图7所示)。因为三元材料受制于专利问题,目前绝大部分市场针对山寨手机/笔记本、电动工具等,专门难为大厂配套,且出口至今未实现,因此议价能力较差。三元材料产量前五名分不是深圳天骄、宁波金和、湖南杉杉、重庆特瑞和青岛新正,这五家企业占三元材料市场份额的80%以上。2011年假如不是通用公司雪佛兰旗下的新能源品牌汽车沃蓝达的自燃事故,或许锰酸锂的市场占有率将高于现有水平,而国内大部分企业将会蜂拥投资锰酸锂。尽管锰酸锂进展曲折,但依旧保持强劲的增长势头,2011年中国产量达6150吨,占据正极材料市场20.57%份额;依照海关统计数据显示,出口总量是295.78吨,要紧出口韩国、台湾等地;进口总量66.73吨,要紧从日本进口65.73吨,美国1吨(如图8所示)。从07年以来,锰酸锂的价格下降近一半,而要紧原料电解锰的价格维持在1.5至2万元/吨的区间(如图9所示)。这是因为规模化效应、技术进步,尤为重要的是大部分中国锰酸锂厂家的定位集中在中低端,而这部分需求对锰酸锂需求较少,同时大型动力锂离子电池的产量有限。要紧的生产厂家有青岛乾运、云南汇龙、盟固利电源、河北强能、深圳源源新材料、临沂杰能、无锡晶石和广州鸿森等。磷酸铁锂是中国近两年来正极材料的“吸金王”,然而由于电动汽车市场的进展远远低于预期,导致磷酸铁锂的全年产量仅有2600吨,大部分企业的产能处于闲置状态。高工锂电产业研究所认为,磷酸铁锂面临的核心问题是产品一致性,磷酸铁锂对合成工艺条件的敏感性远远大于目前产业化的其他正极材料,即合成的工艺条件要做到严格一致才能确保批次的稳定性。即使中方在“磷酸铁锂专利无效诉讼”中胜诉,然而工艺系统性设计、产能无序扩张等问题仍然是磷酸铁锂行业进展必须面对的难题。目前,磷酸铁锂要紧的生产厂家有台湾立凯、台湾长圆科技、天津斯特兰、烟台卓能等。前方路途不平坦2011年关于中国正极材料企业而言是困难的一年,2012年会否苦尽甘来呢?依照高工锂电产业研究所不完全统计,2008年以来正极材料投资额达到48.22亿元,2010年的投资额超过了2008年之前正极材料投资总和(如图10所示)。其中有60%的金额是投向磷酸铁锂,规划产能超过5万吨,即使电动汽车达到50万辆,磷酸铁锂的需求也可不能超过3万吨。另外,有一批企业看好锰酸锂在动力汽车方面的应用,正在筹划新建产能。以后3年内,正极材料行业尤其是磷酸铁锂和锰酸锂专门可能会陷入恶性竞争循环圈。钴、镍、锰、锂等金属占正极材料生产成本的比例特不大,美联储的宽松货币政策持续至2014年中期,对金属价格上涨产生积极推动作用;随着工业产品需求增加,金属资源不断减少,在供需紧张的情况,中期看,金属价格将上涨。我国大部分正极材料生产企业同质化竞争,与下游客户议价能力弱。因此,即使摆脱行业亏损的困局,但仍将保持较低毛利率水平。三元材料、磷酸铁锂的核心技术专利仍然牢牢被美国企业和加拿大把控,即使专利在中国无效,然而也专门难进入国际大厂,这使得中国正极材料的市场空间大大萎缩。与此同时,日本研究机构及企业在正极材料研究方面也颇有斩获,户田工业、田中化学研究所和三洋电机在固溶类(Li2MnO3-LiMO2)进展顺利,丰田汽车在改善磷酸锰-锂方面也取得一定成果等等。我国正极材料的研究与美日国家相比差距甚大,产品在高端领域竞争力差。尽管我国正极材料的前途并不平坦,然而企业只要用心致志做好产品,不要纠结于锰酸锂和磷酸铁锂的路线之争,在便携式小型锂离子电池、储能动力大型锂离子电池宽敞的市场中一定能获得一席之地。

锂离子电池隔膜行业或进入寒冬在锂离子电池的结构中,隔膜是四大关键元件(正极、负极、隔膜、电解液)之一。隔膜的性能决定了电池的界面结构、内阻等,直接阻碍电池的容量、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。四路大军加入隔膜产能竞备大赛隔膜是锂离子电池四大元件中最后一个实现国产化的材料。现任工信部部长苗圩曾感叹讲:“电池里面最大的问题是占30%左右成本的隔膜,这种动力电池的隔膜我们一家(企业)都做不了。生产电池隔膜的技术和装备都被列入欧美日国家‘限制出口’清单,成品的隔膜能够买到,然而隔膜技术却没有人卖。”时过境迁,在过去的两年时刻里,政府、企业关于新能源汽车都投入无比的热情和巨大的人力物力。工信部、科技部等部委制定的《节能与新能源汽车产业规划(2011-2020年)》征求意见稿就明确提出:2020年我国新能源汽车累计产销量将达到500万辆,中/重度混合动力乘用车占乘用车年产销量的50%以上。尽管《规划》中提出的目标数据实现起来有各种各样的困难,但这无疑给新能源汽车及相关产业描绘了宏伟的蓝图。正是在如此的背景下许多传统企业纷纷抢滩新能源汽车产业,作为新能源汽车核心的核心——隔膜也引得许多企业竞折腰。高工锂电产业研究所统计结果显示,目前我国锂离子电池隔膜的潜在产能达到惊人的16.2亿平方米(表1)。要紧有四个方面的力量加入了产能扩张大军:第一方面军是锂电隔膜行业的早期进入者,如:深圳星源材质2012年底完成第一期新建及改造5条动力锂离子电池隔膜生产线(干法),达到年产6000万平方米动力锂离子电池隔膜的规模,2014年底完成第二期7条动力锂离子电池隔膜(干法)和1条锂离子电池隔膜(湿法)生产线,达到年产动力锂离子电池隔膜2亿平方米规模;第二方面军是PE或PP制品厂家,如:沧州明珠(股票代码:002108)宣布投资1.39亿元建设2000万平方米/年锂离子电池隔膜项目;第三方面军是锂离子电池的应用企业,如:奇瑞科技与明基材料共同合资成立达尼特材料科技(芜湖)有限公司,预期建设锂离子电池隔膜产能达到1亿平米;第四方面军是看好锂离子电池隔膜进展前景而且又有资金的企业或者个人,如:北京首钢总公司投资成立喷薄科技有限公司,用于研究锂离子电池电极片表面直接喷涂纳米纤维隔膜技术,孙志锋创办三门峡兴邦特种膜科技进展有限公司。表1:我国隔膜产能投放表(单位:亿平米)时刻2012年2013年2014年2015年产能6.9610.6314.1316.2图1:我国潜在隔膜产能前十大企业隔膜进展的三座大山2010和2011年无疑是锂离子电池隔膜投资需求最旺盛的两年,这也直接导致我国隔膜产能急剧扩张。从国产锂离子电池成本的角度而言,无疑是可喜的,因为过去在我国锂离子电池隔膜国产化之前,其占锂离子电池的原料成本约20~30%,现在已降至15~20%(图2)。但这关于锂离子电池隔膜制造者而言,未必是一件好事,技术、销路、价格是锂离子电池隔膜企业必须翻越的三座大山。图2:锂离子电池完全国产化成本构成动力用锂离子电池隔膜技术要求更高隔膜技术核心在于造孔的工程技术以及差不多材料制备。其中造孔的工程技术包括隔膜造孔工艺、生产设备以及产品稳定性。差不多材料制备包括聚丙烯、聚乙烯材料和添加剂的制备和改性技术。目前,国产锂离子电池隔膜成品的缺点要紧体现在空隙率不够、厚度不均、强度差等方面。正是由于技术不成熟,制造出来的产品不稳定,当年名噪一时的杭州华荣、桂林新时科技均已在当地工商局注销了企业。尤其是专门多企业预备生产的动力用锂离子电池隔膜的技术要求更高。因为在大功率放电过程中,电池局部温度达到100℃左右就能够引起负极固体电解质界面(SEI)爱护膜分解并释放热量,使电池进一步升温引发有机电解液等物质的分解和隔膜的融化(Meltdown),导致正负极直接反应甚至爆炸。电池使用过程中遭受穿刺或撞击也可导致电池电压瞬时下降。电流剧增产生巨大的热量导致温度迅速升高,使电池隔膜经受高温状态。此外,电池的过充导致金属锂在负极表面沉积形成锂枝晶也会导致对隔膜的穿刺,动力电池在动态条件下的运行会加剧这一行为,因此,动力锂离子电池的安全运行需要隔膜具有更高的强度、更好的热尺寸稳定性和热化学稳定性。高工锂电产业研究所认为,至少有80%的锂离子电池隔膜生产企业因为技术只是关而被市场淘汰,国内市场只剩6-8家的本土隔膜生产企业。供需完全逆转以后的市场容量与现有的潜在产能情况完全不匹配。高工锂电产业研究所统计结果显示:2015年,全球锂离子电池隔膜需求总量将达7.20亿平米,仅我国的产能就将达16.2亿平方米,再加上日本旭化成、美国Celgard、日本东燃等,全球隔膜生产企业总产能至少达25亿平方米(图3)。这意味着隔膜行业将进入严峻的产能过剩状态,中国本土企业生产的中低端锂离子电池隔膜尤为严峻。在如此情况下,国内锂电隔膜企业“走出去”,将面临美日韩当地企业市场垄断、技术法律壁垒等多重困难;内销又面临本土企业市场份额小,无法消化如此巨大产能的困境。国际企业出于制造技术机密的考虑,宁可花更高的成本在当地建厂,也不愿通过OEM的方式将生产交给中国企业,这意味中国制造通行的OEM模式,在锂离子电池隔膜行业行不通。高工锂电产业研究所认为,锂离子电池隔膜由卖方市场转向买方市场是不争的事实,以后市场销路关于大多数企业差不多上特不棘手的问题。图3:2008-2015年全球锂电隔膜市场需求情况(单位:亿平方米)价格下降不可幸免2012下半年至2013上半年是锂离子电池隔膜集中投产期,这势必对产品价格造成较大冲击。相比现在Celgard(13~15元/平米)、UBE(12~14元/平米)、W-SCOPE(10~12元/平米)、佛山金辉(7~8元/平米)、格瑞恩(6~7元/平米)的价格水平,至少有20%的降价幅度。尽管目前我国隔膜生产的总成本是5~6元/平米,但规模化成本优势也难以抵消产能扩张后产品价格的进一步下滑,以后专门有可能逼近甚至跌破企业盈亏平衡点。佛山金辉2010年的毛利率高达65.77%,净利率48.51%(图4),随着各个厂家产能的释放,隔膜毛利率必定下降,高毛利时代一去不复返。图4:佛山金辉2008-2010年净利率高工锂电产业研究所认为,锂离子电池隔膜产业的进展趋势,也会像中国其他工业普遍规律一样经历四时期:第一时期,高毛利吸引众多厂家;第二时期,企业扩产降价;第三时期,优胜劣汰市场重整,第四时期,市场格局稳定,获得合理的加工利润。目前,我国锂离子电池隔膜产业仍处于第一时期末,第二时期初,这将是国内所有锂离子电池隔膜企业最难熬的时期,稍有不慎就将被市场无情淘汰。预备棉袄过冬没有哪个企业情愿无休止地参与产能扩张竞赛,可假如不扩张又不具备规模成本优势。2012年底,我国将有大规模隔膜产能达产,下游需求却仍未见起色,锂离子电池隔膜行业离冬天不远了。高工锂电产业研究所友情提示:差不多进入隔膜行业者,若技术、渠道只是硬,趁现在行业景气度较高,抓紧找个好的买家以便过冬;想进入隔膜行业者,若没有过硬的技术,勿进!此外,以后2-3年是新能源汽车进展的关键时期,隔膜作为其上游,建议相关企业紧跟新能源汽车厂家的步伐,提早进入他们的认证体系,以便能分享新能源汽车进展的成果。浅析锂离子电池隔膜技术作为锂电池四大材料之一的隔膜,尽管并不参与电池中的电化学反应,但却是锂电池中关键的内层组件。电池的容量、循环性能和充放电电流密度等关键性能都与隔膜有着直接的关系,隔膜性能的改善对提高锂电池的综合性能起着重要作用。有鉴于此,本文简要综述了锂离子隔膜技术的部分情况。隔膜性能要求在锂电池中,隔膜汲取电解液后,可隔离正、负极,以防止短路,但同时还要同意锂离子的传导。而在过度充电或者温度升高时,隔膜还要有高温自闭性能,以阻隔电流传导防止爆炸。不仅如此,锂电池隔膜还要有强度高、防火、耐化学试剂、耐酸碱腐蚀性、生物相容性好、无毒等特点。理想的隔膜应该对电子有无限大的电阻,而对离子有零电阻。在实际应用中,用作隔膜的高分子电阻率在1012-1014Ωcm量级。而关于混合动力车和纯电动车而言,较低的内部离子电阻显得尤为重要,因为动力电池需要提供高功率。然而,隔膜的存在总是会增加离子电阻。这是由于,隔膜有限的孔隙率总是意味着电解液和电极之间有限的接触面积;微孔结构的扭曲性导致了离子电流相对单独使用液态电解液而言有更长的平均路径。通常,厚度较薄的隔膜,高的孔隙率,大的平均孔径尺寸,都能够最小化离子电阻,提供高的电池功率。然而,太多的孔隙和薄的厚度都会降低隔膜的力学性能,增加了电池内部短路的风险。实际上,目前大部分使用的隔膜厚度在20-30微米之间,具有亚微米尺寸的孔,孔隙率在40%-70%之间。另外,隔膜应该具有机械强度,可不能扭曲和屈服,以保证正极和负极在电池使用的全寿命周期中可不能彼此接触。隔膜还必须在高温下具有尺寸稳定性,特不是对高功率电池的应用而言。完全充满电的电池在电极-电解液的界面呈现高度氧化和还原环境,保持隔膜在这种环境下的稳定性就显得特不重要。隔膜分类液态电解质锂离子电池所用隔膜能够分为:微孔高分子膜,非织造布及复合隔膜。由于具有加工成本较低和机械性能较好的优点,微孔高分子膜使用最广泛。非织造布的优点是成本低和热稳定性好。而复合隔膜由于提供了极好的热稳定性和对非水电解质的浸润性,近来也引起专门大的关注。减少内部短路的技术路线隔膜是幸免锂电池内部热失控的关键部件,尽管具有热关闭性能的隔膜上世纪90年代就差不多商品化了,但它关于加工缺陷造成的硬性内部短路却是无效的。为了减轻内部短路,在过去几年中人们提出了两种技术路线。一是制备具有高熔点,低的高温收缩性和优异的机械性能(特不是抗穿刺强度)的隔膜。二是制备陶瓷改善的隔膜。后者要么在表面具有陶瓷层,要么将陶瓷粉末分散于高分子材料中,其中陶瓷起的要紧作用是防止电极间的空间坍塌,从而幸免热失控情况下的内部短路。隔膜热关闭性能目前使用的锂电池隔膜一般都能提供一个附加功能,确实是热关闭。这一特性也为锂电池的安全性提供了额外的关心。这是因为隔膜所用聚烯烃材料具有热塑性,当温度接近材料熔点时,微孔闭合形成热关闭,从而阻断离子的接着传输而形成断路,起到爱护电池的作用。Venugopal等人测试了多种不同高分子薄膜的热关闭性能(如图1所示)。其中,聚丙烯膜(PP)的热关闭温度在165℃左右,电阻增加了大约两个数量级;聚乙烯膜(PE)热关闭温度在135℃左右,电阻增加了大约三个数量级。据报道,电阻通常需要有至少三个数量级的增加才能有效的关闭反应。隔膜还必须防止电极在高温下互相接触,因此在高温下的收缩需要最小化。高分子多孔膜的加工过程目前使用最广泛的制备隔膜的两种工艺是干法工艺和湿法工艺,两种工艺都需要采纳挤出机,同时在一个或两个方向进行拉伸。拉伸目的是要引入和增加孔隙率并改善拉伸强度,两者都采纳低成本的聚烯烃作为原料,因此隔膜成本大部分由加工方法决定。干法工艺:在干法工艺中,熔融挤出的聚烯烃薄膜直接在熔点以下进行高温退火处理,以促进晶体生长和/或增加晶体的尺寸和数量。规则排列的晶体具有平行排列的片晶,方向垂直于挤出方向。薄膜通常先在较低温度下进行单轴拉伸,随后在较高温度下进行拉伸。通过使用轧辊,可获得沿挤出方向150%-250%的拉伸,多孔结构在这一过程中就形成了。随后进行热处理来固定这些微孔并释放薄膜中的残余应力。采纳干法制备的多孔隔膜通常显示出特征的裂缝状的微孔结构(如图2(a)所示)。从图2(a)中能够专门明显看出,纳米尺寸的纤维连接了相邻的晶区。通常来讲,单轴拉伸的薄膜显示出较好的机械性能(>150MPa的拉伸强度),然而沿挤出方向有高的热缩性;而在横向上,则显示较低的拉伸强度(<15Mpa)而热缩性则能够忽略。采纳干法不需要使用溶剂,然而这种方法只适用于能够形成半结晶结构的高分子。Kim等对比了退火温度对制备中空纤维膜的阻碍,发觉提高退火温度可进一步提高结晶度。湿法工艺:在湿法工艺中,高分子在高温下被挤出或吹制成薄膜前,需要将增塑剂(或低分子量的物质,例如石蜡油和矿物油)加入到高分子中。在薄膜固化后,通过使用易挥发溶剂(例如二氯甲烷和三氯乙烯),增塑剂被从薄膜中萃取出来,从而留下了亚微米尺寸的微孔。随后,多孔薄膜通过一个溶剂萃取器来移除其中的溶剂。采纳湿法工艺制备的隔膜通常进行双轴拉伸来扩大微孔的尺寸以及增加孔隙率。湿法工艺得到的隔膜中的孔更加类似圆形(如图2(b)所示)。沿挤出方向和横向的拉伸强度相差不多,两者都能够超过100Mpa。由于没有要求在拉伸前需要形成半结晶性结构,因此与干法工艺相比,湿法工艺可用于更多的高分子。另外,增塑剂的使用降低了粘度,因此改善了高分子的加工性能。然而,湿法过程中的增塑剂萃取增加了生产成本。许多参数,例如淬冷温度,拉伸速率和薄膜厚度等都会阻碍隔膜的形貌。Ma等人的研究表明,在增塑剂萃取前拉伸能够产生平均尺寸更小的微孔和更窄的孔径分布(相比增塑剂萃取后拉伸)。除了干法和湿法之外,还有其他一些方法也被研究用来制备锂离子电池用隔膜。相转化确实是另一种为人熟知的制备薄膜的方法。用于制备多孔隔膜的高分子大部分商业化的锂电池隔膜差不多上利用PE,PP,其他聚烯烃及它们的混合物或者共聚物,通过干法或湿法工艺制备得到。聚烯烃通常具有专门好的机械性能和化学稳定性,通过关闭微孔和将薄膜变成无孔薄膜,大部分的聚烯烃隔膜在不同温度下都具有热关闭功能。PP膜的热关闭温度在160℃左右,PE膜在120℃-150℃之间(取决于形貌)。尽管聚烯烃材料能够在合适的温度区间内提供热关闭功能,然而微孔关闭后电芯的温度仍然可能接着升高。因此隔膜可能收缩,熔融并最终导致电极短路。为此,热关闭温度和熔融温度之间的间隔应该越大越好。为达到这一目的,能够将PP和PE双挤出或制成薄板来制备多层薄膜。人们为此制备了PP/PE双层隔膜以及PP/PE/PP三层隔膜。在温度低于热失控温度时,PE层转化成无孔膜,从而增加了电阻并提供热关闭。与此同时,PP层照旧能保持隔膜的机械性能并隔离电极。Ihm等人采纳湿法工艺利用高密度聚乙烯(HDPE)和超高分子量聚乙烯(UHMWPE)的共混物制备隔膜。随着共混物中UHMWPE分子量的提高和含量的增大,隔膜机械性能也提高了。含有6wt.%UHMWPE的隔膜在拉伸比为5时,拉伸强度大约为100Mpa。尽管拉伸强度将随拉伸比的增大而增大,但抗冲击强度却会下降。实验结果表明隔膜孔径尺寸特不均一,大部分在0.10到0.12微米之间。日本宇部UBE公司制备了聚酰亚胺隔膜,聚酰亚胺前体是由四羧和二氨通过聚合反应得到的聚酰胺酸。多孔的前体膜是通过相转化方法得到的,先将聚酰胺酸溶液涂在玻璃基底上,形成由溶剂和非溶剂混合的液体膜,再将该薄膜浸没在由溶剂和非溶剂形成的凝固液中。随后将前体膜进行干燥和亚胺化形成聚酰亚胺多孔膜。该方法得到的聚酰亚胺隔膜显示了相对均一的孔径分布。尽管这种薄膜没有热关闭功能,然而却有特不行的热稳定性。陶瓷隔膜Evonik-Degussa商品化了一种陶瓷隔膜,通过涂覆一层超薄的PET非织造支撑层和氧化物包括氧化铝,氧化锆和硅石制备得到。氧化物颗粒先悬浮在无机的粘合剂中,然后将悬浮液涂覆在非织造PET上。通过将涂覆后的PET在200℃下干燥就得到了复合隔膜。这种方法获得的隔膜有着专门小的、大约0.08微米的平均孔洞尺寸和大约24微米的厚度。在这种隔膜中,大约20微米厚的PET非织造物提供了拉伸强度和灵活性,而陶瓷颗粒涂层则有助于幸免针孔,同时阻止了枝晶穿透和提供了热稳定性。LG化学也进展了一种陶瓷增强的隔膜,通过在多孔基底上(通常是聚烯烃多孔膜)涂覆一层由无机颗粒和高分子粘合剂混合浆得到的多孔层。该隔膜由PE作支撑层,钛酸钡/丁基丙烯酸盐-丙烯酸共聚物作涂层,在150℃下1小时后收缩小于10%。人们正努力不断开发新的隔膜材料以平衡甚至同时提高隔膜的性能和安全性。同时,由于隔膜占电池成本20%左右,因此进展隔膜制造技术以制备低成本隔膜,关于降低电池系统的整体成本也意义重大。国内外隔膜生产厂家情况:

Celgard(美国)Celgard公司成立于1981年,注册资本2亿美金,全球共分四个事业部,电池隔膜事业部2007年全球总销售金额为8.5亿美金。Celgar持有干法单向拉伸制造工艺的专利,同时有MBI、BYD两大客户的支持,成为干法聚烯烃隔膜的领跑者。

AsahiKasai(日本旭化成)

日本旭化成成立于1931年,注册资金103亿日元,优质湿法隔膜的供应商,半数以上产品供给三洋,业内讲法为其供与三洋的隔膜和对其他电池厂的隔膜有差异,但得不到确切证明。旭化成化学目前正开发面向高输出功率用途的隔膜。

旭化成化学公司为应对世界锂离子二次电池的需求扩大,将二次电池用隔膜的设备能力增强到现在的1.5倍。在宇山市投资约100亿日元,现在年产1亿m2,打算到08年为1亿2千万m2,到09年增为1亿5千万m2。为强化生产据点体制,将探讨选定新厂建设地点.Tonen(东燃化学)

东燃化学由于拥有Sony、SDI、LGC等客户,东燃化学成为全球此类隔膜的第三大供应商。东燃埃克森美孚化工的隔膜工厂位于日本那须,为了满足隔膜现有及新型应用领域日益增长的需求。2009年东燃埃克森美孚化工位于韩国龟尾的新厂将实现生产。

UBE(日本宇部)日本宇部成立于1942年,注册资金431亿日元,分化学树脂、建筑材料、机械设备、煤炭五个事业群,07年总营业额为3768亿日元,其中化学树脂事业群营业额为1601亿日元,占总营业额的43%。UBE隔膜年总产值约为2400万平方米/年,70%在中国国内销售,要紧客户为比克和三洋,比克用量大约在1000万平方米/年,三洋用量约在300万平方米/年,与celgard一样的干法技术,性能与CELGARD有一定差距,但价格远低于CELGARD。

深圳市星源材质科技股份有限公司

星源材质成立于2003年,注册资本1500万元,总资产4100万元,净资产3300万元,核心业务是新材料——即锂离子电池隔膜的研发、生产和销售。公司于2006年底,研发取得了突破性进展,掌握了锂离子电池隔膜的核心制造工艺及核心配方的关键技术。2007年,公司在东莞投资兴建了3000平方米的生产基地。2008年1月,星源材质公司在原有一条湿法生产线的基础上,为适应市场需求,启动了年产1000万平方米锂电池隔膜干法生产线投资项目,该生产线由星源材质公司自主研发、自行设计、具有自主知识产权,总投资人民币4788万元,该生产线关键零部件和仪器分不从德国、美国、意大利等国家进口,其他辅助、配套设施在国内采购。生产线顺利建成并于2008年9月正式投产。产品产能达到设计要求,产品质量达到美国、日本同类产品质量。该生产线投产后,将年新增产能1000万平方米。

目前星源材质科技股份有限公司拥有干法生产线两条,湿法生产线一条,要紧生产12μm到40μm不同规格的锂电池隔膜。同时,年设计生产能力5000万平方米的锂电池隔膜生产基地正在建设之中。公司被评为国家火炬打算重点企业;深圳市民营领军骨干企业,锂电池隔膜产业化项目被列入深圳市重大建设项目。公司在2008年引进战略投资者-----深圳创东方投资公司,并进入上市辅导期,打算在深圳创业板上市。星源材质目前的客户群定位于珠三角地区,要紧为手机和笔记本电池。

佛山市金辉高科光电材料有限公司佛塑股份是一家为现代工业、农业、科技、交通、通讯、建筑等领域提供新型材料的高新技术企业,要紧生产经营各种塑料薄膜及复合包装材料、人造革、塑料编织复合制品、建筑工程与光电、装饰材料以及其它功能性高分子新材料等五大系列产品。公司拥有多项核心技术,是分支机构遍布全国各地的特大型企业集团,是国内生产规模最大、品种最齐全、出口量最大、综合竞争力位居同行前列的塑料新材料生产企业。

佛塑股份利用其在高分子新材料上的技术力量,拥有了一批进口及自主研发的先进生产设备和检测仪器,并拥有近40人的高技术高学历研发队伍。由外国专家及国内知名高校的博士、硕士及本科生组成的“锂离子电池用隔膜”项目攻关小组通过三年多的开发工作,2004年建立了一条采纳湿法工艺生产PE隔膜的双向拉伸生产线,于2004年末正式出性能合格的产品,并通过长期试验及稳定生产后于2005年末投放市场。2006年佛塑股份与比亚迪共同出资281万美元成立了生产锂电池隔膜的佛山市金辉高科光电材料有限公司。目前实现了年产600万平方米的生产能力。

新乡市格瑞恩新能源材料股份有限公司

新乡市格瑞恩新能源材料股份有限公司是由金龙周密铜管集团股份有限公司投资兴建的致力于锂离子电池材料研发、生产、销售于一体的全资子公司。公司通过与国内多家高校开展各种形式的技术人才合作,汇合了锂离子电池材料领域研发、生产、品管顶尖人才。目前公司有各类专业技术人员100余人,要紧产品为锂离子电池隔膜材料、锰酸锂、磷酸亚铁锂材料等。

新乡市格瑞恩新能源材料股份有限公司于2004年进行隔膜中试及生产,采纳的是双向拉伸工艺的干法工艺,2005年底开始有产品在市场上销售。同期开始筹备新的生产线,于2007年正式投产,2008年底生产能力约为1500万m2。该公司大部分产品满足国内低、中端市场需求,少部分产品差不多能够满足高端市场的质量要求。不仅能够满足对25、30、40微米传统隔膜的需求,而且能够极大满足众多公司对12、16、20微米超薄隔膜的要求。依照客户要求进行弹性分切,宽度从10-1000mm。目前格瑞恩正在加强与国内锂电池生产企业联系,积极扩产。打算在09年底达到3000-3500万m2生产能力。

桂林新时科技公司

2005年开始,中国科学院化学研究所与新时科技公司合作重新开展干法双向拉伸工艺的中试研究。依照中试工作取得的经验,于2007年11月成功建成并投产了一条年产聚丙烯微孔膜600万m2的生产线。用此工艺生产的聚丙烯微孔膜具有不同于以上工艺制得隔膜的微孔结构。通过国内30多家电池厂在锂离子电池上进行评价,产品差不多性能差不多完全满足锂离子电池隔膜的质量指标要求,市场反应积极,2008年2月份开始差不多有产品在市场上销售。目前公司正通过建立、健全企业治理制度,完善质量治理体系进一步提高产品质量水平。河南省电池产业起步较早,迄今已有50多年的进展历程,具备扎实的产业基础和雄厚的技术实力。河南省“十一五”规划明确把“打造全国具有较强竞争力的绿色电池产业基地”作为河南省电池产业进展核心内容。全省各地市几乎都有电池、电池材料或者配套部件的制造企业,在新乡、洛阳、郑州、安阳、濮阳等地形成了独特的产业特色。新

乡新乡市拥有全国电池百强企业两家,拥有电池及其相关材料的企业200余家。2007年全市电池及其相关产品的销售额在40亿元以上。2005年,经原国家信息产业部批准,在新乡市开工建设“国家(新乡)化学与物理电源产业园区”,现已建成12平方公里,新入住企业30多家。2007年11月,国家质检总局批准在新乡建设国家电池质检中心。新乡市电池产业历史悠久,迄今有50多年的历史,50多年的产业积淀成就了新乡电池产业独特的优势,产业基础扎实、技术雄厚、企业众多、品种齐全、配套完整,形成了以河南环宇、安彩太行、金龙周密、新飞电器、科隆电器等企业为龙头,从矿石冶炼、原材料到电池成品及其延伸产品较完整的产业链以及众多中小企业迅猛进展的电池产业集群。200余家关联度大、产品配套能力强的电池企业,其总体规模和技术水平的多项指标在全国均名列前茅。一、电池产业基础扎实首先,环宇、中科集团的锂离子电池质量国内领先,产量也居国内前列,为下一步接着进展锂离子电池产业奠定了良好的产业基础。其次,新乡市锂离子电池产业成本优势明显,国内锂离子电池生产以手工为主,新乡市及周边地区具有充足的劳动力资源,工资相对较低。第三,电池产业人才资源丰富,直接从事电池产业的工程技术人员达到2000多人,而且拥有多名享受国家级津贴的电池专家,熟练操作技能的产业工人高达2万余人。第四,具备一定水平的技术研发能力,在磷酸铁锂材料、电池制造工艺等方面具有多项自主知识产权和国家专利,产品成功地进入国际市场。二、产业规模较大,进展较快新乡市锂电产业产能居国内第二位,产品取得了UL、CE等多种国际产品安全认证,电池性能达到和超过IEC标准,产品年销售能力突破10亿元,远销30多个国家和地区,出口创汇4000万美元,年出口创汇能力在河南省机电行业中名列前茅,已初步形成国内较大的二次电池生产基地。今后3-5年,新乡国家化学和物理电源产业园区可能投资10亿元,河南环宇集团日产100万安时聚合物汽车动力等锂离子电池项目,卓威公司年产150万只动力蓄电池项目、格瑞恩公司锂电材料等列入省工业结构调整的重大项目,开始实施后,电池行业产值将达到40亿元,将成为全国最大的二次电池生产基地。三、产业链比较完整,集群优势明显新乡锂电池起步于上世纪八十年代初期,由民间资本滚动进展而成,目前已形成各类电池原材料生产、系列电池成品生产、废旧电池回收再利用的产业化链条。电池材料、零配件和下游产业情况如下:(1)电池正负极材料新乡电池材料类企业有环宇集团的新乡市第八化工有限公司,科隆电源有限公司、新龙电源材料有限公司、中科公司、新能源有限公司、卓威电源有限公司、吉恩镍业等公司。这些企业要紧从事电池的正负极材料的生产和研发。

(2)电池隔膜

电池隔膜类有环宇集团的环宇塑料五金有限公司、中科公司、奇鑫电源有限公司等,要紧生产和研发锂离子电池隔膜。

(3)电池零部件

新乡市有一批生产电池壳、盖、帽、导电剂、粘合剂等各类电池零部件的企业,还有一批以金龙铜管为首的铜加工企业。

(4)电池车辆类产业

电动车辆的进展,电池是其中的关键技术,新乡的车辆类产业有一定的基础和进展优势,新飞电动自行车、新鸽车辆、白兰鸽电动自行车等进展势头良好。四、政策支持力度大,财税政策优惠一是针对入驻的企业提供一站式服务,在企业和园区签订协议后,由专人负责协助企业办理工商、税务、土地、环保、规划等手续,为企业的规范运行奠定良好的基础。二是设立绿色能源研究院和创业中心,有效整合新乡的科技资源,搭建利用全国乃至全球科技资源的平台,为园区企业进展提供持久动力。三是完善园区的产业链,提高锂离子电池及其材料所占比例。附一:园区要紧企业河南环宇集团是国内二次电池行业唯一个备从电池正、负极活性物质,隔膜材料,各种添加剂材料,极板骨架材料及电池壳,盖帽等零件到电池塑料五金及相关电池制造、设备制造、电器制造等完整产业链的企业集团。新乡太行电源公司的产品涵盖了铅酸、镍镉、镍氢、锌银电池及电池材料、电池零部件和电池生产设备等。河南金龙集团要紧从事于锂离子电池及其材料的生产与销售,已形成较为完整的锂离子电池产业链。其对锂离子电池材料研发取得重大突破,其中隔膜的研发及批量生产填补国内空白。河南科隆集团的球形氢氧化镍电池材料已做到全国规模第一,产品质量处于国际领先水平,以产顶进、替代进口,促进了我国镍氢电池产业的进展。新乡市奇鑫电源材料有限责任公司生产的近6000块动力锂离子电池,日前经河南出入境检验检疫局检验合格,顺利出口瑞士。据悉,这是我省动力锂离子电池首次出口。新乡市华鑫能源材料股份有限公司,是经股份制改造的产权明晰、法人治理规范、符合现代企业制度的股份份制企业,其前身是新乡市第八化工厂和新乡市第八化工有限公司,公司二十多功能年来致力于新型二次电池材料的研发生产和推广,为中国新型二次电池产业的进展作出了重大贡献。多年来,公司产值和利润以年均30%的增长率递增,已成为中原地带的一颗明亮明珠。附二:2008年要紧产品及生产能力1.

锂离子系列电池产能达到10亿Ah/年;22.

电池正负极材料产能达到3万-5万吨/年;3.

锂离子电池用隔膜产能达到1亿平方米/年。洛

阳洛阳市要紧电池制造企业约38家,河南鼎源蓄电池有限公司、洛阳市冠奇工贸有限责任公司、洛阳风帆蓄电池有限公司、洛阳贝特尔绿色电池有限公司、洛阳天空能源股份有限公司等为锂电池开发和制造厂企业,洛阳天空能源一期项目年产15000万Ah锂离子动力电池、2000万只超级电容器、3000万Ah储能模块及备用电源和2000套锂离子动力电池充电系统、电池治理系统,以锂离子动力电池为重点项目,洛阳将打造一个新能源产业基地。主体产业包括锂离子动力电池和超级电容器项目,以及电动汽车、储能模块及备用电源、太阳能灯、磷酸亚铁锂正极材料等8个项目。可能2011年

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