关于开展新能源汽车及锂电池隔膜调研的报告

关于锂离子电池隔膜产业调研的汇报一、我国新能源汽车政策导向及未来发展2010年5月31日，国家财政部、科技部、工业和信息化部、国家发展改革委联合出台关于开展私人购买新能源汽车补贴试点的通知，确定在上海、长春、深圳、杭州、合肥等五个城市启动私人购买新能源汽车补贴试点工作。其中补助标准“插电式混合动力乘用车最高补助5万元/辆；纯电动乘用车最高补助6万元/辆。”另外，由工信部牵头制订的节能与新能源汽车发展规划（2011年至2020年）（以下简称规划）已经完成，目前正在向各相关部委征求意见。2010年9月5日，工信部装备工业司副司长王富昌“2010中国汽车产业发展国际论坛”上指出，规划目前正在修改阶段，有望年内出台。规划详细列出了中国节能与新能源汽车的发展目标，即到2020年，新能源汽车产业化和市场规模达到全球第一，其中新能源汽车（插电式混合动力汽车、纯电动汽车、氢燃料电池汽车等）保有量达到500万辆；以混合动力汽车为代表的节能汽车销量达到世界第一，年产销量达到1500万辆。规划建议，未来十年，中央财政拿出超过1000亿元的巨额资金，用以扶持节能与新能源汽车产业链发展。其中，500亿元为节能与新能源汽车产业发展专项资金，重点支持关键技术研发和产业化；300亿元用于支持新能源汽车示范推广；200亿元用于推广混合动力汽车为重点的节能汽车；另外100亿元用于扶持核心汽车零部件业发展；50亿元用于试点城市基础设施项目建设。从国家近期出台和即将出台的针对节能和新能源汽车的大力扶持政策来看，节能与新能源汽车产业发展规划和一揽子扶持政策一旦出台，必将在市场再度掀起一波新能源汽车的热潮。而与新能源汽车相关的产业，也将随之受益。二、新能源汽车产业链受益环节初步分析新能源汽车产业链大致可以分为上游的原材料（主要指电池的各种材料），电池、电机和电站等核心零部件，整车等。由于所处的行业位置差异较大，不同产业链的获益程度相差颇多。车用动力电池无疑是新能源汽车最为核心的部件。仅从市场增量而言，由于区别于传统汽车行业，动力电池将最为获益。锂动力电池的生产又可拆分为隔膜、电解液、正极材料、负极材料4个子行业，这些材料分别占锂电池成本的30%40%、10%至15%、30%40%和5%30%。其中，隔膜是锂电材料中技术含量最高的高附加值材料，毛利率最高可达70%以上。隔膜的性能优劣，直接影响电池的容量、循环及安全性能等特性。三、锂电池隔膜产品介绍、生产技术、制造商和市场情况1、产品介绍锂电池隔膜是指在锂离子电池正极与负极中间的聚合物隔膜，是锂电池最关键的部分，对电池安全性和成本有直接影响。其主要作用有：隔离正、负极并使电池内的电子不能自由穿过；让电解液中的离子在正负极间自由通过。其锂离子传导能力直接关系到锂电池的整体性能，其隔离正负极的作用使电池在过度充电或者温度升高的情况下能限制电流的升高，防止电池短路引起爆炸，具有微孔自闭保护作用，对电池使用者和设备起到安全保护的作用。对隔膜的基本要求是：具有足够的隔离性和电子绝缘性，能保证正负极的机械隔离和阻止活性物质的迁移；有一定的孔径，对锂离子有很好的透过性，保证低电阻和高离子传导率；由于锂离子电池采用有机溶剂和非水电解液，因此应具有足够的化学稳定性和电化学稳定性，有一定的耐湿性和耐腐蚀性；对电解液的浸润性好，有足够的吸液保湿能力和离子导电性；具有足够的力学性能和防震能力，并且厚度尽可能小；自动关断保护性能好。隔膜的力学性能是影响其应用的一个重要因素，如果隔膜破裂，就会发生短路，降低成品率，因此要求隔膜有一定的强度、弹性和耐摩擦性能。目前市场化的锂离子电池隔膜主要聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）为主的聚烯烃隔膜，包括单层PE，单层PP，三层PP/PE/PP复合膜。隔膜技术难点在于造孔的工程技术。隔膜价格居高不下的主要原因是一些制作隔膜的关键技术被日本和美国所垄断，国产隔膜特别是高端隔膜的指标还未达到国外产品的水平。目前，世界上只有日本、美国等少数几个国家拥有锂离子电池聚合物隔膜的生产技术和相应的规模化产业。目前国内隔膜市场80以上被美、日进口产品占领，国产隔膜主要在中、低端市场使用。按照近几年电池产量10亿只估计，每年隔膜的消耗量在3亿5亿m2之间，市场价值在1015亿元。而一旦新能源汽车普及，需求量将会有更大的提高。2、生产技术目前聚烯烃隔膜生产工艺可按照干法和湿法分为两大类，同时干法又可细分为单向拉伸工艺和双向拉伸工艺。干法单向拉伸工艺是通过生产硬弹性纤维的方法，制备出低结晶度的高取向聚丙烯或聚乙烯薄膜，在高退火获得高结晶度的取向薄膜。这种薄膜先在低温下进行拉伸形成银纹等微缺陷，然后高温下使缺陷拉开，形成微孔。湿法又称相分离法或热致相分离法，将高沸点小分子作为致孔剂添加到聚烯烃中，加热熔融成均匀体系，然后降温发生相分离，拉伸后用有机溶剂萃取出小分子，可制备出相互贯通的微孔膜材料，适用的材料广泛。从理论上分析，干法双向拉伸工艺生产的隔膜经过双向拉伸，在纵向拉伸强度相差不大的情况下，横向拉伸强度要明显高于干法的单向拉伸工艺生产的隔膜。物理性能和机械性能方面干法双向拉伸工艺生产的隔膜更占优势。然而湿法隔膜可以得到更高的孔隙率和更好的透气性。可以满足动力电池的大电流充放的要求。但由于湿法采用聚乙烯基材，熔点只有140。所以热稳定性比较差。 隔膜生产工艺特点 干法湿法生产方式单向拉伸双向拉伸 工艺原理晶片分离晶型转换 方法特点设备复杂，精度要求高，投资大工艺复杂、控制难度高、环境友好设备复杂、投资较大，一般需成孔剂等添加剂辅助成孔设备复杂、投资较大、周期长、工艺复杂、成本高、能耗大产品特点微孔尺寸、分布均匀、微孔导通性好、能生产不同厚度的产品，能生产PP、PE产品和三层复合产品微孔尺寸、分布均匀，稳定性差 现只能生产较厚规格PP膜微孔尺寸、分布均匀，适宜生产较薄产品，只能生产PE膜厂家Celgard、UBE新乡格瑞恩、桂林新时科技旭化成、东燃及美国Entek3、市场情况和制造商电池隔膜的发展是随着锂离子电池的需求不断变化而不断发展的，从体积上看，锂离子电池正在朝着小和大两个截然不同的方向发展。在一些如手机、数码相机等电子产品上，为了迎合美观、便于携带的需求，电池厂将电池的电芯做得非常小巧。为了追求高的能量密度，在狭小的体积中能容纳下更多的电极材料，电池厂家希望隔膜的厚度越薄越好，通常隔膜的厚度为25m，现在很多厂家要求提供20m甚至16m厚的隔膜。隔膜的性能影响离子电导率，从而直接影响电池的容量、循环性能以及安全性能等性能。而与此相反，在电动自行车、电动汽车及电动工具等所使用的动力电池方面，为了获得高的容量、提供大的功率，通常一个电池需要使用几十甚至上百个电芯进行串接。由于锂电池具有潜在的爆炸危险，隔膜的安全性相当重要，现在市场上对厚度为40m聚丙烯隔膜的需求量在日益增加，将是国内未来锂离子动力电池隔膜的一个重要发展方向。中国锂离子电池生产所需的隔膜材料主要依靠进口。2007年耗用外汇超过1.8亿美元（价格以每平方米2.8美元计），每年进口锂离子电池隔膜在6000万平方米以上，并以12%的速度递增。到2011年全球需要的锂离子电池隔膜将达到3.53亿平方米，销售额将达到11.26亿美元。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，并且有MBI、BYD两大客户的支持，成为干法聚烯烃隔膜的领跑者。Asahi Kasai（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。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。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，主要客户为比克和三洋，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。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别从德国、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。星源材质目前的客户群定位于珠三角地区，主要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，主要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”项目攻关小组经过三年多的开发工作，2004年建立了一条采用湿法工艺生产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，并经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精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，汇集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，主要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，采用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，少部分产品已经能够满足高端市场的质量要求。不仅可以满足对25、30、40微米传统隔膜的需求，而且可以极大满足众多公司对12、16、20微米超薄隔膜的要求。根据客户要求进行弹性分切，宽度从10-1000 mm。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。2009年底达到3000-3500万m2生产能力。