鋰電隔膜材料作用,隔膜產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力弱的原因

來(lái)源：存能電氣  日期：2019-06-25 10:48  瀏覽量：次

　　鋰電隔膜材料作用，隔膜產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力弱的原因。在鋰電池的結(jié)構(gòu)中，隔膜是關(guān)鍵的內(nèi)層組件材料一。隔膜采用塑料膜制成，可隔離電池正負(fù)極，以防止出現(xiàn)短路；還可以在電池過(guò)熱時(shí)，通過(guò)閉孔功能來(lái)阻隔電池中的電流傳導(dǎo)。時(shí)至今日，商品化的鋰離子電池隔膜仍然是聚烯烴微孔膜。

　　鋰電隔膜材料作用

　　鋰電池隔膜因具有良好的機(jī)械性能、化學(xué)穩(wěn)定性和高溫自閉性能，故而可以從隔離電池正負(fù)極、允許鋰離子通過(guò)、防止高溫引起的電池爆炸等方面提高鋰離子電池的綜合性能，從而使得鋰離子電池在能量密度、循環(huán)壽命、環(huán)保性及安全性等方面比傳統(tǒng)的鉛酸、鎳鎘電池更具優(yōu)勢(shì)，也使得鋰離子電池能夠替代傳統(tǒng)的鉛酸、鎳鎘電池。

　　鋰電池廣泛應(yīng)用于新能源汽車(chē)、儲(chǔ)能電站、電動(dòng)自行車(chē)、電動(dòng)工具、航天航空、醫(yī)療及數(shù)碼類(lèi)電子產(chǎn)品等領(lǐng)域。也因此，鋰電隔膜成為鋰離子電池生產(chǎn)的關(guān)鍵材料之一，乃至其產(chǎn)業(yè)鏈的重要組成部分。隔膜的生產(chǎn)工藝具有較高的技術(shù)壁壘，其成本約占鋰離子電池成本的10%-20%，毛利率可達(dá)50%-60%，是四大主要材料中毛利率最高的產(chǎn)品，因此，鋰電池隔膜也被業(yè)內(nèi)認(rèn)為是鋰離子電池產(chǎn)業(yè)鏈中最具投資價(jià)值的行業(yè)之一。

　　鋰電池隔膜的的離子傳導(dǎo)能力直接關(guān)系到電池的整體性能，其隔離正負(fù)極的作用使電池在過(guò)度充電或者溫度升高的情況下能限制電流的升高，防止電池短路引起爆炸，具有微孔自閉保護(hù)作用，對(duì)電池使用者和設(shè)備起到安全保護(hù)的作用。

　　鋰電池隔膜成本占電池成本的1/3左右。隔膜的性能決定了電池的界面結(jié)構(gòu)、內(nèi)阻等，直接影響電池的容量、循環(huán)性能以及安全性能等特性，性能優(yōu)異的隔膜對(duì)提高電池的綜合性能具有重要的作用。目前60%～70%的隔膜市場(chǎng)主要采用濕法雙向拉伸工藝，因?yàn)闈穹p向拉伸縱向橫向更加均勻平衡。而且濕法主要用于高端隔膜，干法用于中低端產(chǎn)品。

　　鋰電池隔膜的組成材料有哪些?

　　根據(jù)不同的物理、化學(xué)特性，鋰電池隔膜材料可以分為：織造膜、非織造膜(無(wú)紡布)、微孔膜、復(fù)合膜、隔膜紙、碾壓膜等幾類(lèi)。聚烯烴材料具有優(yōu)異的力學(xué)性能、化學(xué)穩(wěn)定性和相對(duì)廉價(jià)的特點(diǎn)，因此聚乙烯、聚丙烯等聚烯烴微孔膜在鋰電池研究開(kāi)發(fā)初期便被用作鋰電池隔膜。

　　盡管近年來(lái)有研究用其他材料制備鋰電池隔膜，如采用相轉(zhuǎn)化法以聚偏氟乙烯(PVDF)為本體聚合物制備鋰電池隔膜，研究纖維素復(fù)合膜作為鋰電池隔膜材料等。不過(guò)市場(chǎng)上的隔膜材料主要是以聚乙烯、聚丙烯為主的聚烯烴類(lèi)隔膜，其中聚乙烯產(chǎn)品主要由濕法工藝制得，聚丙烯產(chǎn)品主要由干法工藝制得。

　　鋰電池隔膜產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力弱的原因

　　一、我國(guó)鋰電池隔膜產(chǎn)業(yè)起步較晚

　　隔膜產(chǎn)業(yè)相關(guān)技術(shù)儲(chǔ)備不足。目前，鋰電隔膜制備工藝主要有干法單向拉伸、干法雙向拉伸和濕法工藝等3種;干法單向拉伸技術(shù)工藝及相關(guān)專(zhuān)利主要掌握在美國(guó)Celgard公司、日本宇部等公司手里;而濕法工藝技術(shù)及相關(guān)專(zhuān)利則主要掌握在日本旭化成等企業(yè)手中;雖然，星源材質(zhì)2008年自主研發(fā)成功干法單向拉伸技術(shù)并取得了相應(yīng)的專(zhuān)利技術(shù)，中國(guó)科學(xué)院化學(xué)所研究自主開(kāi)發(fā)法雙向拉伸技術(shù)，但是技術(shù)的成熟度及相關(guān)專(zhuān)利數(shù)與國(guó)外相比還有一定的差距。

　　二、技術(shù)壁壘高

　　要滿(mǎn)足鋰電池的高工作電壓、小體積、大能量密度、高放電功率等要求，隔膜材料就必須具備優(yōu)良的與高電化學(xué)活性正負(fù)極材料的相容性、微觀孔隙結(jié)構(gòu)與孔徑分布的一致性、合適的厚度、離子透過(guò)率、孔徑和孔隙率以及足夠的化學(xué)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性和力學(xué)穩(wěn)定性等安全性能，這就需要具有高標(biāo)準(zhǔn)的隔膜產(chǎn)品原材料配方設(shè)計(jì)、微孔制備技術(shù)以及成套設(shè)備設(shè)計(jì)等能力。

　　目前，國(guó)產(chǎn)隔膜在上述原料配方、微孔制備工藝和成套設(shè)備設(shè)計(jì)等能力上與國(guó)外比還存在明顯差距。關(guān)鍵技術(shù)的缺失和裝備水平的不足導(dǎo)致國(guó)產(chǎn)隔膜在一致性和穩(wěn)定性等方面相對(duì)較差，這也一定程度上影響了鋰離子電池的性能。

　　三、人才問(wèn)題

　　高品質(zhì)鋰電池隔膜的研發(fā)、生產(chǎn)及制造技術(shù)涉及高分子材料學(xué)、材料加工、納米技術(shù)、電化學(xué)、表面和界面學(xué)、機(jī)械設(shè)計(jì)與自動(dòng)化控制技術(shù)、成套設(shè)備設(shè)計(jì)等多個(gè)學(xué)科，也需要上述多領(lǐng)域?qū)I(yè)人才的協(xié)同合作，而我國(guó)相關(guān)人才培養(yǎng)及儲(chǔ)備還有很大的欠缺。

　　四、產(chǎn)業(yè)集中度低

　　目前，雖然我國(guó)已經(jīng)形成了具有一定規(guī)模和技術(shù)水平的鋰電隔膜生產(chǎn)行業(yè);但是，我國(guó)鋰離子電池隔膜生產(chǎn)企業(yè)整體上規(guī)模較小、技術(shù)水平較低、市場(chǎng)占有率較低，這與日本旭化成、美國(guó)Celgard公司、東燃化學(xué)、韓國(guó)SKI、日本宇部等占據(jù)過(guò)半國(guó)際市場(chǎng)份額的國(guó)際巨頭差距明顯。當(dāng)然，經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，我國(guó)鋰電池隔膜行業(yè)也涌現(xiàn)出了不少優(yōu)秀企業(yè)如星源材質(zhì)等，其具備自主技術(shù)，市場(chǎng)占有率也逐年上升，企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力也逐年增強(qiáng)。

　　以上就是鋰電隔膜材料的介紹，毛利率高、增長(zhǎng)速度快，鋰電池隔膜的市場(chǎng)前景也就一片光明。我國(guó)鋰電池隔膜行業(yè)處于高速發(fā)展的階段，濕法隔膜逐漸成為主流的技術(shù)路線。我國(guó)各類(lèi)鋰電池隔膜生產(chǎn)企業(yè)通過(guò)多年的引進(jìn)、消化、吸收、學(xué)習(xí)先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，逐步形成了自己的制膜技術(shù)體系，也造就了一批機(jī)電設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、加工達(dá)到接近國(guó)際先進(jìn)水平的企業(yè)。