鋰電池隔膜市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局正逐漸形成

對(duì)全球鋰電材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展研究分別研究分析了正極材料、負(fù)極材料和隔膜材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況。隔膜材料產(chǎn)業(yè)近兩三年的變化非常大，一些新型隔膜材料產(chǎn)品(聚酯膜、纖維素膜、聚酰亞胺膜、聚酰胺膜、氨綸或芳綸膜等)粉墨登場(chǎng)的同時(shí)，產(chǎn)業(yè)和市場(chǎng)格局也開始隨之發(fā)生變化。這些變化將會(huì)持續(xù)幾年，或?qū)@著影響現(xiàn)有隔膜材料產(chǎn)業(yè)和市場(chǎng)格局。

有實(shí)力的“外行”介入隔膜制造領(lǐng)域的情況有日漸增多的趨勢(shì)。杜邦(Dupont，世界500強(qiáng)之一，預(yù)計(jì)2012年?duì)I收超過400億美元)開發(fā)出用于鋰離子電池的新型聚酰亞胺基分離隔膜，據(jù)悉可使電動(dòng)汽車提高電池動(dòng)力并延長(zhǎng)壽命。杜邦已于2011年初在美國威明頓和韓國首爾開始量產(chǎn)這種隔膜，向鋰離子電池推銷，挑戰(zhàn)現(xiàn)有隔膜材料市場(chǎng)格局的意圖非常明顯。東麗(Toray，2011財(cái)年實(shí)現(xiàn)營(yíng)收200億美元)與東燃化學(xué)(Tonen)合資組建有隔膜材料企業(yè)，自己也已經(jīng)開發(fā)出了耐熱性和尺寸穩(wěn)定性俱佳的，以芳綸樹脂為基材的多孔質(zhì)薄膜“微多孔芳綸薄膜”材料產(chǎn)品，正在向鋰離子電池企業(yè)提供相關(guān)樣品以供測(cè)試。

中國方面也有一些大型“外行”企業(yè)介入到了隔膜制造領(lǐng)域。首鋼總公司(世界500強(qiáng)之一)與中科院理化所合資組建了首科噴薄(SKPB)，利用理化所吳大勇技術(shù)團(tuán)隊(duì)開發(fā)出的納米纖維隔膜技術(shù)實(shí)施產(chǎn)業(yè)化，目前已向市場(chǎng)推出了相關(guān)產(chǎn)品。中興新(ZTE，年?duì)I收規(guī)模100多億美元)于2012年08月在深圳成立了專注隔膜材料研發(fā)制造業(yè)務(wù)的深圳中興創(chuàng)新材料技術(shù)有限公司(中興新材)。

現(xiàn)有的其他鋰電材料領(lǐng)域的企業(yè)也在積極介入隔膜材料市場(chǎng)。在電解液和負(fù)極材料市場(chǎng)擁有較大市場(chǎng)份額的三菱化學(xué)，一直在努力開拓隔膜市場(chǎng)，旗下三菱樹脂早在2009年中就建成了隔膜量產(chǎn)體制并向市場(chǎng)推出隔膜材料產(chǎn)品。由于從現(xiàn)有三強(qiáng)(旭化成、Celgard、東燃化學(xué))手中搶奪市場(chǎng)份額存在較大困難，三菱化學(xué)開始把目光轉(zhuǎn)向正在興起中的汽車動(dòng)力鋰離子電池市場(chǎng)。住友化學(xué)、杉杉科技等企業(yè)也和三菱化學(xué)的想法相當(dāng)，希望成為鋰電四大關(guān)鍵材料(正極材料、負(fù)極材料、電解液和隔膜)的綜合型供應(yīng)商，在這種發(fā)展戰(zhàn)略指導(dǎo)下，兩家公司都已介入隔膜材料制造領(lǐng)域。

從2004年新鄉(xiāng)格瑞恩公司第一條生產(chǎn)線調(diào)試成功并生產(chǎn)出合格產(chǎn)品開始算起，中國鋰離子電池隔膜材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展時(shí)間還不到10年。在這很短的時(shí)間內(nèi)，有的“老企業(yè)”已經(jīng)退出，有的步履蹣跚，同時(shí)又不斷有新資本介入，新企業(yè)層出不窮。中國隔膜材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展就像整個(gè)中國經(jīng)濟(jì)這10年發(fā)展的縮影：“過剩”的中國資本在四處尋找“活路”，追逐著希望和夢(mèng)想。

曾幾何時(shí)，有人期盼中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展能夠走上“量變引起質(zhì)變”的良性發(fā)展道路，現(xiàn)在，實(shí)際發(fā)展結(jié)果我們也已經(jīng)看到了，“量變”不但沒有引發(fā)“質(zhì)變”，反而產(chǎn)生了一堆之前沒有想到的問題，并在阻礙著政府對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式的主動(dòng)求變。鋰離子電池隔膜材料領(lǐng)域，會(huì)不會(huì)“量變引起質(zhì)變”，墨柯不清楚，但事實(shí)是國內(nèi)隔膜材料市場(chǎng)的價(jià)格戰(zhàn)這兩年已經(jīng)開始打了起來，且有愈演愈烈之勢(shì)，3元/m2的白菜價(jià)已經(jīng)開始出現(xiàn)。考慮到貨幣超發(fā)引起的通貨膨脹等因素，兩頭受擠之下，行業(yè)的利潤(rùn)率在直線下降。這樣，那些做了再說、期待從市場(chǎng)獲取收入來提高技術(shù)水平和產(chǎn)品質(zhì)量的想法，就顯得是那么不切實(shí)際。

“老企業(yè)”中，曾經(jīng)引起業(yè)內(nèi)人士普遍關(guān)注的桂林新時(shí)科技現(xiàn)在已經(jīng)悄無聲息地從人們的視野中消失了。遼源市鴻圖紙業(yè)2007年07月與韓國MASTER公司簽訂的年產(chǎn)4,400萬m2鋰離子電池隔膜項(xiàng)目，但該公司至今還沒有向市場(chǎng)推出隔膜產(chǎn)品。此外，山東正華、中科來方、杭州華容科技等“老企業(yè)”，發(fā)展得都非常緩慢，市場(chǎng)一直沒能做起來。杭州華容科技這幾年來一直悄無聲息，不過，山東正華看來找到了新的資金，正在積極地?cái)U(kuò)充產(chǎn)能。中科來方目前主要是依靠兄弟企業(yè)瑞聲新能源的訂單，二者同為江蘇遠(yuǎn)宇集團(tuán)旗下企業(yè)。

與此同時(shí)，新進(jìn)企業(yè)層出不窮。鋰離子電池市場(chǎng)的大發(fā)展，直接帶動(dòng)了材料市場(chǎng)的大發(fā)展。由于隔膜材料是中國唯一尚未實(shí)現(xiàn)完全自給的鋰離子電池關(guān)鍵材料，因此吸引了很多企業(yè)的興趣。近兩三年，除了傳統(tǒng)的隔膜三強(qiáng)格瑞恩、金輝高科和星源材質(zhì)之外，有一大批新進(jìn)企業(yè)參與了進(jìn)來。上期月度報(bào)告真鋰研究簡(jiǎn)單介紹了江西先材、首科噴薄、滄州明珠、天津東皋膜、南通天豐、東航光電和云天化紐米科技等7家企業(yè)，本期月度報(bào)告再簡(jiǎn)單介紹了幾家企業(yè)，如南洋科技、義騰新能源、蘇州捷力、大東南、九九久、銅陵晶能電子、江蘇立鼎、三門峽興邦等。

在隔膜技術(shù)的發(fā)展方面，目前存在兩大路線：一是傳統(tǒng)的聚烯烴(Polyolefin)隔膜(PP、PE單層隔膜及多層復(fù)合膜)技術(shù)路線，二是無紡布隔膜技術(shù)路線。出于配套產(chǎn)業(yè)較為發(fā)達(dá)、可利用現(xiàn)有生產(chǎn)設(shè)施等方面因素的綜合考慮，目前全球主要隔膜企業(yè)的技術(shù)開發(fā)重心還是放在傳統(tǒng)聚烯烴類隔膜上，而致力于開發(fā)無紡布隔膜技術(shù)的則多為一些新進(jìn)企業(yè)。

一般而言，PE隔膜主要采用濕法工藝制造，但也有企業(yè)在嘗試開發(fā)干法制造PE隔膜的工藝技術(shù)。山東正華公司就聲稱成功研發(fā)出了“干法PE單向拉伸制備鋰離子電池隔膜技術(shù)”。而應(yīng)用于動(dòng)力鋰離子電池的PE隔膜材料，最重要的是提高安全性能。鑒于PE的閉孔溫度不高，普遍辦法是在隔膜表面再涂覆一層材料以提高隔膜的耐熱性能。一般是涂覆無機(jī)陶瓷材料，很多企業(yè)都在這么做，但是技術(shù)發(fā)展至今，也有企業(yè)開始嘗試有機(jī)涂覆，如義騰新能源就開發(fā)出了有機(jī)聚合物涂層的PE隔膜材料產(chǎn)品。

東燃化學(xué)(Tonen)動(dòng)力鋰離子電池隔膜技術(shù)特點(diǎn)是提高基體材料的性能，同時(shí)革新薄膜制造工藝。旭化成(Asahi)推出的“IBS(Inorganic-blended separator)”動(dòng)力鋰離子電池隔膜，是在隔膜中混合無機(jī)物，其最大特點(diǎn)是可直接利用現(xiàn)有的鋰電池隔膜量產(chǎn)線，因此制造成本可維持現(xiàn)有水平。不少中國企業(yè)也聲稱掌握了PE隔膜陶瓷涂覆的技術(shù)，并正在嘗試推出相關(guān)動(dòng)力鋰離子電池隔膜產(chǎn)品。

PP隔膜產(chǎn)品技術(shù)的主要推動(dòng)力量是美國Polypore集團(tuán)旗下的Celgard公司，這方面該公司做了大量工作，并引導(dǎo)著相關(guān)應(yīng)用技術(shù)的開發(fā)潮流。國內(nèi)PP隔膜的代表性企業(yè)現(xiàn)階段是新鄉(xiāng)格瑞恩和深圳星源材質(zhì)，以后是否會(huì)有其他企業(yè)取而代之，目前未知。

目前車用動(dòng)力鋰離子電池制造主要采用的PP/PE/PP三層復(fù)合隔膜，就是Celgard公司率先開發(fā)出來并實(shí)現(xiàn)規(guī)?；瘧?yīng)用的。另外，在單層PP隔膜上進(jìn)行陶瓷涂覆也是一個(gè)辦法。三菱化學(xué)就在采用這個(gè)辦法。三菱化學(xué)旗下的三菱樹脂于2011年12月16日對(duì)外宣布，開發(fā)出了可耐熱200℃以上的鋰離子電池用隔膜并建立起了相關(guān)量產(chǎn)體制。

總的來看，在聚烯烴類隔膜上涂覆無機(jī)陶瓷物以提高隔膜材料的耐高溫性能，這一類的技術(shù)發(fā)展已比較成熟，且大致存在著一個(gè)先PE后PP的過程，這是PE熔點(diǎn)相對(duì)較低的原因所致。真鋰研究認(rèn)為，這可能是日本矢野經(jīng)濟(jì)研究所認(rèn)為動(dòng)力鋰離子電池隔膜出現(xiàn)了采用濕式而非干式的動(dòng)向的主要原因。

一些新進(jìn)企業(yè)為了取得成功，則希望避開隔膜領(lǐng)域現(xiàn)有主要企業(yè)的優(yōu)勢(shì)，開發(fā)新型隔膜材料產(chǎn)品以切入這個(gè)市場(chǎng)。在這種思路下，近幾年，在杜邦、三菱制紙、王子制紙等企業(yè)的帶動(dòng)下，無紡布隔膜技術(shù)的開發(fā)成為了熱點(diǎn)。

上期月度報(bào)告介紹的江西先材和杜邦開發(fā)的聚酰亞胺(PI)隔膜，就是屬于無紡布隔膜。另外，聚酯(主要指聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(PET)，習(xí)慣上也包括聚對(duì)苯二甲酸丁二酯(PBT))膜、纖維素膜、聚酰胺(PA)膜、芳綸(聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺，Aramid fiber)膜、氨綸(聚氨基甲酸酯纖維，PU)膜等等，都是屬于無紡布隔膜這一大類。

在纖維素隔膜技術(shù)開發(fā)方面，德國贏創(chuàng)德固賽開發(fā)的Separion?隔膜可能是最早的無紡布隔膜產(chǎn)品，其制備方法是在纖維素?zé)o紡布上復(fù)合Al2O3或其他無機(jī)物。日本特種東海制紙(總部位于東京)也已經(jīng)開發(fā)出了纖維素隔膜材料技術(shù)并計(jì)劃2014年秋實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。中國科學(xué)院青島生物能源與過程研究所仿生能源與儲(chǔ)能系統(tǒng)團(tuán)隊(duì)2012年在動(dòng)力鋰離子電池隔膜領(lǐng)域取得突破性進(jìn)展，成功開發(fā)出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高安全性阻燃生物質(zhì)復(fù)合材料的動(dòng)力鋰電池隔膜，并達(dá)到中試生產(chǎn)規(guī)模。

在聚酯類隔膜技術(shù)開發(fā)方面的代表性企業(yè)是日本王子制紙和三菱制紙。王子制紙通過造紙方法成形濕法無紡布基材，在基材上涂覆PU、PET或PTFE(聚四氟乙烯，又稱Teflon)樹脂，樹脂層通過助劑形成具有比基材更小孔徑的多孔結(jié)構(gòu)，可以制備孔徑在200nm左右的隔膜材料。三菱制紙和東京理工大學(xué)開發(fā)出了直接使用高耐熱性纖維素和聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(PET)的無紡布隔膜技術(shù)，隔膜試制品的最大特點(diǎn)是具有高耐熱性以及因空隙率高而具有的優(yōu)異的電解液浸透性。

中國也有一些企業(yè)在積極開發(fā)聚酯類隔膜材料技術(shù)，如浙江寧波長(zhǎng)陽科技有限公司、大東南等。

有很多企業(yè)在積極開發(fā)芳綸類隔膜技術(shù)，并在這兩年有了一批成果被披露。東麗(東燃化學(xué)在隔膜領(lǐng)域的密切合作伙伴)2012年02月對(duì)外宣布開發(fā)出了耐熱性和尺寸穩(wěn)定性俱佳的，以芳綸樹脂為基材的多孔質(zhì)薄膜“微多孔芳綸薄膜”。該公司表示，通過添加防止芳綸樹脂凝聚的相分離控制劑，可以形成微細(xì)且均勻的多孔質(zhì)膜。其主要用途是鋰離子電池的隔膜，為了在2015年投入量產(chǎn)，該公司今后將繼續(xù)對(duì)其進(jìn)行改良。東麗設(shè)想這種薄膜用作動(dòng)力鋰離子電池隔膜。東麗認(rèn)為，今后對(duì)鋰離子電池的需求出現(xiàn)了大容量化和高輸出功率化的要求，這樣，在更高的溫度下，PE制薄膜會(huì)全部熔化，可能引發(fā)電極相互接觸的嚴(yán)重事故。因此東麗預(yù)測(cè)這種芳綸隔膜將會(huì)非常具有發(fā)展前景。