手机爆炸事故再现,浅析锂电池隔膜未来研究方向

PFC导读:

 

前段时间,关于锤子T3手机的爆料不断,比如,最近就有网友爆料,锤子T3在测试的时候出现重大Bug,10万部机器全部都要返厂。但也就只是传说而已,并没有得到确认。毕竟,一款手机的质量还是要靠事实说话。

 

要说到手机质量,这两天的反面典型绝对是三星手机。前一段时间,三星的新款手机Galaxy Note 7因为电池存在安全问题被大规模召回,不少用户感叹,原来这大厂的产品也会有严重的安全隐患。

 

对于手机来说,电池的重要性不言而喻;当然,说到锂电池的寿命与安全性,锂电池隔膜的好坏起到了至关重要的作用。

 

锂电池隔膜是决定电池性能、安全性和成本的重要材料。在锂离子电池主要原材料中,除正负极材料以及电解质溶液外,隔膜也是非常重要的组成部分。隔膜的主要作用是使电池的正负极分隔开,防止正负极接触而发生短路。在四大锂离子电池材料中,隔膜的成本占比仅次于正极材料,约为10%-15%,在一些高端电池中,隔膜成本占比更高。

 

中国锂电池市场的现状简析

 

受国家政策及下游行业的拉动,我国2011-2016年锂电池市场需求的年增幅较大,其中2013年市场增长的动力主要来自于智能手机、移动电源、电动自行车等,2014-2016年除上述市场之外,最大动力来自电动汽车和基站电源。而且在全球的市场需求中,中国市场占比也上升较快。

 

由于锂电池隔膜属于国家鼓励发展的电池配套材料,符合国家《当前优先发展的高技术产业化重点领域指南》,同时属于“国家中长期科学和技术发展规划纲要 (2006-2020年)”中所列:高效能源材料技术中的高效二次电池材料及关键技术专题。我国出台的《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》确定的七大战略性新兴产业中,“新能源、新材 料、新能源汽车”等三项都与锂离子电池有关。新能源汽车产业的重点是纯电动汽车和插电式混合动力车,锂离子电池是其成败的关键要素之一。无论是蓄能电池还是动力电池,其基础都是材料,因此,发展锂离子电池材料对于推动我国战略性新兴产业的发展具有极大的意义。此外,为推广新能源汽车的使用,国家政策密集出台。未来,我们的政策环境将越趋利好。

 

 

在政府直接补贴、牌照优先、公务用车加大新能源车占比等政策扶持下,电动汽车推广呈爆发式增长。据中国汽车工业协会统计数据显示,2014年新能源汽车生产78499辆,销售74763辆,比上年分别增长3.5倍和3.2倍。预计2015年新能源汽车将延续2014年的快速增长趋势,保持同比2-3倍的增长,年产销量将达15-20万辆。 随着新能源汽车销量的进一步提高。2016年之前锂电池逐渐进入供应紧张的阶段,强烈的需求更进一步凸显了产能的短暂性不足。据介绍,在此前,国内电动汽车企业在产能设计之初考虑到国内市场需要较长时间培育,多数企业仅有一条生产线处于生产状态。再加上新能源动力电池对产品的要求较高,企业在选材和生产上都需要一段时间,因此,据其预测,国内锂动力电池要达到供需平衡,最快也要等到2017年。未来几年,锂电池生产企业将迎来业绩持续高增长阶段。随着中国电动汽车销量的大幅增长,锂离子动力电池市场正开始进入黄金期。到2017年,锂离子电池产业规模将暴增400%。

 

 

锂电池隔膜未来研究方向

 

从行业整体来看,隔膜的研究方向主要集中在以下几个方面:

 

①提高产品良品率:由于市场的供过于求,隔膜价格下降导致隔膜企业的利润率已经有了大幅度下滑,外部市场不利的情况下企业要想办法自救。哪家企业能够有较高的良品率,较低的生产成本,哪家企业才能在激烈的市场竞争中生存,提高良品率已经成为企业的当务之急。

 

②提高隔膜耐热性:技术的进步,社会的发展,安全问题必然会越来越受到社会的重视,所以解决隔膜的耐热性能,谁能生产能在充放电过程中,大面积正、负极短路后仍能保持隔膜完整性的耐高温复合隔膜,谁就占领了先机,谁就有可能和特斯拉一类的企业共舞;

 

③研制超薄隔膜:随着市场的发展,更轻薄、更小巧的3C电子产品将不断进入我们的生活,这类产品需要更薄的锂离子电池隔膜来制作电池,同时,锂电池对容量的追求也需要薄膜往轻薄化方向发展。但超薄隔膜的生产制备对设备、工艺的要求很高,企业如果能够掌握超薄隔膜的制作技术必然在未来的竞争中处于非常有力的位置。

 

④提高隔膜的吸液性能:目前锂离子电池的容量问题已经越来越突出,不管是智能手机还是动力汽车,其待机时间或续航里程与消费者的需求之间的矛盾日益突出。如果企业在超薄电池隔膜方面难以有更好的突破,可以想办法改善隔膜的吸液性能,因为改善吸液性能同样能够提高电池的容量。

 

⑤研发聚合物电解质隔膜、纤维隔膜等新型隔膜产品。研究这些隔膜会有一定的风险,因为中国改革30多年的经验告诉我们,模仿跟随的办法相对容易成功,创造发明的方式则比较挫折。如果能够通过自身的努力开辟出一条新的途径,毕将成为行业的标杆,利润是难以想象的。

 

 

从改进隔膜性能方面来讲,目前主要有三种思路:

 

①在PP膜和PE膜的基础上增加功能性涂层,以满足对高温特性等特殊需求。功能性涂层不但可以改善隔膜的耐热性能,还可以解决隔膜的亲电解液性能,各个企业所采用的配方和涂布形式有所不同。

 

②无机或有机材料共混PE、PP膜:改善耐热性的另外一种方法是将PE和耐热的无机粒子或PP进行混合制备电池隔膜,这样能够结合各种材料的优点。

 

③彻底改变基体材料,如采用聚酰亚胺等材料代替传统的PP和PE材料。 聚酰亚胺成本较高,但可以考虑聚酰亚胺和PE的结合使用,也可以考虑其他类型的聚合物材料。

 

PFC小结:

 

市场需求增长以及产业高毛利率的吸引,国内锂电池隔膜产能近几年急剧扩张。然而与国外知名巨头相比,我国锂电隔膜生产企业在产品研发、生产工艺控制、产品一致性、生产设备制造以及品牌知名度等方面,存在较大差距。目前,国产隔膜主要面对中低端市场,产能扩张以中低端产品为主。相反,在高端隔膜市场中,产业供应格局稳定,竞争压力较小,盈利能力有一定保障。走高端化将成为我国锂电池隔膜产业未来的发展方向,具备高端产品产能的企业有望率先受益。

 

来源:中国塑膜网


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