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锂电池隔膜产业大跃进 高端领域仍是蓝海

      证券时报网报道:近年来,锂电池相关政策陆续出台推动着产业上下游企业如雨后春笋般成立,美好的市场前景吸引了各类产业资本。但在低端同质化竞争和技术安全性隐患等因素的影响下,行业正面临规模化应用困局。
      针对这一现状,日前召开的2012北京动力锂离子电池技术及产业发展国际论坛上,国家高技术绿色材料发展中心主任、中国电池工业协会副理事长吴锋教授认为,锂电池产业的粗放式拓展路径弱化了对关键材料的技术创新,我国要想在激烈的国际博弈中占据一席之地,必须从源头创新上下功夫,加快关键材料的设计和布局。
      证券时报记者实地调研发现,作为锂电池关键组件和最具投资价值的隔膜产业正呈现大跃进态势,但品质定位仍集中在中低端,满足市场需求的高品质隔膜领域还是一片蓝海。
低端无效供给过剩
      锂电池的主要构成材料包括正极、负级、电解液和隔膜。其中隔膜是锂电池最关键的内层组件和核心材料。
      由于锂电池的容量、循环能力和充放电电流密度等关键性能都与隔膜有直接联系,加上生产隔膜的技术壁垒较高,潜在的投资价值让隔膜产业为国内众多厂商逐鹿。
      河北金力新能源公司总经理封志强认为,除了技术壁垒和应用价值外,隔膜的高毛利率是吸引企业进军该领域最为现实的因素。隔膜成本约占整个锂电池成本的三成,毛利率却可达60%以上,在四大锂电池材料中毛利率最高。
      巨大的商机让国内锂电池隔膜产业快速崛起,短时间内涌现出大批的隔膜生产企业。
      据证券时报记者不完全统计,目前国内已有近50家企业在建和计划投资上马锂电池隔膜项目,预计新增产能超过6亿平方米。从行业整体来看,涉及锂电池隔膜业务的近50家企业中,已经建成生产线的企业不到20家,其余半数以上的企业大多处于在建和拟建阶段。其中,上马隔膜项目的上市公司有大东南、沧州明珠、佛塑科技、云天化、九九久、深圳惠程、南洋科技、多氟多等8家。
      在8家上市公司中,沧州明珠2011年底已建成300万平方米干法单拉锂电池隔膜实验生产线,并开始向苏州星恒等下游锂电池企业批量供货;云天化子公司重庆纽米科技的年产1500万平方米湿法锂离子电池隔膜生产线已于2011年10月投产;佛塑科技子公司金辉高科是我国最早实现湿法工艺产业化的企业之一,目前已经实现了年产2500万平方米的生产能力。
      值得注意的是,众多国内企业同时进军隔膜领域来发展锂电产业带来了两大问题,一方面,总规划产能已远超过实际出货量,另一方面,这些实际出货量能被市场接受的比例却不到30%。
      “如果没有可靠的技术来源和持续的研发能力,仅靠中低端的重复建设和价格竞争势必影响隔膜产业的健康发展。”中信国安子公司盟固利动力科技有限公司相关人士表示。
      东方证券分析师郑青在研究报告中指出,2011年我国有实际产出能力的隔膜生产企业的出货量仅为3100万平方米,远低于国内现有产能。究其原因,除了规划产能和实际建设产能可能存在差异外,企业设计产能的结构与市场需求的结构脱节带来的无效供给值得警惕。
      对此,封志强认为,国内隔膜生产企业的产能不是超过而是不能满足市场需求,很多隔膜企业的技术含量低,根本无法打入高端市场,进入世界主流电池厂商的供应体系。企业在单纯的产能增加但质量无法达到中高端市场需求的情况下,低价同质化竞争必将引发行业大洗牌。锂电池隔膜领域短时间涌现出大批企业带来的担忧多于欣喜。
      北京首科喷薄科技发展有限公司副总、中科院理化技术研究所研究员吴大勇表示,锂电池隔膜项目不是简单地做一个膜的拉伸,而是一项技术含量较高的产业,对技术的先进性、设备、管理水平、生产过程控制、成本控制、技术工人的熟练程度等都提出了很高的要求。
      “隔膜的规模化生产过程中,技术难点不仅表现在均匀的造孔、厚度均匀性的控制、材料应变的一致性等环节上,还需要进一步提高隔膜的耐热性和对电解液的亲润性。”吴大勇认为。
复合隔膜应用是大势所趋
      在锂电池的四大材料体系中,隔膜材料已经实现初期的批量生产,但绝大多数为中低端消费类电子应用隔膜。由于国内企业的生产技术、产品性能和研发体系上与国际先进水平差距较大,高品质电池隔膜在国内几乎空白。
      江苏国泰控股子公司国泰华荣化工新材料有限公司相关负责人袁翔云表示,目前而言,国内的锂电池隔膜产品在传统的消费电子领域已经部分替代进口产品,但锂电动力电池中的复合隔膜基本上还是进口的。
      “由此可见,锂电池隔膜国产化替代是锂电行业的期盼,前提是我们必须研究明白上游锂电池客户在应用中的技术要求、电池隔膜材料的性能要求、电池隔膜制成工艺要求以及与其他电池材料匹配电化学性能及安全要求。”吴锋表示。
      尽管我国锂电池隔膜的主要消费领域为消费电子类产品,但在动力电池产业受到国家政策大力支持的背景下,未来我国车用锂电池隔膜材料的需求量将会大增,对隔膜性能提出了更为严格的要求。
      受访的多位业内专家表示,目前国内锂电池隔膜主要以干法拉伸PP和湿法拉伸PE为主,大多为中低端品质,现阶段通过一定的技术对隔膜表面的特殊涂覆,提升吸液性能和耐热性能,才有可能满足车用动力电池的应用。
      以河北金力新能源公司生产的超高分子量聚乙烯湿法隔膜为例,该公司研发团队一直致力于高端隔膜的研发,2002年5月实现量产,目前已与国内中高端的30余家锂电池公司展开了技术和产品合作。
      河北金力新能源公司总工程师荣强对此深有体会:“锂电池隔膜性质的优劣直接影响电池的容量、循环以及安全性能等特征,金力新能源是率先在国内引进日本最先进锂电池隔膜生产技术并产业化的企业,专家评审结果显示,我们生产的超高分子量聚乙烯湿法隔膜已达到与日本同类公司隔膜的质量。”
      事实上,为进一步提高锂电池的安全性能,河北金力新能源公司还与中科院合作成功研制出耐高温隔膜涂布浆液,使用该浆液的隔膜可有效提高动力电池在高倍率下的耐热性,进而提升动力电池的安全性能。“同时为进一步提升锂电池的超高倍率放电性能,满足军用电池的特殊需求,公司又与总装备部军用化学电源与发展中心达成合作研发意向,形成了完善的基础研发体系。”封志强对记者表示。
      中国科学院上海硅酸盐研究所研究员、特种无机涂层重点实验室副主任乐军则认为,涂覆改性工艺创新只是隔膜产业发展的第一层次,新型复合隔膜体系的研发应用是下一代车用动力电池的主导技术路线。
      长期从事新能源领域储能电池材料研究的中科院青岛生物能源与过程研究所研究员崔光磊表示,现有的隔膜材料很难在综合性能上满足诸多的标准和要求,因此,迫切需要开发新的复合薄膜以及电解质材料,以同时满足动力电池隔膜和电解质的各项性能,采用多种材料复合或合成新的聚合物单离子导体来制备复合薄膜,可以进一步提高电池的高熔点和安全性。
      对于隔膜的发展趋势,招商证券电子行业分析师张良勇认为要走两种技术路线,一种是倾向于更加轻薄的消费类锂电池隔膜技术研发,主要针对手机、笔记本等分布式应用架构体系,能够提升锂电池的容量和便携性;另一种是倾向于使用厚膜或者多层复合隔膜的动力电池类隔膜的研发,主要针对电动汽车、大规模储能电站等大型动力类应用。

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