2017年中國鋰電池材料行業市場發展趨勢及未來前景預測分析

“鋰電池”是一種以鋰金屬或鋰合金為負極材料，采用非水電解液的電池。鋰金屬電池最早由吉爾伯特·N·劉易斯于1912年提出并研究。20世紀70年代，M.S.Whittingham提出并開始研究鋰離子電池。鋰電池大致可以分為兩類：鋰金屬電池和鋰離子電池。鋰離子電池不含金屬鋰，可再充電。鋰金屬電池是可充電電池的第五代產品，誕生于1996年，其安全性、比容量、自放電率和性價比均優于鋰離子電池。由于其自身的高科技要求，只有少數國家在生產這種鋰金屬電池。因此，我們在這里主要討論的是鋰離子電池。鋰離子電池行業新能源汽車已成為鋰電池需求增長的支撐點。中國汽車工業協會數據顯示，2017年1-4月，新能源汽車累計生產95856輛，同比增長1.4%；銷量為90402輛，同比下降0.2%。其中，純電動汽車產銷分別為78351輛和72895輛，同比增長11%和9.7%；插電式混合動力汽車產銷分別為17504輛和17507輛，同比下降26.8%和27.4%。盡管新能源汽車產銷增速有所放緩，但純電動汽車產銷仍保持快速增長。隨著新能源汽車產銷的爆發式增長，新能源汽車在中國汽車生產中的比重不斷提高。2016年，新能源汽車產量占汽車總產量的1.79%；新能源汽車銷量占汽車總銷量的1.81%。2017年1-4月，新能源汽車產量占汽車總產量的1.03%；

新能源汽車的銷量占汽車總銷量的0.99%。中國新能源汽車的生產和銷售呈爆炸式增長（10000輛）。新能源汽車在中國汽車生產和銷售中的比例一直在提高。從應用領域來看，鋰離子電池的下游需求主要是3C消費電子、動力電池、工業和儲能。目前，3C消費電子產品仍是鋰電池最大的需求終端。但隨著新能源汽車產量的快速增長，動力電池的需求得到了刺激，成為鋰電池需求增長的最重要支撐點。據統計，2011年中國電動汽車對鋰離子電池的需求為176.7萬千瓦時，僅占鋰電池市場總需求的6.6%。2015年，需求迅速增長至15030900千瓦時，五年內增長了八倍多，市場份額也迅速增長至19%左右，成為僅次于3C鋰離子電池的第二大細分市場。鋰離子電池隔膜內部組件成本結構圖：技術壁壘最高，高端隔膜供不應求，是決定鋰離子電池性能、安全性和成本的重要組成部分。鋰離子電池的放電原理是陰極材料中的Li+脫嵌并通過電解質移動到陰極，而電子通過外部電路從陽極移動到陰極形成電流。一旦陽極和陰極材料接觸，電池就會短路，甚至發生燃燒和爆炸。隔膜作為一種絕緣材料，其主要功能是防止陽極和陰極材料接觸引起短路，已成為確保電池安全的最重要部件之一。隔膜可以浸泡在電解質中，表面有很多微孔，可以讓鋰離子通過。材料、厚度和微孔數量都會影響鋰離子通過隔膜的速度，進而影響電池的放電速率和循環壽命。在四大鋰離子電池材料中，隔膜的成本僅次于正極材料，約為10%-15%。在一些高端電池中，隔膜的成本甚至超過20%，主要原因是：在四大鋰離子電池材料中，隔膜技術壁壘最高，毛利率最高。鋰離子電池隔膜的性能和技術要求干法和濕法是鋰離子電池隔板的主要生產工藝，但濕法鍍膜將是大勢所趨。鋰離子電池隔膜的生產工藝包括濕法和干法，干法可分為單向拉伸工藝和雙向拉伸工藝。濕法將液態烴或一些小分子物質與聚烯烴樹脂混合，加熱熔融后形成均勻的混合物，然后降低溫度進行相分離，對膜進行壓制，然后將膜加熱到接近熔點的溫度，通過雙軸拉伸使分子鏈取向。最后，將溫度保持一定時間，并通過揮發性物質洗脫殘留溶劑，從而可以制備互連的微孔膜材料。日本旭化成、日本東燃、韓國SK等都采用這種工藝。干法工藝可細分為單向拉伸工藝和雙向拉伸工藝。干單軸拉伸工藝是通過生產硬質彈性纖維，生產結晶度低的高取向聚丙烯或聚乙烯薄膜，然后在高溫下退火，獲得結晶度高的取向薄膜。該膜在低溫下被拉伸以形成微缺陷，然后在高溫下將缺陷拉開以形成微孔。美國的Celgard、日本的Ube等都采用了這一流程。干式雙軸拉伸工藝是中國科學院化學研究所于20世紀90年代初開發的一種具有自主知識產權的工藝。通過在聚丙烯中添加具有成核功能的β-晶體改性劑，利用聚丙烯不同相之間的密度差異，在拉伸過程中發生晶體轉變，形成微孔，用于生產單層聚丙烯薄膜。目前，中國超過三分之一的產能使用干式雙拉伸工藝，……

其產品在低端市場占有很大比例。

與電動汽車相比，鋰離子電池隔膜的干法和濕法生產工藝在使用環境中相對苛刻，對安全性要求更高。需要厚膜。濕法制作的隔膜很薄，容易壞掉，導致電池短路。然而，干法制造的分離器通常厚度為20-40μm，熔點高，因此具有很強的安全性。因此，主要使用干式分離器。由于隔膜孔徑分布不均勻，穩定性差，干式單拉隔膜主要用于電動汽車。此外，干式隔膜的生產成本低于濕法，而且用于動力和儲能領域的電池需要使用大量隔膜，這對成本更敏感，因此干式隔膜最適合用于動力和蓄能電池。便攜式電池對成本相對不敏感，并且更關注能量密度。干隔板厚度過高會導致電池能量密度低，而濕隔板厚度可低至9um。考慮到成本和技術，干法工藝將在短期內主導國內動力隔膜市場，但從長遠來看，濕法工藝是未來技術的演變方向。在性能比較方面，濕涂膜將是未來的一大趨勢。根據目前技術的發展，陶瓷涂層技術是提高隔膜質量的有效途徑。涂布隔膜是指在基底膜上涂布PVDF或陶瓷氧化鋁等粘合劑。這樣做的直接作用是改善隔膜的熱收縮，防止隔膜收縮引起的大面積短路；防止電池中的一些熱失控點膨脹，形成整體熱失控。在保證分離器的機械財產和電化學財產的基礎上，盡可能減小分離器的厚度，降低分離器的內阻，以提高電池的容量和倍率性能。隨著中國鋰離子電池市場容量的快速增加，對鋰離子電池隔膜的需求得到了刺激。據統計，2009年中國國內鋰電池市場對鋰電池隔膜的需求為1.35億平方米，2015年達到6.2億平方米的需求量，同比增長35.96%。2009-2015年，復合增長率達到28.93%。中國名義產能過剩，高端產品依賴進口。目前，中國隔膜市場產能過剩。截至2015年底，國內隔膜總產能已達15億平方米，遠超需求。此外，國內超過1/3的分離器采用干式雙拉伸工藝，產品等級和價格較低，無法用于動力電池領域。名義產能嚴重過剩，但高端產品仍依賴進口。“鋰電池”是一種以鋰金屬或鋰合金為負極材料，采用非水電解液的電池。鋰金屬電池最早由吉爾伯特·N·劉易斯于1912年提出并研究。20世紀70年代，M.S.Whittingham提出并開始研究鋰離子電池。鋰電池大致可以分為兩類：鋰金屬電池和鋰離子電池。鋰離子電池不含金屬鋰，可再充電。鋰金屬電池是可充電電池的第五代產品，誕生于1996年，其安全性、比容量、自放電率和性價比均優于鋰離子電池。由于其自身的高科技要求，只有少數國家在生產這種鋰金屬電池。因此，我們在這里主要討論的是鋰離子電池。鋰離子電池行業新能源汽車已成為鋰電池需求增長的支撐點。中國汽車工業協會數據顯示，2017年1-4月，新能源汽車累計生產95856輛，同比增長1.4%；銷量為90402輛，同比下降0.2%。其中，純電動汽車產銷分別為78351輛和72895輛，同比增長11%和9.7%；

插電式混合動力汽車產銷分別為17504輛和17507輛，同比下降26.8%和27.4%。盡管新能源汽車產銷增速有所放緩，但純電動汽車產銷仍保持快速增長。隨著新能源汽車產銷的爆發式增長，新能源汽車在中國汽車生產中的比重不斷提高。2016年，新能源汽車產量占汽車總產量的1.79%；新能源汽車銷量占汽車總銷量的1.81%。2017年1-4月，新能源汽車產量占汽車總產量的1.03%；

新能源汽車的銷量占汽車總銷量的0.99%。中國新能源汽車的生產和銷售呈爆炸式增長（10000輛）。新能源汽車在中國汽車生產和銷售中的比例一直在提高。從應用領域來看，鋰離子電池的下游需求主要是3C消費電子、動力電池、工業和儲能。目前，3C消費電子產品仍是鋰電池最大的需求終端。但隨著新能源汽車產量的快速增長，動力電池的需求得到了刺激，成為鋰電池需求增長的最重要支撐點。據統計，2011年中國電動汽車對鋰離子電池的需求為176.7萬千瓦時，僅占鋰電池市場總需求的6.6%。2015年，需求迅速增長至15030900千瓦時，五年內增長了八倍多，市場份額也迅速增長至19%左右，成為僅次于3C鋰離子電池的第二大細分市場。鋰離子電池隔膜內部組件成本結構圖：技術壁壘最高，高端隔膜供不應求，是決定鋰離子電池性能、安全性和成本的重要組成部分。鋰離子電池的放電原理是陰極材料中的Li+脫嵌并通過電解質移動到陰極，而電子通過外部電路從陽極移動到陰極形成電流。一旦陽極和陰極材料接觸，電池就會短路，甚至發生燃燒和爆炸。隔膜作為一種絕緣材料，其主要功能是防止陽極和陰極材料接觸引起短路，已成為確保電池安全的最重要部件之一。隔膜可以浸泡在電解質中，表面有很多微孔，可以讓鋰離子通過。材料、厚度和微孔數量都會影響鋰離子通過隔膜的速度，進而影響電池的放電速率和循環壽命。在四大鋰離子電池材料中，隔膜的成本僅次于正極材料，約為10%-15%。在一些高端電池中，隔膜的成本甚至超過20%，主要原因是：在四大鋰離子電池材料中，隔膜技術壁壘最高，毛利率最高。鋰離子電池隔膜的性能和技術要求干法和濕法是鋰離子電池隔板的主要生產工藝，但濕法鍍膜將是大勢所趨。鋰離子電池隔膜的生產工藝包括濕法和干法，干法可分為單向拉伸工藝和雙向拉伸工藝。濕法將液態烴或一些小分子物質與聚烯烴樹脂混合，加熱熔融后形成均勻的混合物，然后降低溫度進行相分離，對膜進行壓制，然后將膜加熱到接近熔點的溫度，通過雙軸拉伸使分子鏈取向。最后，將溫度保持一定時間，并通過揮發性物質洗脫殘留溶劑，從而可以制備互連的微孔膜材料。日本旭化成、日本東燃、韓國SK等都采用這種工藝。干法工藝可細分為單向拉伸工藝和雙向拉伸工藝。干單軸拉伸工藝是通過生產硬質彈性纖維，生產結晶度低的高取向聚丙烯或聚乙烯薄膜，然后在高溫下退火，獲得結晶度高的取向薄膜。該膜在低溫下被拉伸以形成微缺陷，然后在高溫下將缺陷拉開以形成微孔。美國的Celgard、日本的Ube等都采用了這一流程。干式雙軸拉伸工藝是中國科學院化學研究所于20世紀90年代初開發的一種具有自主知識產權的工藝。通過在聚丙烯中添加具有成核功能的β-晶體改性劑，利用聚丙烯不同相之間的密度差異，在拉伸過程中發生晶體轉變，形成微孔，用于生產單層聚丙烯薄膜。目前，中國超過三分之一的產能使用干式雙拉伸工藝，……

其產品在低端市場占有很大比例。

與電動汽車相比，鋰離子電池隔膜的干法和濕法生產工藝在使用環境中相對苛刻，對安全性要求更高。需要厚膜。濕法制作的隔膜很薄，容易壞掉，導致電池短路。然而，干法制造的分離器通常厚度為20-40μm，熔點高，因此具有很強的安全性。因此，主要使用干式分離器。由于隔膜孔徑分布不均勻，穩定性差，干式單拉隔膜主要用于電動汽車。此外，干式隔膜的生產成本低于濕法，而且用于動力和儲能領域的電池需要使用大量隔膜，這對成本更敏感，因此干式隔膜最適合用于動力和蓄能電池。便攜式電池對成本相對不敏感，并且更關注能量密度。干隔板厚度過高會導致電池能量密度低，而濕隔板厚度可低至9um。考慮到成本和技術，干法工藝將在短期內主導國內動力隔膜市場，但從長遠來看，濕法工藝是未來技術的演變方向。在性能比較方面，濕涂膜將是未來的一大趨勢。根據目前技術的發展，陶瓷涂層技術是提高隔膜質量的有效途徑。涂布隔膜是指在基底膜上涂布PVDF或陶瓷氧化鋁等粘合劑。這樣做的直接作用是改善隔膜的熱收縮，防止隔膜收縮引起的大面積短路；防止電池中的一些熱失控點膨脹，形成整體熱失控。在保證分離器的機械財產和電化學財產的基礎上，盡可能減小分離器的厚度，降低分離器的內阻，以提高電池的容量和倍率性能。隨著中國鋰離子電池市場容量的快速增加，對鋰離子電池隔膜的需求得到了刺激。據統計，2009年中國國內鋰電池市場對鋰電池隔膜的需求為1.35億平方米，2015年達到6.2億平方米的需求量，同比增長35.96%。2009-2015年，復合增長率達到28.93%。中國名義產能過剩，高端產品依賴進口。目前，中國隔膜市場產能過剩。截至2015年底，國內隔膜總產能已達15億平方米，遠超需求。此外，國內超過1/3的分離器采用干式雙拉伸工藝，產品等級和價格較低，無法用于動力電池領域。名義產能嚴重過剩，但高端產品仍依賴進口。

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