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目前市場(chǎng)化的隔膜材料主要是以聚乙烯（polyethylene，PE）、聚丙烯（polypropylene，PP）為主的聚烯烴（Polyolefin）類隔膜，其中PE 產(chǎn)品主要由濕法工藝制得，PP 產(chǎn)品主要由干法工藝制得。至于PE 和PP 這兩種材料的特性，總體而言：①PP 相對(duì)更耐高溫，PE 相對(duì)耐低溫；②PP 密度比PE 小；③PP 熔點(diǎn)和閉孔溫度比PE高；④PP 制品比PE 脆；⑤PE 對(duì)環(huán)境應(yīng)力更敏感。

目前主要的隔膜材料產(chǎn)品有單層PP、單層PE、PP+陶瓷涂覆、PE+陶瓷涂覆、雙層PP/PE、雙層PP/PP 和三層PP/PE/PP 等，其中前兩類產(chǎn)品主要用于3C 小電池領(lǐng)域，后幾類產(chǎn)品主要用于動(dòng)力鋰電池領(lǐng)域。在動(dòng)力鋰電池用隔膜材料產(chǎn)品中，雙層PP/PP 隔膜材料主要由中國(guó)企業(yè)生產(chǎn)，在中國(guó)大陸使用，這主要是因?yàn)槟壳半A段還沒(méi)有中國(guó)企業(yè)能將PP 與PE 制成雙層復(fù)合膜的技術(shù)和能力。而全球汽車動(dòng)力鋰電池使用的隔膜以三層PP/PE/PP、雙層PP/PE以及PP+陶瓷涂覆、PE+陶瓷涂覆等隔膜材料產(chǎn)品為主。

與此同時(shí)，其他一些新型隔膜材料產(chǎn)品也在不斷涌現(xiàn)并開(kāi)始實(shí)現(xiàn)應(yīng)用，不過(guò)，因量少價(jià)高，目前主要還是用在動(dòng)力鋰電池制造領(lǐng)域。這些產(chǎn)品主要有：涂層處理的聚酯膜（PET，Polyethylene Terephthalate）、纖維素膜、聚酰亞胺膜（PI）、聚酰胺膜（PA），氨綸或芳綸膜等等。這些隔膜的優(yōu)點(diǎn)是耐高溫，且具有低溫輸出、充電循環(huán)壽命長(zhǎng)、機(jī)械強(qiáng)度適中的特點(diǎn)。總的來(lái)看，鋰電池隔膜材料產(chǎn)品呈現(xiàn)出明顯的多樣化發(fā)展趨勢(shì)。

鋰電池隔膜材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及前景

隔膜是鋰離子電池的關(guān)鍵內(nèi)層組件之一，主要功能是隔離正負(fù)極并阻止電子穿過(guò)，同時(shí)能夠允許離子通過(guò)，從而完成在充放電過(guò)程中鋰離子在正負(fù)極之間的快速傳輸。在鋰電池的四大關(guān)鍵材料之中，隔膜材料的主要作用是保障電池的安全。隔膜越薄、孔隙率越高，電池的內(nèi)阻越小，高倍率放電性能就越好，不過(guò)同時(shí)電池的安全性也可能會(huì)有所降低。因此，在性能與安全之間如何取舍一直是隔膜產(chǎn)業(yè)化技術(shù)研發(fā)的核心問(wèn)題。

表1：現(xiàn)有主要隔膜產(chǎn)品的一般特性

隔膜市場(chǎng)發(fā)展現(xiàn)狀

全球范圍內(nèi)，鋰電池隔膜產(chǎn)業(yè)最發(fā)達(dá)的國(guó)家是日本和美國(guó)。根據(jù)真鋰研究的不完全統(tǒng)計(jì)，2011 年全球共銷售鋰電池隔膜約3.58 億m2，主要國(guó)家和地區(qū)的鋰電池隔膜銷量對(duì)比見(jiàn)圖2上。從圖2 上可以看到，日本隔膜材料的產(chǎn)銷量最大，2011 年共銷售約2.41 億m2，所占市場(chǎng)份額超過(guò)全球一半以上，高達(dá)52.62%，代表性企業(yè)包括旭化成（Asahi）、東燃化學(xué)（Tonen，美國(guó)埃克森美孚集團(tuán)（ExxonMobil）旗下東燃通用石油的子公司）、宇部興產(chǎn)（UBE）、住友化學(xué)（Sumitomo Chemical）、三菱化學(xué)（MCC）、日東電工（Nitto Denko）等；美國(guó)僅次于日本，2011 年共銷售鋰電池隔膜材料約1.11 億m2，占比24.24%，主要企業(yè)有Celgard（美國(guó)Polypore 集團(tuán)（NYSE：PPO）旗下企業(yè)）、恩泰克（Entek）等。

圖1 主要國(guó)家和地區(qū)的隔膜銷量占比圖

圖2 主要企業(yè)的隔膜銷量占比圖

2011 年，韓國(guó)企業(yè)共銷售鋰離子電池隔膜約3,600 萬(wàn)m2，占全球7.86%，主要生產(chǎn)企業(yè)是SK 創(chuàng)新（SK Innovation，由原SK Energy 改組而來(lái)，韓國(guó)SK 集團(tuán)旗下企業(yè)），此外，W-Scope、WIDE 等公司也有少量生產(chǎn)和銷售。圖2 所示的其他地區(qū)主要指歐洲地區(qū)和中國(guó)臺(tái)灣，包括贏創(chuàng)德固賽公司、高銀化學(xué)工業(yè)股份有限公司等，這些地區(qū)目前的銷量總的來(lái)說(shuō)還很小。其中，贏創(chuàng)旗下的Litarion公司，生產(chǎn)的LITARION®鎳鈷錳酸鋰材料（即俗稱的三元材料）和可大幅提高動(dòng)力鋰電池能效及安全性能的SEPARION®陶瓷電池隔膜，已經(jīng)在德國(guó)汽車巨頭戴姆勒-奔馳公司的電動(dòng)汽車上進(jìn)行較大規(guī)模的試應(yīng)用。此外， 英國(guó)的N-Tech 公司和荷蘭帝斯曼（DSM）集團(tuán)等也在積極開(kāi)發(fā)鋰電池隔膜材料。

由于隔膜性能的優(yōu)劣直接影響著電池內(nèi)阻、放電容量、循環(huán)使用壽命以及電池使用的安全性能，故鋰電池制造對(duì)隔膜材料產(chǎn)品的一致性要求極高，除了厚度、表面密度、力學(xué)性能這些基本要求之外，對(duì)隔膜微孔的尺寸和分布的均一性也都有很高的要求。因此，鑒于技術(shù)工藝的難度，隔膜材料是中國(guó)唯一還沒(méi)有實(shí)現(xiàn)自給的鋰電池關(guān)鍵材料之一。不過(guò)，自2004 年新鄉(xiāng)格瑞恩率先實(shí)現(xiàn)隔膜材料的國(guó)產(chǎn)化以來(lái)，中國(guó)的隔膜材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度非常快，國(guó)產(chǎn)隔膜在中低端市場(chǎng)快速地、規(guī)模化替代進(jìn)口產(chǎn)品。

據(jù)真鋰研究的統(tǒng)計(jì)，2011 年中國(guó)企業(yè)共實(shí)現(xiàn)隔膜銷售約6,700 萬(wàn)m2，全球市場(chǎng)占比14.63%，位居世界第3。同年中國(guó)本土企業(yè)的鋰電池銷量占全球25%的比重，以此來(lái)計(jì)算，中國(guó)本土的鋰電池企業(yè)2011 年隔膜需求約1.145 億m2，這樣，2011 年中國(guó)隔膜的自給率已經(jīng)超過(guò)半數(shù)，達(dá)到了58.52%，遠(yuǎn)高于多數(shù)研究機(jī)構(gòu)給出的數(shù)據(jù)。照此速度發(fā)展下去，用不了幾年，中國(guó)的隔膜材料就將實(shí)現(xiàn)自給。而且，現(xiàn)在部分日韓知名鋰離子電池企業(yè)已經(jīng)在開(kāi)始考慮采購(gòu)中國(guó)企業(yè)生產(chǎn)的隔膜材料產(chǎn)品，這在一定程度上說(shuō)明了中國(guó)企業(yè)的隔膜產(chǎn)業(yè)化技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了想當(dāng)?shù)乃健?/p>

從企業(yè)銷售量來(lái)看，2011 年中國(guó)隔膜材料銷量的85%以上是由新鄉(xiāng)格瑞恩（Green，金龍銅管集團(tuán)旗下企業(yè)）、佛山金輝高科（Jinhui，由佛塑股份與比亞迪合資組建而成，目前比亞迪已退出，佛塑也已失去大股東地位，正在逐漸被邊緣化，香港一百工業(yè)成為金輝高科的控股股東）和深圳星源材質(zhì)（Senior）這3 家企業(yè)完成的。

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