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1、8.3隔膜8.3.1全球锂电池隔膜走上高能效之路由于国际油价的高位运行，越来越多的驾车者在决定购车时考虑燃料的经济性，这直接导致了全球范围的混合动力汽车市场份额攀升。预计到2012年，美国混合动力汽车的销售量将增至100万辆。为了满足混合动力汽车的苛刻需求，电池的关键部件隔膜必须改进，提高能效，从而为这种汽车提供更强动力，勇于应对世界能源短缺的挑战。隔膜虽小作用关键锂电池因能量密度高、循环寿命长、质量轻、体积小等特性，又具有安全、可靠且能快速充放电等优点，成为近年来新型电源技术研究的热点，在高能量和高功率领域备受欢迎。在锂电池的结构中，隔膜是关键的内层组件之一。隔膜采用塑料膜制成，可隔离电池正
2、负极，以防止出现短路；还可以在电池过热时，通过闭孔功能来阻隔电池中的电流传导。埃克森美孚化工首席聚合物科学家白培德介绍说，锂电池隔膜成本占电池成本的1/3左右。隔膜的性能决定了电池的界面结构、内阻等，直接影响电池的容量、循环性能以及安全性能等特性，性能优异的隔膜对提高电池的综合性能具有重要的作用。目前60%70%的隔膜市场主要采用湿法双向拉伸工艺，因为湿法双向拉伸纵向横向更加均匀平衡。而且湿法主要用于高端隔膜，干法用于中低端产品。全球市场容量巨大全球锂电池产量过去1517年一直保持平均10%20%的增长速度，从2001年起，这一年均增速更是高达40。飞速增长的锂电池市场，除了手表等纽扣式一次性
3、电池，还有可充电的二次锂离子电池。目前二次锂离子电池除广泛用于日常熟知的手机、笔记本电脑以及MP3等数码电子产品外，在电动车、电动自行车等一些大功率电池方面也已经开始使用。当前，各国争相发展的电动汽车、混合动力汽车都需要电池来提供动力，作为纯电动车的配套电源，锂离子电源以其突出的性能正在成为核心电源类型。由于混合动力车符合当今各国能源环保方面大的发展需求，消费量增速必定大于20%。有理由相信，锂电池将最终占据二次电池市场的主导地位，作为其关键组件，锂电池隔膜的市场容量巨大。提高能效个性发展电池隔膜的发展主要是随着锂离子电池的需求不断变化而不断发展的，从体积上看，锂离子电池正在朝着小和大两个截然
4、不同的方向发展。在一些如手机、数码相机等电子产品上，为了迎合美观、便于携带的需求，电池厂将电池的电芯做得非常小巧。为了追求高的能量密度，在狭小的体积中能容纳下更多的电极材料，电池厂家希望隔膜的厚度越薄越好。体积更小是对隔膜的一个挑战，因为必须把隔膜做得薄，但要能够保持原来的电池容量、循环性能以及安全性能等功能，同时有更大的功率，设计更简单。而与此相反，在电动自行车、电动汽车及电动工具等所使用的动力电池方面，为了获得高容量、大功率，通常一个电池需要使用几十个甚至上百个电芯进行串接。由于锂电池具有潜在的爆炸危险，隔膜的安全性相当重要。由于体积越来越大，技术上要求效率更高，能减少温室气体排放，功率更
5、强。白培德坚信，锂电池隔膜将根据不同客户的不同需求，开发出针对性的产品，这是未来隔膜的发展趋势。虽然目前隔膜市场产品主要为单层，但是埃克森美孚已经能够把不同的材料放在不同隔膜层上，每一层都用不同的溶剂和原料配方，把多层热熔共挤制造出厚度和头发直径差不多的隔膜，从而制造出不同性能的产品来，白培德预测，多层隔膜的未来发展趋势也很明显。中国发展仍需提速据爱尔兰市场研究机构近日发布的锂电池市场预测显示，目前中国锂电池产量为全球最大。在全球锂电池总产量中，中国大陆占16.9，中国台湾地区占6.9。据中国化学与物理电源行业协会统计，2007年中国大陆的锂充电电池产量达到10亿只。受此影响，中国锂离子电池隔
6、膜的市场化发展也已经初具规模，目前呈现出了非常良好的发展势头。按照电池产量10亿只估计，每年隔膜的消耗量在3亿5亿平方米之间，市场价值在10亿15亿元。不过中国在锂离子电池隔膜的研究与开发方面起步较晚，锂离子电池隔膜主要仍然依赖进口，导致市场价格高居不下。目前，世界上只有日本、美国等少数几个国家拥有锂电池隔膜的生产技术和相应的规模化产业。中国国内隔膜市场80以上被美、日进口产品占领，国产隔膜主要在中、低端市场使用。今后中国还需加强产、学、研的投入，开发出具有自主知识产权的研究成果，打破日、美企业在隔膜行业的技术垄断；另一方面要加强企业与科研院所的合作，加快成果转化的产业化进程。8.3.2锂离子
7、电池隔膜市场发展简述可充电锂离子二次电池具有高比能量、长循环寿命、无记忆效应的特性,又具有安全、可靠且能快速充放电等优点,因而成为近年来新型电源技术研究的热点。由于锂离子电池是绿色环保型无污染的二次电池,符合当今各国能源环保方面大的发展需求,在各行各业的使用量正在迅速增加。目前二次锂离子电池除广泛用于日常熟知的手机、笔记本电脑以及MP3等数码电子产品外,近年在电动车、电动自行车等一些大功率电池方面也已经开始使用。从2001年起,全球锂离子电池产量以每年40的速度在迅速递增。根据爱尔兰Research and Markets近日发布了锂电池的市场预测表示,目前包括中国大陆、香港、中国台湾地区在内
8、,中国锂电池产量为全球最大规模。在全球锂电池总产量中,中国大陆占16.9,中国台湾地区占6.9。中国化学与物理电源行业协会表示,2006年中国大陆的锂充电电池产量为9.5亿个。2007年预计将达到10亿个,比上年增加11。该协会还预测,几乎所有厂商都将在今后两年内把产量最多提高50。通常的锂离子二次电池由正/负极材料、电解液、隔膜以及电池外壳包装材料组成。隔膜是液态锂离子二次电池的重要组成部分,在电池中起着防止正/负极短路,同时在充放电过程中提供离子运输电通道的作用,其性能决定了电池的界面结构、内阻等,直接影响电池的容量、循环性能以及安全性能等特性,性能优异的隔膜对提高电池的综合性能具有重要的
9、作用。锂离子电池隔膜的材料主要有聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）单层微孔膜,以及由PP和PE复合的多层微孔膜。目前,世界上只有日本、美国等少数几个国家拥有锂离子电池聚合物隔膜的生产技术和相应的规模化产业。我国在锂离子电池隔膜的研究与开发方面起步较晚,锂离子电池隔膜主要仍然依赖进口,导致市场价格高居不下,隔膜的平均价格在815元/m2,其成本占到了整个电池成本的约1/3。按照电池产量10亿只估计,每年隔膜的消耗量在3亿5亿m2之间,市场价值在1015亿元。目前国内隔膜市场80以上被美、日进口产品占领,国产隔膜主要在中、低端市场使用。所以实现隔膜的国产化,生产优质的国产化隔膜,一方面有望能够降低整个
10、隔膜的市场价格,同时还能为国家节省大量外汇,创造巨大的经济效益。2 国内外隔膜生产厂家情况：Celgard（美国）Celgard公司成立于1981年，注册资本2亿美金，全球共分四个事业部，电池隔膜事业部2007年全球总销售金额为8.5亿美金。Celgar持有干法单向拉伸制造工艺的专利，并且有MBI、BYD两大客户的支持，成为干法聚烯烃隔膜的领跑者。sahi Kasai（日本旭化成）日本旭化成成立于1931年，注册资金103亿日元，优质湿法隔膜的供应商，半数以上产品供给三洋，业内说法为其供与三洋的隔膜和对其他电池厂的隔膜有差异，但得不到确切证明。旭化成化学目前正开发面向高输出功率用途的隔膜。旭化
11、成化学公司为应对世界锂离子二次电池的需求扩大，将二次电池用隔膜的设备能力增强到现在的1.5倍。在宇山市投资约100亿日元,现在年产1亿m2，计划到08年为1亿2千万m2，到09年增为1亿5千万m2。为强化生产据点体制，将探讨选定新厂建设地点. Tonen（东燃化学）东燃化学由于拥有Sony、SDI、LGC等客户，东燃化学成为全球此类隔膜的第三大供应商。东燃埃克森美孚化工的隔膜工厂位于日本那须，为了满足隔膜现有及新型应用领域日益增长的需求。2009年东燃埃克森美孚化工位于韩国龟尾的新厂将实现生产。UBE（日本宇部）日本宇部成立于1942年，注册资金431亿日元，分化学树脂、建筑材料、机械设备、煤
12、炭五个事业群，07年总营业额为3768亿日元，其中化学树脂事业群营业额为1601亿日元，占总营业额的43%。UBE隔膜年总产值约为2400万平方米/年，70%在中国国内销售，主要客户为比克和三洋，比克用量大约在1000万平方米/年，三洋用量约在300万平方米/年，与celgard一样的干法技术，性能与CELGARD有一定差距，但价格远低于CELGARD。深圳市星源材质科技股份有限公司星源材质成立于2003年，注册资本1500万元，总资产4100万元，净资产3300万元，核心业务是新材料即锂离子电池隔膜的研发、生产和销售。公司于2006年底，研发取得了突破性进展，掌握了锂离子电池隔膜的核心制造工
13、艺及核心配方的关键技术。2007年，公司在东莞投资兴建了3000平方米的生产基地。2008年1月，星源材质公司在原有一条湿法生产线的基础上，为适应市场需求，启动了年产1000万平方米锂电池隔膜干法生产线投资项目，该生产线由星源材质公司自主研发、自行设计、具有自主知识产权，总投资人民币4788万元，该生产线关键零部件和仪器分别从德国、美国、意大利等国家进口，其他辅助、配套设施在国内采购。生产线顺利建成并于2008年9月正式投产。产品产能达到设计要求，产品质量达到美国、日本同类产品质量。该生产线投产后，将年新增产能1000万平方米。目前星源材质科技股份有限公司拥有干法生产线两条，湿法生产线一条，主
14、要生产12m到40m不同规格的锂电池隔膜。同时，年设计生产能力5000万平方米的锂电池隔膜生产基地正在建设之中。公司被评为国家火炬计划重点企业；深圳市民营领军骨干企业，锂电池隔膜产业化项目被列入深圳市重大建设项目。公司在2008年引进战略投资者-深圳创东方投资公司，并进入上市辅导期，计划在深圳创业板上市。星源材质目前的客户群定位于珠三角地区，主要为手机和笔记本电池。佛山市金辉高科光电材料有限公司佛塑股份是一家为现代工业、农业、科技、交通、通讯、建筑等领域提供新型材料的高新技术企业，主要生产经营各种塑料薄膜及复合包装材料、人造革、塑料编织复合制品、建筑工程与光电、装饰材料以及其它功能性高分子新材
15、料等五大系列产品。公司拥有多项核心技术，是分支机构遍布全国各地的特大型企业集团，是国内生产规模最大、品种最齐全、出口量最大、综合竞争力位居同行前列的塑料新材料生产企业。佛塑股份利用其在高分子新材料上的技术力量，拥有了一批进口及自主研发的先进生产设备和检测仪器，并拥有近40人的高技术高学历研发队伍。由外国专家及国内知名高校的博士、硕士及本科生组成的“锂离子电池用隔膜”项目攻关小组经过三年多的开发工作，2004年建立了一条采用湿法工艺生产PE隔膜的双向拉伸生产线，于2004年末正式出性能合格的产品，并经过长期试验及稳定生产后于2005年末投放市场。2006年佛塑股份与比亚迪共同出资281万美元成立
16、了生产锂电池隔膜的佛山市金辉高科光电材料有限公司。目前实现了年产600万平方米的生产能力。新乡市格瑞恩新能源材料股份有限公司新乡市格瑞恩新能源材料股份有限公司是由金龙精密铜管集团股份有限公司投资兴建的致力于锂离子电池材料研发、生产、销售于一体的全资子公司。公司通过与国内多家高校开展各种形式的技术人才合作，汇集了锂离子电池材料领域研发、生产、品管顶尖人才。目前公司有各类专业技术人员100余人，主要产品为锂离子电池隔膜材料、锰酸锂、磷酸亚铁锂材料等。新乡市格瑞恩新能源材料股份有限公司于2004年进行隔膜中试及生产，采用的是双向拉伸工艺的干法工艺，2005年底开始有产品在市场上销售。同期开始筹备新的生产线，于2007年正式投产，2008年底生产能力约为1500万m2。该公司大部分产品满足国内低、中端市场需求，少部分产品已经能够满足高端市场的质量要求。不仅可以满足对25、30、4
