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2016年中国锂电池行业市场现状分析及发展趋势预测

来源: | 作者:江亚鹏 | 分类:分析 | 时间:2016-05-28 | 浏览:14578
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一、中国锂电池隔膜行业概况分析

隔膜是决定锂离子电池性能、安全性和成本的重要部分。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、负极分隔开来,防止正负极接触而短路;此外,隔膜还应该具有使电解质离子通过的功能。

锂电池产业链示意图

锂离子电池产业链示意图

锂离子电池的放电原理是正极材料中的锂离子Li+脱嵌,通过电解液移动到负极中,电子则通过外电路从正极移动到负极中形成电流。正负极材料一旦发生接触就会导致电池发生短路,甚至发生燃烧和爆炸。而隔膜作为一种绝缘材料,其主要作用在于防止正负极材料接触导致短路,成为保障电池安全的最重要部分之一。隔膜能够浸润在电解液中,而且表面上有大量允许锂离子通过的微孔。材料、厚度和微孔数量等特性都会影响锂离子穿过隔膜的速度,进而影响到电池的放电倍率、循环寿命等性能。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,隔膜成本占比甚至更高。

锂电池内部组件成本结构图

锂离子电池内部组件成本结构图

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锂离子电池隔膜性能和技术要求

 由于电池的安全性受诸多因素的影响,所以为了进一步改善电池的安全性能,业内对隔膜也提出了更高的要求。

 ⑴、隔膜的耐穿刺强度一定要高。对于液体锂离子电池,电池内部自始至终存在着液体电解质溶液。因为在充放电循环过程中电解质溶液不可避免地被慢慢消耗,从而有可能产生两种问题:首先,由于电池极片面积比较大,在不同区域的电解质溶液浓度的差异会导致区域极化电压差异,而在电池的充放电过程中,在极化电压增大的 发生锂或其他化合物沉积的概率会比较大,当锂或其他化合物的沉积达到某一尺寸时,有可能刺穿隔膜而引起电池内部短路,进而导致电池的安全事故;其次,随着电池的不断使用,极片的不均匀产生的电解液溶液分布的不均匀有可能导致隔膜存在无电解质溶液的干区,由于锂离子电池充放电时电压会高达4.2V,无电解质溶液的隔膜干区此时承受的电场强度可能会达到1680V/cm,因此,在这样的隔膜干区非常容易发生静电电击穿现象,从而使电池内部发生短路,引起电池的安全事故。

⑵、隔膜的热收缩性一定要好。锂离子电池使用过程中,特别是电池受到滥用时,电池温度会急剧升高。当电池温度超过一定温度时,隔膜会迅速收缩,由此造成电池中正、负极片大面积直接接触,导致大范围的内部短路,引起电池的热失控。

⑶、隔膜的机械强度一定要高。目前,国内大部分电池厂家的电极极片质量还不是很好,如果隔膜的机械强度过低,电极极片上一点微小的毛刺也容易刺穿隔膜,导致电池内部出现微短路现象,造成电池的安全事故。

隔膜性能与锂电池性能的关系

隔膜性能与锂离子电池性能的关系

锂电池隔膜干法和湿法两种生产工艺比较

锂离子电池隔膜干法和湿法两种生产工艺比较

而从性能比较上看,湿法涂覆膜未来将是大趋势。就目前的技术工艺发展情况看,陶瓷涂覆工艺是提升隔膜品质的一种有效方式。汽车动力电池将成为锂电池隔膜应用最大的市场,而现在大部分企业已经开始采用陶瓷涂覆,特斯拉(用三元锂电池)就是其中典型的代表。

二、中国锂电池隔膜行业发展趋势预测

目前锂离子电池主要应用在3C电子产品、新能源汽车、工业及储能等领域。随着3C电子产品市场的逐渐成熟,市场增量已进入了一个稳步增长期,其对锂离子电池的需求量每年保持在10%~15%的区间增速。但是,随着储能、动力电源等应用领域的快速发展,极大的促进了对锂离子电池的需求,进而带动了对锂离子上下游产业链上相关材料的需求。

1、而随着锂离子电池市场容量的快速增加,刺激了对锂电池隔膜的需求。据统计,2009年我国国内锂电池市场锂电隔膜需求量为1.35亿平方米,而到了2015年需求量达到了6.20亿平方米,同比增长35.96%,2009年至2015年,复合增长率达到了28.93%。

2011 - 2017 年我国锂离子电池市场发展预测

2011 - 2017 年我国锂离子电池市场发展预测

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2009-2016年我国锂电池隔膜市场容量的统计与预测

2、在国家政策及资金的支持下,锂电池隔膜国产化取得了快速发展,出货量在全球市场的占比越来越高。 据统计,截止至2015 年,我国国产隔膜市场规模达到了26.5 亿元,同比增长29.20%。而2010 年,我国国产隔膜市场规模仅为6.46 亿元,近5 年时间,我国国产隔膜市场规模增长率达到了310%,我国锂电隔膜行业正处于高速发展的阶段。锂电池隔膜国产化率正在不断提升,尤其是湿法膜近两年进展速度惊人。

锂电池隔膜产量

2009-2016年我国锂电池隔膜产量(亿平方米)

锂电池隔膜产值

2009-2017年我国锂电池隔膜产值(亿元)

2015 年我国锂电池隔膜产量6.28 亿平米,同比增长49.5%,细分来看,干法隔膜出货3.9 亿平米,同比增长33.1%;湿法隔膜出货2.38 亿平米,同比增长90.5%。湿法隔膜增速大于干法,一是需求快速增长,2015 年以比亚迪为代表的动力电池企业开始转向湿法隔膜。三元动力电池占比上升,带动湿法涂覆隔膜销量增加。另外,2014 年之前涂覆隔膜主要用于高端数码电芯和特殊要求的动力电池,而随着动力电池需求量的增加,在湿法涂覆隔膜的价格大幅下滑的情况下,湿法涂覆隔膜需求激增,导致湿法膜中涂覆隔膜的占比从2014 年的34%上升到2015 年65%。

3、近两年来,随着国产隔膜产能的增加,随着产量的不断提升,中低端产品市场竞争日渐激烈。且在新增产能的冲击下,国产隔膜价格出现了快速下滑,据高工锂电统计,2010 年国产16μm 湿法隔膜市场均价为9.5 元/平米,而 2015 年为4 元/平米;2010 年16μm 干法隔膜均价为7.5 元/平米,而2015 年为3.5 元/平米, 跌幅均超过了50%。隔膜价格大幅下滑主要是由于国内低端产能迅速扩张,低价竞争战略占据市场;此外,下游电池、电芯行业也存在中低端产能过剩,竞争无序问题,也为低端低价格隔膜提供了市场。虽然明后两年国内新建产能将陆续释放,市场供给压力将增加,隔膜价格或将受到影响,但是,我们认为在国内锂电隔膜产能释放的过程也是下游锂电池新增产能不断释放的过程,可以在一定程度上支撑锂电隔膜的市场需求,致使其价格不会发生大幅的下探。

16μm 锂电隔膜市场平均价格

2010-2015年我国厚度为16μm 锂电隔膜市场平均价格(元/平方米)

4、近几年来,由于国内锂电池隔膜产能急剧扩张,市场竞争变得更加激烈,市场格局也有所变化。尤其是随着湿法工艺以及涂瓷技术的突破,湿法膜产能急剧扩张。而随着沧州明珠、苏州捷力等公司新产能的投产,国内锂电池隔膜市场竞争格局已悄然发生变化,尤其是随着湿法隔膜新产能的陆续释放,市场竞争将更加激烈。

从国内隔膜企业产量的占有率情况看,据统计,2014 年,国内隔膜企业产量占比排在前5 名的分别是格瑞恩(中科科技)13.91%,星源材质10.51%,金辉高科8.35%,河南义腾7.30%以及沧州明珠6.35%。 而从国内隔膜企业产值的占有率情况看,据统计,2014 年,国内隔膜企业产值占比排在前5 名的分别是星源材质14.62%,格瑞恩(中材科技)12.44%,金辉高科6.92%,河南义腾6.54%以及沧州明珠5.85%。

隔膜企业国内产量占有率情况

中国主要隔膜企业国内产量占有率情况

隔膜企业国内产值占有率

中国主要隔膜企业国内产值占有率情况

2015 年全年我国锂电池隔膜总产量达到6.28 亿平方米,而总产能已经达到15 亿平方米。从产能利用率仅为41.87%,产能利用率严重不足,而隔膜产能大多为低端重复建设,产品性能与品质和国外同规格产品相比还是有很大的差距,这也是导致国内锂电隔膜价格市场无序竞争的主要原因。未来随着大量湿法隔膜新产能的释放,市场竞争将更加激烈,受湿法涂瓷隔膜的冲击,干法隔膜市场压力较大,行业将面临重新洗牌。

后市看,未来低端隔膜产业的发展趋势将是高毛利→低毛利→过度竞争→优胜劣汰→市场洗牌→合理利润。而中高端隔膜领域引起较高的技术壁垒和销售渠道壁垒,在未来几年仍将是高毛利区。

5、预计到2020年,全球锂电池市场规模将达到368亿美元,未来5年的年复合增长率将超过12.86%。 而在锂电池市场规模不断增长的同时,也为锂电池隔膜产业带来了超过40亿美元的市场规模。

全球锂电池市场规模趋势及预测图

2005 - 2022 年全球锂电池市场规模趋势及预测图

全球锂电池隔膜产值统计

2009-2017年全球锂电池隔膜产值统计预测

而从我国锂电池应用领域看,动力、储能以及3C 等产业快速发展已成为驱动锂离子电池产业发展的主要驱动力,且动力和储能领域对锂电池的需求增速在不断加快。

中国锂离子电池应用终端领域统计预测

2011-2017年中国锂离子电池应用终端领域统计预测

文章来源:中国产业信息

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