
長期以來,隔膜行業是鋰電池四大材料中技術壁壘最高、毛利率最高的一個領域,也是國內廠家進行“進口替代”最晚的一個領域。隨著高端電子產品與車用鋰電池對隔膜提出更高要求,行業呈現出低端產能過剩,高端隔膜供不應求的局面。
近期,中航鋰電、天津力神、國軒高科等多家鋰電企業通過合作、參股等手段進入國產隔膜行業,進行高端電池隔膜的研發。但據業內人士分析,由于技術壁壘、資本和前景預期等多方面的原因,隔膜行業“進口替代”的目標離現實仍然比較遙遠。
專利被壟斷 產業化技術欠缺
鋰電池隔膜在鋰電池中起著防止正、負極短路的作用,并在鋰電池充放電過程中提供鋰離子運輸通道。簡而言之,隔膜就是一層多孔的塑料薄膜,但它直接影響了電池的容量、循環性能以及安全性能,在鋰電池的部件中還有很高的技術含量。
目前國際上隔膜的主流產品是經橫向和縱向拉伸的單層聚丙烯(PP)納米微孔膜、單層聚乙烯(PE)納米微孔膜、PP/PE/PP三層復合納米微孔膜等類型。以雙向拉伸法來生產PE、PP隔膜,是一個多步驟、復雜的加工過程,包括吹塑、流延制膜、連續精密拉伸等多個重要環節,國產隔膜在厚度的均勻度和孔的均勻度上與國外存在很大差距。制備隔膜工藝的相關專利基本被美國和日本的少數企業所壟斷,我國在生產技術方面缺乏自主知識產權。
另外,國內企業在隔膜產業化技術方面較為欠缺,很多企業在試驗時能夠拿出較好的樣品,但大規模生產時產品的一致性較差。
“單品性能還不錯,但批量化生產的穩定性就有問題,不能保證每批貨的一致性。” 工信部賽迪電子信息產業研究院新能源汽車產業研究中心總經理吳輝表示,“無法批量化生產,和企業生產線的自動化控制有關,是一個系統問題。”
研發能力跟不上 資本投入躊躇
除了技術造成的壁壘之外,國內隔膜企業研發能力薄弱導致對材料把控不強也是一個重要原因。
據了解,鋰電池隔膜基體材料主要包括聚丙烯、聚乙烯材料和添加劑。隔膜所采用基體材料對隔膜力學性能以及與電解液的浸潤度有直接的聯系。世界前三大隔膜生產商日本Asahi(旭化成) 、美國Celgard 、Tonen(東燃化學) 均為資產上百億的產業多元化大公司,在充足的研發資金的支持下建有自己獨立的高分子實驗室,化學背景非常深厚。日本Asahi與美國Celgard 已經自己生產部分聚丙烯、聚乙烯材料,Tonen(東燃化學)和美孚化工合作后,采用美孚化工研發的高熔點聚乙烯材料后,推出了熔點高達170℃的濕法PE鋰電池隔膜。
而國內隔膜企業研發能力較弱,所采用的基體材料均通過外購獲取。據媒體透露,國內很多隔膜企業是從事過拉伸膜的塑料加工企業和風投組成的雜牌軍,這些企業在研發方面幾乎沒有相應投入。
另外,在一些投資人和投資機構看來,隔膜行業的前景并不明朗。有人認為,出于安全性的原因,液態電解液將被固態電解液替代,5至10年后隔膜可能就不存在了。并有消息稱日本企業的固態電解液已經研制成熟,很快會量產。一旦產線鋪開,成本必然下降,高端隔膜會被替代。這種對電池技術路線的不確定導致了資本在隔膜行業投資的猶豫。
種種原因造成了國產隔膜和國外產品的差距,但隨著鋰電企業對隔膜的投入和隔膜企業自身的技術突破,這種差距會變得越來越小。一些國內領先的隔膜企業如滄州明珠將技術創新用于濕法隔膜的生產上,已經達到了國外頂級隔膜生產者的工藝水平。在“國家中長期科學和技術發展規劃綱要 (2006-2020年)”中,鋰電池隔膜作為電池配套材料被列入國家鼓勵開發的高效能源材料,相信在各方推動下,國內隔膜的研發和生產水平將取得長足的進步。
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