国内涂覆隔膜行业发展趋势简述

博速说科技前沿 2025-01-01 08:52:40

涂覆隔膜行业概述

涂覆隔膜是指基膜表面经过涂覆工艺处理后的隔膜类型。涂覆隔膜是在成品基膜的基础上进行涂覆加工后形成的产品,涂覆工艺本质上是对隔膜进行表面改性处理,经过涂覆改性后的隔膜能够体现出更好的耐高温、吸液保液性以及极片粘接性等特征,可以显著改善干法、湿法隔膜的性能。

涂覆隔膜多为定制化产品,其多样性体现在涂覆浆料配方和涂布工艺的不同。由于下游电池厂商通常对隔膜性能有着差异化需求,隔膜供应商需要通过使用不同涂料、调整浆料的配比、涂布工艺等方式,制备出满足客户不同需求的涂覆隔膜。因此涂覆制浆和涂布工艺是涂覆隔膜生产的核心技术。涂覆产品按材料材质区分,主要包括无机涂覆、有机涂覆和复合涂覆等,其主要特点如下:

涂覆隔膜的技术壁垒

材料研发壁垒

粘结剂性能要求高:粘结剂是涂覆隔膜的关键组成部分,需要在耐热性、粘结力、水分残留等方面达到平衡。例如,提高耐热性可能导致粘结力下降、水分残留增加,研发出如湘潭高瑞电源材料有限公司的 GR-508 系列这样耐热温度超 200 摄氏度且水分残留量低于万分之五的粘结剂具有很大难度。

涂覆材料选择与优化:不同的涂覆材料如氧化铝、氧化硅、勃姆石、芳纶等,在性能、成本、与隔膜及电解液的兼容性等方面存在差异。选择合适的涂覆材料,并对其进行改性和优化以满足高性能锂电池的要求,需要大量的实验和研究工作 。

工艺控制壁垒

涂覆厚度均匀性控制:隔膜涂覆厚度的均匀性直接影响电池的性能一致性。在大规模生产中,要实现涂覆厚度的精确控制和高度均匀性,需要先进的涂覆设备、精密的工艺参数调节以及严格的质量检测手段,这对企业的工艺技术和生产管理水平提出了很高要求 。

干燥工艺优化:涂覆后的干燥过程对隔膜的性能也有重要影响。干燥温度、干燥时间、干燥气氛等参数的控制不当,可能导致涂覆层出现裂纹、脱落、孔隙率变化等问题,进而影响隔膜的机械性能、透气性和离子电导率等 。

设备精度壁垒

高端涂覆设备依赖进口:高精度的涂覆设备是生产高质量涂覆隔膜的基础。目前,国内部分高端涂覆设备仍依赖进口,进口设备价格昂贵,维护成本高,且设备供应商在技术上存在一定的垄断性,限制了国内企业的技术发展和成本控制 。

设备与工艺适配性挑战:即使拥有先进的设备,也需要企业根据自身的涂覆材料、工艺要求和产品特点,对设备进行调试和优化,以实现设备与工艺的良好适配,这需要企业具备深厚的技术积累和丰富的实践经验 。

质量检测壁垒

性能检测指标多:涂覆隔膜的质量检测涉及多项性能指标,如孔隙率、透气度、热收缩率、穿刺强度、离子电导率、电化学稳定性等。建立全面、准确、高效的质量检测体系,需要配备专业的检测设备和技术人员,并且需要不断优化检测方法和标准,以确保产品质量符合要求 。

一致性检测难度大:在大规模生产中,保证涂覆隔膜性能的一致性是一个关键问题。由于生产过程中的各种因素可能导致产品性能的波动,因此需要加强对原材料、生产工艺、设备状态等方面的监控和管理,并通过严格的抽样检测和数据分析,及时发现和解决一致性问题 。

技术研发与创新壁垒

研发投入大:涂覆隔膜技术属于高新技术领域,需要持续投入大量的资金用于研发和创新,以不断提升产品性能、降低成本、满足市场对锂电池高能量密度、高安全性、长循环寿命等要求。

跨学科技术融合:涂覆隔膜的研发涉及材料科学、化学工程、机械工程、电化学等多个学科领域的知识和技术,需要企业建立跨学科的研发团队,加强与高校、科研机构的合作,实现技术的协同创新和突破 。

知识产权壁垒

核心专利被国外垄断:在涂覆隔膜领域,一些核心技术和关键专利被国外企业所垄断,如芳纶涂覆技术等,国内企业在技术研发和产品生产过程中,容易面临专利侵权的风险,需要加强自主知识产权的研发和保护,突破国外的知识产权壁垒。

专利布局竞争激烈:随着涂覆隔膜市场的不断发展,国内外企业在该领域的专利布局竞争日益激烈。企业需要及时了解行业内的专利动态,制定合理的专利战略,加强专利申请和保护力度,以提高自身的核心竞争力 。

中国涂覆隔膜行业制造企业

重资产、高投入的特征决定了入局隔膜行业比较困难,新晋参与者往往是具备一定规模、有打通供应链上下游需求的大型企业,对创业公司很不友好。而在行业内部,资金雄厚的头部生产商通常有更强的能力拓展产线,并提前锁定下游不断增长的订单需求,二三线企业则难以跟上,导致了强者恒强的竞争格局。

恩捷股份:全球领先的锂电池隔膜供应商,其产能规模、产品品质、生产效率、技术研发皆为全球领先。采用双向拉伸工艺,强度高,利于提升电池良率和安全性。涂覆技术先进,代表性涂覆产品丰富,如由 PVDF 或芳纶与纳米陶瓷混合制成浆料的涂覆隔膜,兼具多种优点;还成功研发了多种高性能隔膜新品,如适用于快充电池的高孔隙率高强度隔膜、半固态电解质复合膜等。建立了完善的研发体系,吸引了全球顶尖人才,研发投入居行业前列。

星源材质:全球具有领先地位的锂离子电池隔膜专业制造商,专注于锂离子电池隔膜研发、生产和产业化发展二十多年。与布鲁克纳共同合作研发第五代超级湿法线新设备,刷新行业标准,提升生产效率与降低成本。其主要客户涵盖众多国内外知名锂离子电池厂商,产品竞争力强,功能膜产品更新布局快,如新型交联复合膜、高安全性聚酰亚胺涂覆隔膜、固态电解质复合隔膜等新产品优势显著,还积极向其他功能膜领域拓展。

中兴新材:专业从事锂离子电池隔膜研发、生产、销售的国家高新技术企业,在干法隔膜市场占据国内龙头地位,2023 年市场份额达到 33.8%。产品广泛应用于新能源汽车、储能等领域,主要客户包括比亚迪、宁德时代等。拥有博士后领衔的专家研发团队,在材料改性等领域掌握一系列自主知识产权的核心技术,并与多所高校开展产学研合作。其在隔膜厚度、强度、孔径等方面实现多维度技术创新突破,还着力进行涂覆膜相关工艺的自主研发以降低涂覆成本。

东莞市卓高电子科技有限公司:广东省高新科技企业,致力于为国内高端锂离子电池安全提供解决方案,主要从事高端锂离子电池用隔膜和铝塑包装膜的研发和生产,客户均为国内新能源业界领先企业。其产品技术已居于国内及国际领先水平,如聚合物锂离子电池铝塑膜是国内首家具有自主知识产权的铝塑膜产品,质量超越日本同类产品,打破日本技术垄断,为锂电主要材料的国产化做出贡献。

厚生新能源:专注于湿法基膜和功能性涂覆隔膜的研发、生产和销售,产品应用于新能源汽车、3C 消费电池、储能电池等领域,主要客户为宁德时代。拥有江苏、山西、重庆三大生产基地,产能规模较大且有进一步扩张计划。公司产品具有超薄、高强度等特点,有效改善锂电池多项性能。此外,公司先后获得多项荣誉和资质,申请了大量专利,体现了较强的技术创新和知识产权保护能力.

璞泰来:2023年涂覆隔膜及加工量(销量)达到52.71亿㎡,占同期国内湿法隔膜出货量(约110亿㎡)的47.9%,较2022年同期提升3.61个百分点,市场占有率继续大幅提升,规模经济性不断呈现。公司作为涂覆隔膜加工领域的领军企业,在涂覆技术、产品开发、质量控制、生产效率等各方面均处于行业前列。基于对涂覆加工工艺和设备的深刻理解,公司不断提升涂覆设备性能,积极推动涂覆材料和粘结剂的国产化,保持了持续领先的竞争优势。

河北金力:公司专注于锂电池湿法隔膜及涂覆隔膜研发、生产和销售,是一家符合国家工信部《锂离子电池行业规范条件》的隔膜生产企业、专精特新“小巨人”企业、高新技术企业、知识产权优势企业,《锂离子电池聚烯烃隔膜》标准起草单位。

中材锂膜:中材锂膜以中材科技在膜材料领域二十余年的研发成果、生产工艺技术为依托,汇聚国内外相关领域的研发专家、生产管理专家,组建成国内该领域工艺技术、研发实力领先的企业团队。

惠州友恒实业:公司专注于锂电池产业链,具有多年电池行业服务经验。提供专业化,高品质服务及产品,与国内多家知名电池企业合作。主营锂电池陶瓷隔膜,代理锂电池隔膜,电池专用胶带及包装材料,合作开发锂电池专用设备。

中国涂覆隔膜行业发展趋势

当前,新能源汽车呈现爆发式增长态势,带动上游材料快速发展,同时储能在清洁能源支持政策的驱动下发展迅猛,消费类产品市场空间较大且增长稳定,锂电池隔膜未来将处于高速发展阶段。另外,锂电池终端应用对锂电池在容量、性能、稳定性、安全性等方面的要求越来越高,对隔膜的新工艺、新技术研发及生产过程控制能力要求越来越高。

市场需求增长:新能源汽车、储能行业以及消费电子等领域的快速发展,带动锂电池出货量高速增长,进而推动涂覆隔膜市场需求不断攀升。预计未来几年,全球及中国的锂电池出货量将持续上升,为涂覆隔膜行业提供广阔的市场空间。

涂覆率提升:随着对锂电池安全性要求的不断提升,电池厂涂覆膜渗透率也在不断提高,全球主流电池企业已普遍采用隔膜涂覆技术。涂覆隔膜能够提高锂电池电芯隔膜的耐热性、抗刺穿能力等性能,有助于改善锂电池的倍率性能、循环性能和安全性能,因此其在锂电池中的应用比例将进一步增加。

无机涂覆材料成主流:在涂覆材料中,以勃姆石、特种氧化铝为主要涂覆材料的无机涂覆比有机涂覆和混合涂覆技术更加成熟,无机涂覆隔膜的可拉伸强度和热收缩率更好,同时成本更低。2021 年我国锂电池无机涂覆材料占涂覆材料的比例达到 95% 以上,未来无机涂覆材料仍将占据主导地位。

湿法涂覆受青睐:湿法隔膜较干法成本更高,但孔隙率和透气性更好,可以生产出更轻薄的隔膜,且通过涂覆技术对湿法隔膜进行改性处理后,能进一步提高其性能,满足不同性能电池产品的需求。近年来湿法涂覆隔膜凭借优异的性能逐渐占据行业主导地位,未来随着湿法隔膜企业技术不断进步,其成品率将不断提升,成本也将进一步降低。

行业集中度提高:锂电池隔膜行业具有较高的进入壁垒,如工艺、设备、资金、客户等方面,头部隔膜企业凭借产能、成本、技术、服务、客户等优势,市场份额不断提升,行业集中度持续提高。未来,行业内的并购整合趋势可能仍将延续,强者恒强的局面将更加明显。

技术创新与研发投入加大:企业将不断加大在涂覆隔膜领域的技术创新和研发投入,以提高产品性能、降低成本、满足市场多样化需求。例如开发新型涂覆材料、改进涂覆工艺、提升隔膜的耐热性和安全性等,同时也将积极探索向其他功能膜领域的拓展,如固态电解质复合隔膜、氢能用膜等。

出口规模扩大:我国锂电池隔膜产业在技术和规模上不断发展,依托优质的产品品质和规模化的成本效应,逐步打开海外市场,出口规模稳步扩大。海外隔膜厂技术虽领先,但商业化进展缓慢,扩产节奏保守,国内隔膜厂抓住时机加速出海抢占市场份额,展现了强大的全球竞争力。

文章来源:高性能膜材料

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