锂电池隔膜成分 「小蒲说电池」锂电池隔膜是由什么结构组成的?

小编 2024-10-23 聚合物锂电池 23 0

「小蒲说电池」锂电池隔膜是由什么结构组成的?

上一期中,小蒲带大家认识了锂电池隔膜,虽然它只是一片小小的塑料膜,确是关键的内层组件,其作用是用来隔离电池正极核负极,防止电池通过电解质传感电流,而造成电池内阻短路。并介绍到了电池的种类不同,那么所采用的隔膜材质也是不一样的。那么今天我们就来详细看看这些隔膜材料以及结构构成。

锂电池隔膜的结构主要分为:PP PE PP/PE/PP

隔膜微观结构

PP(olypropylene,PP)就是聚丙烯,PE(polyethylene,PE)就是聚乙烯。这两种是市面上用得比较常见的锂离子电池隔膜材料。其中PE产品重要由湿法工艺制得,PP产品重要由干法工艺制得。那么不同的隔膜结构锂电池都有什么特点呢?下面小蒲一个一个给大家介绍。

PP,一般分为单层结构和双层结构 ,由干法工艺制成,具有机械强度高、耐热性好、透过性好 的优点,不足的是安全性不如PE(闭孔温度>150°C),适用于一次电池 ,大功率电池。PE,一般分为单层结构和双层结构 ,可同时用干法和湿法两种工艺制成,它的优点就是安全性好(闭孔温度约130°C) ,不足的是耐温性能不如PP,适用于二次电池 ,PP和PE因为结构层单薄,都只能用于像3C小电池这种的领域范围。PP/PE/PP,为锂离子电池隔膜材料的三层结构 ,由干法工艺制成,由于综合了PP、PE膜优点,机械强度好、安全性更高 ,唯一不足的就是透过性稍差,适用于高端二次电池 ,比如动力锂离子电池领域。

简单来说,隔膜是锂离子电池的四大关键组件之一,其性能提升对锂离子电池质量和安全的影响。总之,你就记住,不能忽略任何一个部位,越是不起眼的它可能越是重要,只有清楚了每个组件所发挥的作用,才能更好的去认识锂电池,并且好好运用。这也是小蒲一再强调的原因。

如果你也对锂电池感兴趣,欢迎留言交流和小蒲一起探讨哦~或者有不懂电池的,也可以向小蒲咨询哦,毕竟小蒲是专业做电池的,能让你少走弯路哦!

简单聊聊:锂电隔膜

锂电池隔膜,就是锂电池正负极之间的一层薄膜。

在锂电池进行电解反应时,隔膜可分隔正负极,防止短路现象的发生,同时允许电解质离子自由通过。

根据国内锂电行业的相关数据,隔膜的成本,约占锂离子电池成本的10左右%。

锂电隔膜的市场空间比较不错,并且目前毛利率可达50%-60%,是四大主要材料中(正极、负极、电解液、隔膜)毛利率最高的部分。

在锂电池四大材料中,国内厂商目前在隔膜领域市占率最低,约40%,正极材料近5成,而电解液和负极材料已经占据全球7成。

所以相对而言,国内的锂电隔膜厂商未来成长空间非常不错,其中的龙头公司更值得关注。

隔膜属于重资产行业,在锂电池四大材料中,隔膜的单位产能投资最高,需要投入大量资金。

隔膜行业还有较大的技术壁垒,并设备的采购、调试、安装时间很长,往往需要2-3年时间。后续生产,还要再经过长时间爬坡,以保证良品率。

同时,隔膜行业还有高折旧性质,就是说工艺、产能落后比较容易变得落后,被市场淘汰较快。

上述种种门槛,都限制了小公司和新进入者的生存空间。进入门槛很高,也就意味着头部企业具有较好的议价能力。龙头公司更容易产生竞争优势。

根据微孔制备技术的不同,锂电隔膜分为干法制备工艺(较多用于磷酸铁锂电池)和湿法制备工艺(较多应用于三元锂电池)。

干法隔膜: 主要包括3种工艺技术——吹膜+单向拉伸、铸片+单向拉伸以及双向拉伸。干法技术工艺简单、设备成本较低,主要用于聚丙烯(PP)隔膜的制造。

湿法隔膜: 工艺中需要使用石蜡油与PE混合占位造孔,在拉伸工艺后需要用溶剂萃取移除,所以该工艺称为湿法。主要用于聚乙烯(PE)隔膜的制造。

两者比较来看,湿法工艺整体工艺难度大、精密程度高,可以获得更高的孔隙率和更好的透气性,能够生产轻薄、高强度和高能量密度的隔膜,也更容易满足下游锂电池对于轻薄化、大容量、高能量密度的需求。

国内主要隔膜供给商包括恩捷股份、星源材质、中材科技三家,合计市场占有率接近60%。今天主要聊聊恩捷股份和星源材质。

龙头标的:恩捷股份(龙一,主要为湿法)、星源材质(龙二,主要为干法)

二级成长标的:中兴新材、金力新能源、中科科技、惠强新能源、沧州明珠、璞泰来

恩捷股份:湿法龙头

主要产品包括各种规格的湿法基膜和功能性涂布膜,目前,恩捷已成为全球出货量最大的锂电池隔膜供应商,市场份额全球第一。

在进入LG化学、宁德时代产业链之后,销售量与市场占有率爆炸式上升,2014年市占率仅为0.61%,2017年市占率为26%,2019年占国内湿法隔膜市场份额43%,出货量8.6亿平米。在2020年3月,完成对苏州捷力的收购后,市场份额迅速超过六成。

上半年的机构数据来看,包括恩捷、星源、中锂在内的几个龙头,合计产能有20GW,但仅宁德一家就排产超过30GW,明显的供不应求。预计未来两三年,都是这种供不应求的紧缺状态。

上海恩捷在原辅材料、制膜、涂布工艺和配方开发方面具有成熟技术,基膜开发出的厚度在5-30μm,陶瓷和有机物涂布膜使得隔膜的耐热温度更高,具有较为完备的产品品类。

恩捷目前拥有珠海恩捷、无锡恩捷、江西通瑞、苏州捷力、重庆纽米等基地,并在规划建设匈牙利、美国、常州等其他基地。

恩捷主要客户包括LG化学、三星SDI、宁德时代(CATL)、比亚迪、国轩高科、力神等国内外电池厂商。

今年的二三季度,恩捷一直有上车机会。在国庆之间,我基本上也是积极看多锂电隔膜,多次参与了星源。

短期来看,股价趋势转弱,风险较大。中长期来看,这一块,未来国产化率提高,而且公司本身利润率也高,恩捷股份作为头部公司也有垄断优势,非常值得关注。

星源材质:干法龙头

星源材质科技股份有限公司成立于2003年,2016年在深交所挂牌上市。产品包括双层隔膜/单层隔膜/高韧性隔膜,应用于电动汽车、电动工具、储能设备、3C电子产品类。

2020全年,星源材质销售7亿平方米隔膜,同比增幅102.20%,营收9.67亿元,同比增61.17%。今年一季度公司实现营收4.22亿元,同比增238.51%。

2021年满产满销,Q1单平净利润0.24元,下一代新产线单线1.5-1.8亿平/年的产能,当前产线大多数在1-1.2亿平/年之间,这能极大的降低成本,大约在30%左右。

星源材质已与LG化学签订4.5年内43.11亿元湿法涂覆隔膜供应合同,与Northvolt签订33.4亿元隔膜供应合同。2021年全年星源材质出货有望超过11亿平米。

星源材质客户众多,包括宁德时代、比亚迪、国轩高科、亿纬锂能、欣旺达、天津力神、孚能科技等等,几乎涵盖所有一流的国内动力电池企业。要注意的是,在国内,对宁德时代的供应不太多。

星源同时拥有干法隔膜和湿法隔膜产能,并且两种产能都有在继续投建,拥有锂离子电池隔膜微孔制备工艺的自主知识产权,并建成先进的隔膜生产线,拥有华南生产基地、合肥生产基地、年产 3.6 亿平方米锂离子电池湿法隔膜项目(常州生产基地)、超级涂覆工厂四大基地。

星源材质目前已计划在江苏南通和瑞典新建两个扩产项目。作为干法龙头,这两个新项目都瞄准了公司较为薄弱的湿法和涂覆产能。

按照星源的规划,瑞典项目的总投资额为19.72亿元,分为三期建设,达产后其湿法基膜年产能可达7亿平方米,涂覆可达4.2亿平方米,二者合计11.2亿平方米。

根据2020年的数据,星源材质总的出货量大约在7亿平方米左右。新建项目产能释放后,星源的产能或将提高6倍。

根据GGII数据,2020年中国锂电隔膜出货37.2亿平米。由此看来,仅星源材质宣布的产能扩张计划就接近去年我国隔膜总出货量。

扩产也带来了新的发展不确定性,但这就类似于军备竞赛,星源不得不扩产。

星源因为将较多精力放在提升湿法隔膜产能上,2020年-2021年上半年,星源材质在干法隔膜的市占率明显下滑,从45%下降到了26.2%,仅仅比第二名沧州明珠高不到3个百分点,后者已经开始挑战其干法龙头的地位。

短期来看,股价趋势转弱。中长期需要关注星源公司湿法隔膜项目的进展,以及隔膜行业价格波动情况。

总的来说,春节前可能不会出现较好的布局位置。牛少我也会持续追踪,大家可以一起探讨。

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