锂电池隔膜是一种具有微孔结构的薄膜,主要作用是使电池的正、负极分隔开来,防止两极接触而短路,还具有能使电解质离子通过的功能。锂电池隔膜的性能要求有:厚度均匀性、力学性能(包括拉伸强度和抗穿刺强度)、透气性能、理化性能(包括润湿性、热稳定性、安全性)等四大性能指标。

 

锂电池隔膜材料PP、UHMWPE的国产化情况

锂电池隔膜是锂离子电池产业链中最具技术壁垒的关键内层组件,也是最晚实现国产化的环节。用于锂电池隔膜基膜的材料有PP、PE、PI、PAR等,目前实用最多的主要是PP和PE。
锂电池隔膜材料PP、UHMWPE的国产化情况
       
目前国内已有用于锂电池隔膜的聚丙烯专用料和超高分子量聚乙烯(UHMWPE)专用料,但产品性能有待提高,市场占有率不高,对国外产品进口依赖度仍然较高。
锂电池隔膜专用聚丙烯(PP)市场情况
中国锂电池隔膜专用PP供需分析
 
从需求来看,2016-2020年我国锂电池隔膜专用PP料需求量年均增速在12.7%左右;随着电池隔膜企业的大幅增产扩产,预计未来五年(2021-2025 年)需求将仍保持较高增速。
进口锂电池隔膜专用PP材料情况
2020年我国锂电池隔膜专用PP料进口量在12450吨左右;进口主要来自大韩油化和新加坡TPC 两家企业;其中,大韩油化贡献总进口量的92.0%。
2020年中国锂电池隔膜专用PP进口数据统计

 

企业名称 地址  

产能(万吨/年)
工艺 牌号 进口量/吨
 

大韩油化
 

韩国
 

47
 

日本Chisso气相法
 

S802M
S801
S800
其他
小计
 

8600
2200
550
100
11450
 

新加坡TPC
 

新加坡
 

62.5
 

日本住友气相法
 

FS2014
FS2013
小计
 

800
200
1000
 

合计
 

109.5
 

12450

 

国产锂电池隔膜专用PP材料情况
2020年,国内仅有辽宁华锦和独山子石化两家企业实现了锂电池隔膜专用PP料的量产,两家企业累计产量在4140吨。另外,辽宁华锦和独山子石化两家企业均有在未来几年加大锂电池隔膜专用PP料生产力度和下游市场推广的计划。
2020年国内锂电池隔膜专用PP生产企业统计

 

企业名称 产能(万吨/年) 工艺 牌号 产量/吨
 

辽宁华锦
 

6
 

三井油化Hypol液-气本体法
 

F302A
 

3500
 

独山子石化
 

7
 

Basell公司Spheripol工艺
 

T98F,T98G
 

640
 

合计
 

 

 

 

4140

 

预计到 2025 年,我国锂电池隔膜专用PP料产量将增长至9000吨,2020-2025 年产量年均增速预计在16.8%左右;量产企业预计仍以辽宁华锦和独山子石化两家为主。
随着以独山子石化、辽宁华锦在锂电池隔膜专用PP料领域进一步加大研发力度,我国锂电池隔膜用PP料自给率将有一定程度的提升,但是相对于较大的需求增长,预计还需要较大的进口量。
锂电池隔膜UHMWPE专用料市场情况
超高分子量聚乙烯英文名Ultra-high Molecular Weight Polyethylene(简称UHMWPE),是分子量150万以上的无支链的线性,常用于掺混到HDPE隔膜基材中,以提升强度。
UHMWPE 锂电池隔膜是目前最具竞争力的隔膜材料之一。近年来,随着新能源汽车电池续航能力要求的不断提升,UHMWPE 锂电池隔膜需求量也迅速增加,迎来扩产潮;同时,其较高的毛利润也使隔膜厂商对生产技术的研发热情有增无减,都在尝试突破国外技术壁垒,掌握自主制备工艺。
2016-2020 年,我国锂电池隔膜专用 UHMWPE 料进口量年均增速在 23.5%左右,2020年总进口量达到 11700吨,进口依存度 45%。由于国内非外资企业UHMWPE 研发和生产能力仍比较有限,再加上新产品打入市场的认证周期较长,未来五年我国 UHMWPE 锂电池隔膜专用料国产量增速预计难以满足需求增速。
UHMWPE 锂电池隔膜专用料应用情况
对UHMWPE锂电池隔膜专用料采购规模领先的五家锂电池隔膜生产企业进行了调研,包括重庆云天化纽米科技、河北金力、星源材质、辽源鸿图、上海恩捷等,其中上海恩捷采购量最大,达到了10000吨。
       锂电池隔膜材料PP、UHMWPE的国产化情况        
2020 年五家企业对国产UHMWPE 锂电池隔膜专用料采购总量为 7700 吨,对进口资源采购总量为7800吨,总用量15500吨,占全国UHMWPE锂电池隔膜总消费量的 60.4%。
进口锂电池隔膜UHMWPE专用料情况
2020年锂电池隔膜专用UHMWPE料进口数据统计

 

 

企业名称
 

进口量/吨
 

锂电池隔膜专用料主要牌号
 

泰科纳(塞拉尼斯)
 

6100
 

具有多样性,以定制化牌号为主,如 GUR2122、GUR4018、GUR4022、GUR4113、GUR4122、GUR4130、GUR4150 等
 

日本三井
 

1050
 

145M
 

大韩油化
 

4500
 

VH035、VH150U
 

合计
 

11650
 

 

2020 年我国UHMWPE锂电池隔膜专用料进口量在12000吨左右,进口依存度45%;进口主要来自泰科纳(塞拉尼斯)、日本三井和大韩油化三家企业,这三家也是全球主要的锂电池隔膜专用UHMWPE料供应商。
预计未来几年,我国锂电池隔膜专用 UHMWPE 料进口量年均增速仍高达15%左右;2025 年进口量预计将上升至23000吨,进口依存度预计将上升至52%。
中国锂电池隔膜专用UHMWPE料生产情况
2020 年仅有南京塞拉尼斯和扬子石化有锂电池隔膜专用UHMWPE料量产产品,两家企业累计年产量在14000吨左右。另外,河南沃森(UHMWPE 产能 10000吨/年)有锂电池隔膜实验料投放试用,但没再进一步量产。
2020 年我国UHMWPE 锂电池隔膜专用料生产企业统计

 

企业名称 地址 产能(万吨/  年) 产量/吨 主要牌号
 

扬子石化
 

南京
 

2.0
 

4000
 

YEV-4500、YEV-060F
 

塞拉尼斯南京
 

南京
 

3.5
 

10000
 

以定制化牌号为主,如 GUR2122、GUR4116、GUR4112、GUR4113、GUR4130等
 

合计
 

 

 

14000
 

 

由于隔膜原料市场导入周期比较长,短期我国UHMWPE 锂电池隔膜专用料量产企业预计仍将以塞拉尼斯(南京)和扬子石化两家企业为主。
国内(非外资)UHMWPE 生产企业尝试突破国外技术壁垒,开发具有竞争力的 UHMWPE 锂电池隔膜专用料依然存在较大难度:
一是进口的 UHMWPE 锂离子电池隔膜专用料基本被美国、韩国、德国和日本等少数国家垄断,国内研发和生产起步较晚,自主知识产权匮乏;
二是国内企业对生产隔膜用到的 UHMWPE 锂电池隔膜专用料的研究不够深入,国产UHMWPE 锂电池隔膜专用料配方研究欠缺系统性,生产出的隔膜一致性、均匀性等比较差,合格率偏低,量产化能力有待进一步提高。

 

参考资料:介电聚烯烃树脂市场与生产现状,赵燕

原文始发于微信公众号(锂电产业通):锂电池隔膜材料PP、UHMWPE的国产化情况

动力电池产业链非常长,从无机非金属材料到金属氧化物,到高分子材料,都有相关。为了让加强艾邦粉丝在新能源电池,特别是与电池相关材料的交流,特建立动力电池微信群,欢迎产业链上下游的朋友加入 中国电池技术展览会,杜邦、赢创、索尔维、阿科玛齐亮相 欢迎关注艾邦锂电产业微信公众号;锂电池产业链交流、资讯、人脉圈。从正负极材料生产到涂布,隔膜、电解液、封装材料到检测组装等这些环节涉及的材料、辅材、添加剂、耗材,以及相关设备,相关企业介绍。

作者 li, meiyong