Perspectivas de la industria de películas de aislamiento electrónico de consumo de energía para vehículos de nueva energía

01. el diafragma de batería de litio es el material clave de la batería de energía.

El diafragma es un eslabón clave en las baterías de iones de litio. La batería de iones de litio es el representante de las baterías modernas de alto rendimiento, que consta de cuatro partes principales: material positivo, material negativo, diafragma y electrolito. El diafragma es una película delgada con estructura microporosa y es el componente interior clave con las barreras técnicas más importantes en la cadena de la industria de baterías de iones de litio, con un costo de alrededor del 10% - 20% en las baterías de energía. El diafragma desempeña principalmente el papel de aislar los electrodos positivos y negativos en las baterías de litio para evitar cortocircuitos y proporcionar microcanales para apoyar la migración de iones de litio, lo que tiene un impacto clave en la seguridad de la batería, el rendimiento de duplicación y el rendimiento del ciclo.

Proceso de producción de diafragma de batería de litio

Los diferentes procesos de membrana tienen grandes diferencias en la selección de materiales, espesor, número de microporos y otras propiedades. La fabricación de la membrana de base del diafragma se divide principalmente en dos tipos: método seco y método húmedo de acuerdo con el mecanismo de formación de microporos, de los cuales el método seco se puede dividir en dos tipos: tracción única y tracción doble, y el método húmedo se puede dividir en dos tipos: asíncrono y sincronización de acuerdo con la orientación de tracción al mismo tiempo. el método simultáneo es muy uniforme y adecuado para baterías de consumo, mientras que el método asíncrono tiene una alta tasa de rendimiento adecuado para baterías de energía.

• El diafragma seco hace agujeros estirando. El proceso seco mezcla polímeros, aditivos y otras materias primas para hacer una extrusión de fusión uniforme, bajo tensión de tracción, forma una estructura cristalina, después del tratamiento térmico para obtener una película de polímero dura y elástica, y luego se estira de nuevo a una cierta temperatura para formar microporos, y después del ajuste térmico para obtener una película microporosa. El proceso de tracción única seca está principalmente en manos de celgard en los Estados Unidos y Ube en japón, y está muy maduro. El proceso de doble tira seca fue desarrollado por el Instituto de química de la Academia China de Ciencias y industrializado por la Ciencia y la tecnología de China. en 2001, el Instituto de química transfirió la patente de doble tira en el extranjero a celgard, convirtiéndola en un maestro del diafragma seco y adquirida por la compañía japonesa Asahi kasei en 2015.

Figura: proceso de proceso de diafragma seco

• El diafragma húmedo hace agujeros extrayendo plastificantes. El proceso húmedo utiliza el principio de separación de fase térmica, que mezcla el Plastificante con la resina de poliolefina. durante el enfriamiento de la mezcla fundida, se produce la separación de fase sólido - líquido / líquido. después de presionar el diafragma y calentarlo a una temperatura cercana al punto de fusión, el estiramiento hace que la orientación de la cadena Molecular sea consistente, se aísla y extrae el Plastificante de la película con un disolvente volátil (diclorometano / tricloroetileno), y luego se produce el diafragma. El diafragma húmedo ocupa actualmente la corriente principal, debido a que puede hacer más delgado y hacer que la densidad de capacidad de la batería sea mayor, por lo que es adoptado por grandes fabricantes de baterías como sanyo, sony, panasonic, Wansheng y así sucesivamente. Las principales empresas representativas del diafragma húmedo son Asahi kasei de japón, Toray toray, ski de Corea del sur, enjie de shanghai, etc.

Figura: proceso de proceso de diafragma húmedo

Cadena de la industria del diafragma de batería de litio

El diafragma se encuentra en la parte superior de la cadena de la industria de la batería de litio y es uno de los cuatro materiales básicos de la batería de litio, que representa aproximadamente el 12% del costo de la batería. Las tres principales áreas de aplicación de vehículos de nueva energía aguas abajo, almacenamiento de energía y electrónica de consumo han generado conjuntamente un alto crecimiento de la demanda de baterías de litio.

Figura: cadena de la industria del diafragma de batería de litio

02

Análisis del patrón competitivo de la industria del diafragma de batería de litio

• Lado de la oferta: el ritmo de expansión en el extranjero se ha desacelerado y la nueva capacidad de producción es relativamente insuficiente. Después de la remodelación de los precios del diafragma, la concentración de la industria mundial del diafragma ha aumentado gradualmente, formando cuatro situaciones principales en el extranjero y tres situaciones principales en el país, y el patrón de los siete principales proveedores del mundo ha tomado forma. Como lugar de nacimiento de los materiales de diafragma de batería de litio, Japón y Corea del Sur ocupan el mercado mundial de diafragma húmedo con tecnología avanzada y ventajas de primer movimiento. las empresas representativas son Asahi kasei de japón, Toray de japón, ski de Corea del sur, Sumitomo de japón, yubu de japón, wscope de japón, etc. debido a los altos costos generales de producción y el gasto de capital, el crecimiento de la capacidad de la mayoría de las empresas de diafragma en el extranjero puede no mantenerse al día con el crecimiento de la industria. Los diafragmas de litio ski de Corea del Sur apoyan principalmente sus propias fábricas de baterías o empresas conjuntas subordinadas a la oferta, con ventas externas limitadas. además de ski, el aumento de expansión de las cuatro principales empresas de diafragmas en el extranjero en 2021 fue de solo 350 millones de yuanes, con una tasa de expansión total del 10% al 15%, muy inferior a la tasa de crecimiento de la demanda de lg, Samsung y panasonic.

Previsión de nueva capacidad en el extranjero en 2021

• Asahi kasei, japón: se espera que la nueva capacidad de producción sea de 200 millones de metros cuadrados en 21 años. Hay menos proyectos de expansión de la compañía en 2020, con solo 90 millones de metros cuadrados de proyectos húmedos en funcionamiento en el primer semestre del año, 1.100 millones de metros cuadrados de capacidad de la compañía a finales de 2020, dos proyectos en construcción de la compañía, Japón es un proyecto húmedo y 300 millones de metros cuadrados de capacidad, y se Espera que se ponga en funcionamiento en el primer semestre de 2021; Estados Unidos es un proyecto seco con una capacidad plana de 150 millones y se espera que entre en funcionamiento a finales de 2021 o 2022; Por lo tanto, la nueva producción efectiva de la compañía a finales de 21 años puede ser inferior a 300 millones de metros cuadrados en comparación con finales de 20 años, superponiendo el impacto de la escalada de la capacidad, la puesta en marcha de la línea de producción y la tasa de rendimiento, y se espera que la nueva producción en 21 años En comparación con 20 años sea inferior a 200 millones de metros cuadrados.

• Se espera que Toray de Japón agregue una nueva capacidad de producción de 60 millones de metros cuadrados en 21 años. Toray de Japón publicó a mediados de 2020 su plan de desarrollo a medio plazo para 2022, en el que se reveló por primera vez la expansión de la capacidad del diafragma. La capacidad de producción del diafragma de Toray en 2018 fue de 650 millones de metros cuadrados, frente a 850 millones de metros cuadrados en 2019, un aumento interanual del 30%, un nuevo aumento de 200 millones de metros cuadrados, un pequeño aumento; La compañía planea una capacidad de producción de 1.020 millones de metros cuadrados en 2022, un aumento del 20% con respecto a 19 años, con una nueva capacidad de producción de 170 millones de metros cuadrados en tres años, un aumento anual de 56 millones de metros cuadrados, un aumento menor y una expansión básicamente estancada.

• Se espera que los Sumitomo japoneses aumenten su capacidad en unos 50 millones de metros cuadrados en 21 años. Sumitomo Chemical publicó su plan de desarrollo para 2021 el 30 de noviembre de 2020, en el que el negocio del diafragma aumentará de 180 millones de metros cuadrados en 2017 a 400 millones de metros cuadrados en 2021, un aumento de 220 millones de metros cuadrados en cuatro años y un aumento anual promedio de unos 50 millones de metros cuadrados.

• Se espera que la nueva capacidad de producción de Japón wscope sea de 100 millones de metros cuadrados en 21 años. Según la presentación de resultados de amanecer de la compañía fy2020q3, la compañía tenía 13 líneas de producción de diafragmas a finales de 19, con una capacidad estimada de 500 millones de metros cuadrados; En el segundo semestre de 20 años, la compañía planea construir dos líneas de producción, y a partir de octubre, las dos líneas de producción todavía están en construcción y aún no se han puesto en funcionamiento. Esperamos que la nueva capacidad de producción de la compañía en 21 años en comparación con 20 años sea estas dos líneas de producción, y se espera que sea de 100 millones de metros cuadrados.