受汽車、消費(fèi)類電子產(chǎn)品和可再生能源行業(yè)廣泛使用的推動，電池隔膜市場在未來幾年將實(shí)現(xiàn)大幅增長。電池隔膜是電池性能的關(guān)鍵，它們是電池陰極和陽極之間的隔離層。

根據(jù)MarketsAndMarkets的預(yù)測，電池隔膜市場將從2024年的72.9億美元增長到2029年的147.3億美元，并在2034年進(jìn)一步增長到260.8億美元?；瘜W(xué)品與材料部門副經(jīng)理Shantanu Parashar解釋說：“非織造材料通常由聚丙烯等細(xì)纖維制成，在電池隔膜中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。這些纖維網(wǎng)是正負(fù)電極之間的多孔屏障，允許鋰離子自由流動，同時(shí)防止物理短路。非織造材料清晰的孔隙結(jié)構(gòu)有助于電池隔膜保持足夠的電解質(zhì)，從而實(shí)現(xiàn)有效的離子交換。此外，有些無紡布還可以在高溫下關(guān)閉孔隙，從而提高電池的安全性?！?/p>

MarketsAndMarkets的數(shù)據(jù)顯示，從全球來看，亞太地區(qū)預(yù)計(jì)將在未來幾年實(shí)現(xiàn)大幅增長。該地區(qū)對隔膜的需求主要由中國拉動。汽車和電子行業(yè)的大量投資推動了中國對電池隔膜的需求。除亞太地區(qū)外，預(yù)計(jì)歐洲將出現(xiàn)指數(shù)級增長?！半S著歐洲對能源可持續(xù)利用的堅(jiān)定承諾，預(yù)計(jì)歐洲的電池產(chǎn)量將從2022年的69 GWh增加到2025年的238 GWh、2027年的413 GWh和2030年的773 GWh。他補(bǔ)充說：“歐洲計(jì)劃為電動汽車和鋰離子電池（LIB）生產(chǎn)開發(fā)千兆工廠，預(yù)計(jì)這將推動該地區(qū)對電池隔膜的需求?！?/p>

儲能設(shè)備需求的增長預(yù)計(jì)將成為主要增長機(jī)遇之一，而新興經(jīng)濟(jì)體在電動電池基礎(chǔ)設(shè)施方面缺乏政府支持，可能會對電池隔膜市場的增長產(chǎn)生負(fù)面影響。

隨著汽車行業(yè)向電動汽車（EV）方向發(fā)展，對高質(zhì)量電池隔膜材料的需求日益增加，因?yàn)殡妱悠囆枰笮汀⒏咝阅艿碾姵亍?/p>

Glatfelter高級電池材料部門主管Dave Rittenhouse說，電動汽車顯然是電池隔膜的一個關(guān)鍵增長領(lǐng)域?！霸凇痘A(chǔ)設(shè)施法》和《通貨膨脹削減法》中，為電動汽車/輕型汽車的發(fā)展總共撥款約3800億美元。這使得大量產(chǎn)能上線?！?/p>

Rittenhouse解釋說，無論這筆錢花了多少，還有許多非電動汽車應(yīng)用，如無人機(jī)、eVTOL（電動垂直起降）、BESS（電池儲能系統(tǒng)）以及以前由小型內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動的設(shè)備電氣化。“在許多情況下，電池驅(qū)動的設(shè)備比燃?xì)怛?qū)動的設(shè)備更容易操作和使用?！?/p>

自2014年對技術(shù)公司Dreamweaver International進(jìn)行重大投資以來，Glatfelter在鋰離子電池隔膜方面的專有技術(shù)得到了擴(kuò)展。該工藝基于造紙/濕法技術(shù)制造鋰離子電池隔膜。它薄至20微米，其開發(fā)應(yīng)用包括太陽能電池、電動汽車、電動工具、工業(yè)電池和一些便攜式電子產(chǎn)品的儲能。經(jīng)過多年的生產(chǎn)，Glatfelter最終出售了生產(chǎn)該技術(shù)的造紙廠，并完全停止了生產(chǎn)。

據(jù)Rittenhouse稱，基于這一經(jīng)驗(yàn)，幾年前Glatfelter重新審視了電池隔膜的制造工藝。團(tuán)隊(duì)優(yōu)先考慮了一系列他們認(rèn)為理想的隔膜應(yīng)具備的特性，其中包括快速充電（在不損失容量或循環(huán)壽命的情況下提高充電率）；輕?。ㄌ岣吣芰棵芏?、減輕重量/尺寸）；安全（可選高溫變體的低熱收縮）；多功能（平臺技術(shù)可隨時(shí)調(diào)整以適應(yīng)不同的應(yīng)用）；安全；經(jīng)濟(jì)（影響電動汽車行業(yè)的利潤壓縮、需要節(jié)約）。

里特豪斯說：“我們認(rèn)為，纖維結(jié)構(gòu)是制造符合這些目標(biāo)的隔膜的的關(guān)鍵?！?/p>

雖然該公司無法提供有關(guān)其第二代隔膜平臺的具體信息，但Glatfelter采用的工藝能夠獨(dú)立控制隔膜的許多參數(shù)，包括孔徑、耐溫性、強(qiáng)度、表面化學(xué)性質(zhì)和許多其他特性。據(jù)Rittenhouse稱，這使Glatfelter能針對特定應(yīng)用或使用情況定制隔膜。Glatfelter正在為保護(hù)這些技術(shù)申請zhuanli。

他說：“Gen II平臺的多功能性使我們能夠制造出在需要快速充放電率的高功率應(yīng)用和高能量應(yīng)用中都有價(jià)值的隔膜，同時(shí)提供濕法或干法薄膜無法達(dá)到的安全水平?！?/p>

Glatfelter已為鋰離子電池隔膜的研究和生產(chǎn)投入了數(shù)百萬美元，其目前的生產(chǎn)能力可以支持較小的專業(yè)制造商的應(yīng)用。他解釋說：“我們的工藝具有很強(qiáng)的可擴(kuò)展性，這意味著我們可以在相對較短的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)全面商業(yè)化?！?/p>

Glatfelter還在美國田納西州投資建立了世界一流的先進(jìn)電池研究中心?！拔覀兤刚埩思夹g(shù)人員和博士來支持我們的研發(fā)工作。這一設(shè)施和員工使我們能夠與領(lǐng)先的客戶一起進(jìn)行強(qiáng)大而令人興奮的新產(chǎn)品開發(fā)。”Rittenhouse說。

雖然電動汽車市場的增長是推動鋰電池增長的相對較大的單一動力，但他相信其為設(shè)備提供能量的能力將創(chuàng)造出前所未有的新產(chǎn)品?！颁囯姵氐脑鲩L市場已經(jīng)從手機(jī)過渡到筆記本電腦，再到電動汽車，現(xiàn)在無人機(jī)已成為烏克蘭沖突中的主要武器系統(tǒng)。我不知道什么新設(shè)備或技術(shù)會成為‘下一件大事'，但這個領(lǐng)域非常令人興奮，Glatfelter完全有能力成為其中的一部分?！?/p>

科德寶高性能材料公司在電池行業(yè)擁有數(shù)十年的經(jīng)驗(yàn)和豐富的專業(yè)知識，可為客戶量身定制解決方案，滿足其對電池隔膜的要求。公司利用濕法、干法、紡粘等所有可用的無紡布技術(shù)，使用不同種類的纖維或聚合物，以及各種整理技術(shù)，根據(jù)應(yīng)用需求調(diào)整隔膜的性能。

科德寶高性能材料公司通用工業(yè)全球業(yè)務(wù)部高級副總裁Thomas Petzel說：“非織造材料是電池的重要功能元素。我們的產(chǎn)品不僅能將電極和陰極隔開，還能作為電池中的電解液儲槽。它們會影響電池的功能、自放電和循環(huán)壽命，并能防止枝晶生長造成的短路?！?/p>

科德寶的電池隔膜材料被廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域，尤其是水性電解液，包括鎳金屬氫化物、鎳鎘、鎳鋅和其他新興電池技術(shù)，以及鉛酸電池中的隔膜。Petzel說，對研發(fā)能力的大量投資使公司能夠迅速適應(yīng)不斷變化的客戶需求或市場趨勢。

最近，該公司加強(qiáng)了其獨(dú)特的表面處理工藝，以提供出色的電解液吸收能力并提高電解液吸收速度。

除了電動汽車鋰電池市場的增長，科德寶還見證了需要固定儲能解決方案的可再生能源市場的顯著增長，主要增長機(jī)會在北美和亞洲。

Ahlstrom是全球大型的無紡布生產(chǎn)商之一，進(jìn)入儲能市場相對較晚，大約六年前才進(jìn)入該領(lǐng)域。針對鉛酸電池，Ahlstrom開發(fā)了基于濕法工藝的微玻璃隔膜。該公司生產(chǎn)的吸收性玻璃墊（AGM）介質(zhì)是鉛酸電池的關(guān)鍵部件，用于汽車啟停應(yīng)用和工業(yè)應(yīng)用。

針對鋰離子電池，Ahlstrom開發(fā)了一種同樣基于纖維的專有技術(shù)，并采用了濕法工藝。對于這一類電池，Ahlstrom同樣以汽車和工業(yè)應(yīng)用為目標(biāo)，但儲能已成為公司的重點(diǎn)。“汽車電池已經(jīng)相當(dāng)先進(jìn)，而我們正在向使用薄膜型隔膜的市場推出一項(xiàng)新技術(shù)。因此，市場需要轉(zhuǎn)變觀念，而這不是一朝一夕就能實(shí)現(xiàn)的?！盇hlstrom公司儲能銷售主管Marcus Ulrich說。

作為其發(fā)展計(jì)劃的一部分，Ahlstrom近年來進(jìn)行了多項(xiàng)重大投資。2022 年，位于意大利都靈工廠的一條新生產(chǎn)線開始生產(chǎn)玻璃微纖維介質(zhì)。該生產(chǎn)線還能使用其他纖維，如纖維素和其他聚合物纖維。此外，去年Ahlstrom還在其位于美國肯塔基州的工廠啟動了另一條玻璃纖維生產(chǎn)線。這條生產(chǎn)線并非專門針對隔膜，而是用于玻璃纖維氈與聚乙烯隔膜的結(jié)合使用。

此外，在2023年，Ahlstrom還推出了混合電極吸水紙材料。這是鉛酸蓄電池組裝過程中的關(guān)鍵部件之一。它們被層壓在電極上，以穩(wěn)定活性材料。Ahlstrom的產(chǎn)品是天然纖維和合成纖維的獨(dú)特組合，與其他競品相比，具有卓越的均勻性和更好的處理性能。天然纖維成分溶解于電池酸液后，合成纖維成分可使活性材料更好地粘附在電池板表面。這種特殊性能可將活性物質(zhì)穩(wěn)定在柵格上，從而實(shí)現(xiàn)更高的循環(huán)次數(shù)和更長的電池壽命，并簡化電池回收。

Ulrich說，Ahlstrom是全球僅一家為儲能市場提供全系列材料的公司。“全世界還沒有一家生產(chǎn)商擁有如此全面的能力。我們努力將自己打造成業(yè)內(nèi)纖維解決方案的一站式服務(wù)商?！?/p>

旭化成正在加拿大安大略省建造一座綜合工廠，用于生產(chǎn)Hipore濕法鋰電池隔膜的基膜和涂層。該公司已與本田汽車有限公司就共同投資該工廠達(dá)成初步協(xié)議。該工廠將生產(chǎn)微孔隔膜及涂層隔膜，預(yù)計(jì)將于2027年正式投入運(yùn)營。

在2024財(cái)年中期經(jīng)營計(jì)劃中，旭化成將儲能相關(guān)業(yè)務(wù)定位為推動未來增長的“十大增長齒輪”（GG10）之一。其儲能業(yè)務(wù)的核心是Hipore濕法鋰電池隔膜，該業(yè)務(wù)已有40多年的歷史，目前除消費(fèi)電子應(yīng)用外，還在擴(kuò)大汽車應(yīng)用領(lǐng)域的銷售。

旭化成美國公司外部營銷和企業(yè)傳播專家Christian OKeefe說，在加拿大建立鋰離子電池隔膜工廠的決定是由幾個關(guān)鍵因素推動的?！俺恕锻ㄘ浥蛎浵鳒p法》（IRA）創(chuàng)造的有利條件外，汽車原始設(shè)備制造商和電池制造商在北美建立工廠的數(shù)量也大幅增加。北美市場目前缺乏具有濕法隔膜大規(guī)模生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的公司，這對我們來說是一個極具潛力的機(jī)會?！?/p>

旭化成和本田達(dá)成的基本協(xié)議基于以下共識：必須建立供應(yīng)鏈，為北美插電式電動汽車市場穩(wěn)定供應(yīng)高性能電池，預(yù)計(jì)該市場將在中長期內(nèi)增長。目前正在研究建立一家合資企業(yè)，為本田和其他汽車制造商生產(chǎn)的北美市場電動汽車電池生產(chǎn)Hipore隔膜。

除Hipore外，旭化成還生產(chǎn)Celgard電池隔膜。據(jù)OKeefe稱，該公司的電池隔膜均以薄膜為基礎(chǔ)，可實(shí)現(xiàn)高速生產(chǎn)，基膜和涂層工藝的生產(chǎn)速度約為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的兩倍。該公司的涂膜系列可確保高質(zhì)量，提高電池產(chǎn)量，其均勻的孔隙結(jié)構(gòu)有助于延長電池使用壽命。公司使用無氟涂層，并保持較高的加工材料回收率。

旭化成預(yù)計(jì)鋰電池隔膜市場將大幅增長?！邦A(yù)計(jì)到2030年，北美銷售的汽車中將有一半以上是BEV（電池電動汽車）或 PHEV（插電式混合動力電動汽車），”O(jiān)Keefe說，“這一轉(zhuǎn)變將推動鋰電池隔膜需求的大幅增長，預(yù)計(jì)市場將從2023年的10億平方米增長到87億平方米。電動汽車的加速普及以及對高質(zhì)量電池組件的相應(yīng)需求將推動這一預(yù)期增長。”

旭化成對鋰電隔膜業(yè)務(wù)的重視程度不斷加深，這一點(diǎn)從其近年來頻繁的官方公告中可見一斑。2023年10月，旭化成宣布了一項(xiàng)投資計(jì)劃，預(yù)計(jì)投資約400億日元（約合18.7億元人民幣），用于擴(kuò)大其在美日韓等地工廠的Hipore隔膜產(chǎn)能至12億平方米，預(yù)計(jì)新產(chǎn)能將于2026年上線。

進(jìn)入2024年，旭化成進(jìn)一步調(diào)整了其業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu)，宣布將Hipore鋰電隔膜業(yè)務(wù)拆分出來，并新命名為旭化成電池隔膜株式會社（AKBSC），以便進(jìn)行更加獨(dú)立的發(fā)展和管理。這一拆分計(jì)劃預(yù)計(jì)將于今年10月正式生效。

根據(jù)旭化成的年報(bào)數(shù)據(jù)，2023財(cái)年，公司的全年凈銷售額約為2775億日元（約合134.7億元人民幣），其中隔膜業(yè)務(wù)貢獻(xiàn)了336.03億日元（約合16.31億元人民幣），占總銷售額的12.1%，顯示出隔膜業(yè)務(wù)在公司整體營收中的重要地位。

Gessner的Craneglas是一種獨(dú)特的濕法無紡布，由粗玻璃制成。與孔徑較小的典型微玻璃隔膜不同，Craneglas的孔徑較大，因此適用于特定類型的一次性非充電電池。鋰亞電池的正極是液態(tài)的，不像其他鋰電池的正極是固態(tài)材料。

由于具有高能量密度、高放電率和長壽命的特點(diǎn)，鋰亞電池通常用于更換電池成本較高的應(yīng)用、軍事應(yīng)用和極端溫度地區(qū)。這些電池可承受的溫度范圍很廣，從零下60攝氏度到85攝氏度不等，因此在寒冷的氣候條件下特別有用。Craneglas材料使這些電池能夠在極端條件下實(shí)現(xiàn)優(yōu)異的性能特點(diǎn)。

為了進(jìn)一步提高電池的性能，Gessner開發(fā)了Craneglas SD材料。這種材料具有優(yōu)異的纖維分散性和非常均勻的密度和厚度。這些特性在電池市場中至關(guān)重要，尤其是在卷繞過程中，準(zhǔn)確的厚度至關(guān)重要。

Craneglas SD材料的均勻性確保了電池每一層的一致性，從而保證了電池的優(yōu)越性能。電池層厚度不一致會導(dǎo)致功率分布不均，最終降低電池的功能。因此，Craneglas SD的均勻性使其成為電池制造商的理想選擇。

來源 | 編譯自Nonwovens Industry

作者 | Tara Olivo

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雜志 | 《國際非織造工業(yè)商情》