设备名称 搅拌机 挤出机 冷却成型: 双拉机 横拉设备 萃取设备 烘干定型 分切机 锅炉,控压机,冷却 水塔,危险品仓库, 价格 80万元 100万元 100万元 840万元 150万 150万 120万 80万 280万
仓库,配管线等
检查设备,实验室设 备 回收装置 200万 100万
合计
约2300万元
产品特点
厂家
单向拉伸设备
湿法工艺
湿法又称相分离法或热致相分离法，将液态烃或一些小分子物质与聚烯烃树 脂混合，加热熔融后，形成均匀的混合物，然后降温进行相分离，压制得膜 片，再将膜片加热至接近熔点温度，进行双向拉伸使分子链取向，最后保温 一定时间，用易挥发物质洗脱残留的溶剂，可制备出相互贯通的微孔膜材料。
美国Polypore全资子公 司，成立于1981年，注 册资本2亿美金 日本东燃化学株式会社 的子公司，成立于1947 年，注册资本约3512亿 日元 成立于1942年，注册资 金431亿日元 成立于1913年
MBI、BYD
单层和多层 PP、PE PP/PE/PP PVDF覆盖 单层 PE
8980万平米/年
锂电池隔膜技术和工艺
康佳研究院 2012.01
隔膜是锂电池一个重要组件
隔膜是锂离子电池的重要组成部分,是支撑锂离子电池 完成充放电电化学过程的重要构件。
隔膜定义
影响电池的界面结构、内阻 隔膜性能 高强度薄膜化聚烯烃多孔膜材 料 锂电池隔 膜材料 有耐有机溶剂功能 基体材料为聚丙烯、聚乙烯材 料和添加剂
供应低端市场产品 隔膜性能不满足动力电池要求 规模和技术无法与日韩美企业相比 。。。。。。
公司 佛塑-金辉高科 星源材质
背景 比亚迪和佛塑合资 民营企业
产能 1200万平米 5000万平米
工艺方法 湿法工艺 干法三层复合、湿法单层
新乡格瑞恩
河南金龙（国企）控股
6000万平米
干法单层拉伸和三层复合
小结
孔径大小 和分布
分子取向 度
薄膜结晶 性
膜结 构
熔融牵 伸比
冷拉 伸
分子取 向度
挤出温 度
热定 型
孔径大 小和分 布
熔融牵 伸比
薄膜结 晶性
热处理 温度
降低挤出温度提高分子取向度
提高退火温度，提高结晶度， 晶片结构排列完善
两种干法工艺特点
工艺方式 工艺原理 方法特点 单向拉伸 晶片拉伸 设备复杂，精度要求高，投资大，工艺 复杂、控制难度高、环境友好 微孔尺寸、分布均匀、微孔导透性好， 产品横向热收缩差，能够生产出不同厚 度的产品，能够生产PP\PE产品和三层 复合产品 Celgard、UBE、深圳星源科技 双向拉伸 晶型转换 设备复杂、投资较大，一般需 成孔剂等添加剂辅助成孔-加入 β晶型改进剂 微孔尺寸、分布均匀、透气性 更好，稳定性差。 现只能生产出较厚规格的PP膜 新乡格瑞恩
锂电池隔膜的主要厂商及其主要产品
隔膜壁垒
技术方面 造孔工程技术
隔膜造孔工艺难度高； 无成套生产设备； 产品稳定性保持难。
隔膜一致性： • 厚度、面密度、力学性能一致 性； • 对隔膜微孔的尺寸和分布的均 一性-------微孔的尺寸和分布 直接影响到隔膜的孔隙率、透 气性、吸液率。
基体材料
聚丙烯、聚乙烯材料和添加剂等高分子材料复杂性和高知识含量。
制造设备
设备精密稳定。
经济方面 投资金额大、周期长、技术风险高。
锂电池成本构成
国内现状： 隔膜的厚度、强度、 孔隙率一致性不够 量产批次稳定性较 差
锂电池材料利润率
工艺技术
熔融拉升MSCS
热致相分离TIPS
多层膜
• 结合了干法 膜熔断温度 高和湿法膜 闭孔温度低 的特点； • PP／PE 双 层和PP／ PE／PP 3 层隔膜。
改良膜
• 表面接枝亲 水性单体或 改变电解质 中的有机溶 剂等，改善 PE 和PP 隔 膜对电解质 的亲和性； • 进行PVDF 涂覆表面处 理，提高膜 强度，降低 隔膜的厚度
8340万平米/年
多层 PP/PE/PP 单层 PE
3000万平米/年
干法
400万平米/年
湿法
在大连、北京、 无锡、上海、珠 海设有分公司或 办事处 在青岛、苏州、 北京、上海、广 州、桂林、宁波 等地设有工厂或 办事处。
成立于1969年单层 源自E2900万平米/年湿法
浓厚的高分子化工背景
国内生产企业
干湿法隔膜性能比较
干法工艺 大 差 差，显各向异性 低 低 低 湿法工艺 小 好 好，显各向同性 高 较高 高
产品特点 厂家
干 法 工 艺 （ 单 向 拉 伸 ）
单层隔膜的SEM图
湿 法 工 艺 （ 双 向 拉 伸 ）
湿法工艺原理
湿法制备微孔膜的热力学基础是聚合物-溶剂体系 的相图。通过调节体系的温度和浓度，使得聚合 物直接从体系中结晶析出。 影响膜孔结构形态因素：
影响电池容量、循环次数和安 全性能
影响电池的综合性能
分隔电池的正负极，防止短路 隔膜作用 材质特性
不导电
充放电过程中使电解质离子来 回通过的功能
电池种类不同，采用不同隔膜 PE 、PP等
隔膜六大性能参数
孔径大小及分布
孔径的大小及分布与制备方法有关； 孔径大小影响隔膜的透过能力； 分布不均匀导致电池内部电流密度不一致， 形成枝状晶刺穿隔膜。
干法聚 烯烃隔 膜 湿法
Tonen Specialty separator 东燃埃克森美孚 化工 Ube Industries 日本宇部兴产株 式会社 Sumitomo Chemical 日本住友化学株 式会社 SK：韩国SK化工
Sony、SDI、 LGC等 第三大供应商 主要客户为比 克和三洋 2007-2009年间 计划进行3700 亿日元的投资
目前发展两个方向
改变尺寸和结构 • 膜厚度； • 电池结构变化。 • 多层膜；
提高热稳定性
隔膜
• 改良膜 • 新颖隔膜
隔膜随锂电池需求变化而发展
隔膜发展趋势
膜厚度
• 数码电池隔 膜越来越薄； • 动力电池隔 膜安全第一， 厚度达到 40μm。
电池结构
• 聚合物电解 质的固态电 池，具有电 解质和隔膜 的双重作用， 未来作为移 动设备的重 点使用； • 隔膜材料为 聚偏氟乙烯六氟丙烯。
新颖隔膜
• 高孔隙率纳 米纤维隔膜， 把纳米丝喷 涂在静电纺 布上； • Separion 隔 膜，在纤维 素无纺布上 复合Al2O3 或其他无机 物，提高热 稳定性。
国外隔膜主要企业
公司 Asahi Kasei Chemicals 日本旭化成化学 株式会社 Celgard 背景 成立于1931年，注册资 金103亿日元， 客户 半数以上产品 供给三洋 结构和组成 单层 PE 2011年产量 9650万平米/年 方法 湿法 国内工厂 北京、上海设有 办事处，在苏州、 上海、张家港设 有工厂。 深圳设有办事处， 上海设立新的办 事机构。
孔隙率
孔的体积和隔膜体积的比值， 一般隔膜孔隙率在35%-60%之间。
透气率
Gurley指数，是一个重要物化指标； 与电池内阻成正比； 数值越大，内阻越大。
性能参数
热稳定性
隔膜受热时尺寸稳定性
自动关闭机理
一种安全保护性能； 限制温度升高和防止短路； 安全窗口温度越高愈好，电池的安全性越高； 与隔膜的原材料和隔膜的结构有关； 材料熔点决定隔膜的闭孔温度。
• 湿法隔膜生产的特有工艺； • 把成孔剂从油膜孔萃取出来，萃取剂的成分和浓度影响。
干湿法工艺区别
比较方法 工序 工艺比较 固定资产 工艺控制 单层膜 三层膜 PP 原料 PE 原料特性 成本 使用范围 产品性能 安全性 热关闭温度 热收缩性 孔径 环境 干法工艺 简单 相对低 难度高 可以 可以 可以 可以 流动性好、分子量低 低 小功率、低容量电池 低 低（135° C） 高 比较大 友好 湿法工艺 复杂 高 低 可以 不能够 不能够 可以 不流动、分子量高 高 大功率、高容量电池 高 高（180° C） 比较低 纳米级 污染
产品比较
隔膜生产设备
生产设备
设备大多是进口，目前还没一条整套设备 提供。 搅拌机： • 包括搅拌电机，减速机，送量泵等， • 性能要求：稳定性很重要，一定要选 用进口的。 萃取设备 通风设备 • 需要高耗电通风设备，设备需要1000 万。 按月产100万平方米隔膜，总投资估算 6986万元，其中：固定资产投入3370万 元，流动资产投入1540万元+2076万元(6 个月的原材料安全库存)。
力学强度
要求抗穿刺强度高； 单向拉伸，拉伸~50N，横向~5N； 双向拉伸，要求2个方向要求一致。
隔膜特性和分类
隔膜特性 隔膜分类
根据不同物理、化学特性，锂电池隔膜材料可 以分为：织造膜、非织造膜（无纺布）、微孔 膜、复合膜、隔膜纸、碾压膜等几类； 目前商品化锂电池隔膜材料主要采用聚乙烯、 聚丙烯微孔膜； 固体和凝胶电解质用作一个特殊的组件，同时 发挥电解液和电池隔膜的作用-固态电池。 电子绝缘性-------正负极的机械隔离； 一定的孔径和孔隙率，低电阻和高离子电导 率，对锂离子有很好的透过性； 耐电解液腐蚀，有足够的化学和电化学稳定 性； 对电解液的浸润性好并具有足够的吸液保湿 力； 足够力学性能----穿刺强度、拉伸强度等，但 厚度尽可能薄； 空间稳定性和平整性好； 热稳定性好、自动关断性能好； 动力电池对隔膜要求更高，通常采用复合膜。
随着动力电池市场扩大，隔膜市场也将扩大； 隔膜属于高投入行业； 隔膜同时是高技术行业，企业必须有浓厚的化学 背景； 聚烯烃微孔膜以其特殊的结构与性能，在液态锂 离子电池中占据了绝对的主导地位； 随着对锂离子电池性能要求的提高，隔膜的制备 方法呈多样化，制备工艺不断完善，改性技术被 广泛研究， 新型锂离子电池隔膜将得到快速发展。