2020年锂电隔膜行业专题报告

2020年锂电隔膜行业专题报告

导语

隔膜产品结构看，2019 年湿法隔膜出货量19.9 亿平米，同比增长51.2%，占比隔膜总出货量72.6%，增加7.5 个百分点。湿法隔膜出货量占比提升主要原因为市场对动力电池高能量密度等性能要求进一步提升，加之中高端数码电池应用占比提升，对湿法隔膜需求上升，进而促进湿法隔膜出货量增加。

1、隔膜是锂电池关键材料，未来市场空间广阔

1.1 隔膜是动力电池的关键材料，技术高筑就行业壁垒

隔膜是锂离子电池中的关键环节。锂离子电池是现代高性能电池的代表，由正极材料、负极材料、隔膜、电解液四个主要部分组成。隔膜是一种具有微孔结构的薄膜，是锂离子电池产业链中最具技术壁垒的关键内层组件，在动力电池中成本占比约为10%-20%。隔膜在锂电池中主要起到隔绝正负极防止短路并提供微通道支持锂离子迁移的作用，对电池安全性、倍率性能和循环性能影响关键。

锂电池隔膜生产工艺复杂、技术壁垒高。高性能锂电池需要隔膜具有厚度均匀性以及优良的力学性能（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、化学稳定性、热稳定性、安全性）。隔膜的优异与否直接影响锂电池的容量、循环能力以及安全性能等特性，性能优异的隔膜对提高电池的综合性能具有重要的作用。锂电池隔膜具有的诸多特性以及其性能指标的难以兼顾决定了其生产工艺技术壁垒高、研发难度大。

不同隔膜工艺在选材、厚度、微孔数量等性能上都有较大差异。隔膜基膜制造根据微孔成孔机理主要分干法和湿法两种，其中干法可分为单拉、双拉两种，湿法按照拉伸取向是否同时可以分为异步、同步两种，同步法很均匀适合做消费电池，而异步法良品率高适合做动力电池。

干法隔膜通过拉伸造孔。干法工艺将高分子聚合物、添加剂等原材料混合，制成均匀熔体挤出，在拉伸应力下，形成片晶结构，热处理后获得硬弹性的聚合物薄膜，之后在一定的温度下再次拉伸，形成微孔，热定型后制得微孔膜。干法单拉工艺主要在美国Celgard、日本UBE 手中，发展十分成熟。干法双拉工艺由我国中科院化学所研制，并由中科科技实现产业化，2001年化学所将双拉海外专利转让给Celgard，使其成为干法隔膜的集大成者，2015年被日本旭化成公司收购。

湿法隔膜通过萃取增塑剂造孔。湿法工艺采用热致相分离原理，将增塑剂与聚烯烃树脂混合，熔融混合物降温过程中发生固液相/液液相分离，压制膜片并加热至接近熔点温度后，拉伸使分子链取向一致，保温并用易挥发溶剂（二氯甲烷/ 三氯乙烯）将增塑剂从薄膜中萃取出来，进而制得隔膜。

湿法隔膜目前占了主流，因其可以做的更薄，使电池能力密度更高，因而被大电池厂商如三洋、索尼、松下、万胜等采用。湿法隔膜的代表公司主要是日本旭化成、东丽东燃、韩国SKI、上海恩捷等。

干法湿法工艺并存，湿法优势凸显。隔膜生产工艺包括原材料配方和快速配方调整、微孔制备技术、成套设备自主设计等诸多工艺。其中，微孔制备技术是锂电池隔膜制备工艺的核心，目前商业化应用中主要是以聚乙烯（PE）和聚丙烯（PP）为主的微孔聚烯烃隔膜，按工艺可分为干法（基材以PP为主）和湿法（基材以PE 为主）隔膜。目前干法工艺主要包括干法单向拉伸和双向拉伸两种工艺。相对于干法工艺，湿法工艺技术制备的隔膜微孔分布均匀性好，孔隙率高，亲液性好，内阻较低；同时闭孔温度低，双向拉伸强度高，可以制备较薄的隔膜（目前应用于动力电池的湿法隔膜普遍为9-12um，而干法为12-16um），契合锂电池提升能量密度的趋势。但由于PE基材熔点较PP基材低，热收缩性较干法隔膜差，厚度较薄情况下穿刺强度较差，难以直接应用于动力电池。

湿法隔膜除热强度外优势明显。湿法隔膜在厚度上可达5-7μm，符合锂电池高能量、轻量化发展趋势。但对于高能量密度的动力电池来说，厚度太低的薄膜会带来更高的安全风险。经涂覆后，薄膜的穿刺强度、和耐热性都有显著改善，破膜温度从120℃提升至160℃乃至400℃，热收缩率从120℃的3.4%以上提升至130℃的2%乃至150度的3%以内，从而缓解动力电池快充放热，隔膜热收缩造成电池正负极接触、燃烧、爆炸的安全问题。

经涂覆后完全契合三元正极锂电池。由于聚烯烃大分子链的存在，无涂覆隔膜表面为低的表面能，对电解液亲和性差。而涂覆材料，如陶瓷，主要成分为超细氧化铝，其具有较大的比表面积，且为多孔结构，有利于与电解液之间的亲和，能增加隔膜与电解液的接触面，吸液率从116%增加至190%，提升电容量，电池在反复充放电过程中保持良好电性能。涂覆后的湿法隔膜大大提高了隔膜的穿刺强度，提高电池安全性，亦使薄膜显示出更好的电解液亲润性，吸液率从116%提升至190% 以上，促进电池循环性能，大幅度提高了电池使用寿命。综合来看，湿法涂覆隔膜相对于干法隔膜，具有更好的孔径均匀度、孔隙率和透气度。相对于湿法隔膜，显著提升了其热稳定性、穿刺强度和热稳定性，是综合性能与安全性的新型隔膜材料，成为三元材料电池隔膜的不二之选。

目前湿法隔膜行业存在整体上的产能过剩。从供给端看，国内10家主要隔膜企业2018年有效产能达24.2亿平方米。从需求端看，假

设1Gwh对应隔膜需求1500万平方米，母卷到装机效率60%。2018全年动力电池装机总量为56.89GWh，则隔膜总有效产能需求约5亿平方米。海外动力电池隔膜产能需求基本一致，全球消费电池需求也基本在该量级，则2018年全球产能需求约15亿平方米。供需对比下可发现，目前湿法隔膜行业存在整体上的产能过剩，行业平均产能利用率仅约60%。隔膜产业发展至目前阶段，产能释放已快于需求增速，则行业产能利用率中枢将持续下滑，并由此使得隔膜价格持续下滑。在此背景下，行业盈利能力受压明显，并且出现了明显的两级分化，主要表现为一方面龙头企业保持较好的盈利能力，而另一方面后续企业盈利却大幅下滑甚至出现亏损。

国内隔膜产业在发展中经历了进口依赖到自主研发，再到逐步完成国产替代的过程。隔膜是锂电池四大关键材料中最晚实现国产的环节，到2010年，锂电池正极、负极和电解液都实现了国产化，但隔膜一直依赖进口，受制于人，所以价格也非常高。2011年国内开始对整个新能源汽车产业链实行力度极大的补贴政策后，隔膜行业的投资、技术和工艺水平开始大幅提升，2015年后部分企业已掌握了核心技术并掌握了成本优势。2018年后，隔膜国产化比例已达到90%。

1.2 湿法隔膜稳定性好，未来趋势确立

锂离子电池隔膜广泛应用于新能源汽车、储能电站、电动自行车、电动工具、医疗及数码类电子产品等领域。目前，隔膜需求量主要来自于电子消费品及动力电池两大市场，随新能源汽车周期上行，动力电池成为湿法隔膜需求的第一大驱动力。未来储能、启停电池等新兴应用领域的崛起，也将进一步拓宽干法隔膜市场空间。

湿法隔膜稳定性好，动力市场大显身手。湿法隔膜通过在基膜上涂覆，能够大幅提高隔膜的热稳定性、降低高温收缩率、避免隔膜大幅收缩造成的极片外露，产品性能已全面领先干法薄膜，在动力锂电池和高端电子消费品的应用领域上逐渐成为主流市场方向。当前三元电池湿法隔膜渗透率已达95%-98%的高水平。2017 年国内隔膜产量为14.4亿平，同比增长32%。湿法隔膜产量达到7.8亿平方米，同比增长70%，占比高达54%，市场份额首次赶超干法隔膜。我们预期，三元路线坚定支撑湿法隔膜发展，市场占有率将进一步提升，其规模增速或将远超干法隔膜，迎来爆发式增长。

2、电动化浪潮下动力电池需求爆发，锂电隔膜市场广阔

2.1 全球新能源汽车市场高速发展，新一波产品周期特斯拉引领衔

全球新能源汽车高速增长，销量6年增长近11倍。从2011年以来，以特斯拉、比亚迪等为代表的新能源汽车高速发展，全球新能源汽车销量从2013年的20.2万辆上升至2019年的221万辆，年均复合增速达到150%。从国家来看，中国在此期间大力发展新能源车，销量从2013年的1.7万辆提升到了2019年的120.6万辆，其中2019年的销量占全球销量的比例达到了54.6%，已经成为全球最大的新能源汽车市场。

Model 3 已经成为爆款电动车型，特斯拉夺19 年销量桂冠。全球市场看，19 年销量TOP20 的车企占据了全球新能源车总销量的83.5%，行业集中度明显提升。其中，自Model 3 车型发售以来，特斯拉2019 年总销量为36.8 万辆，连续两年成为全球车企销量第一；比亚迪销量为22.95 万辆，位居全球第二；而北汽新能源则以16.03 万辆排名第三。从具体车型来看，特斯拉19 年Model 3 车型共售出30.01 万辆，真正意义上成为爆款电动车型，尤其在美国市场，是全美中小型豪华车型的销量冠军，超过了宝马2/3/4/5 系销量之和，超过奥迪A3/4/5/6 销量之和，超过奔驰C 级、CLA、CLS、E-class 销售之和，同时在国内市场，Model 3 上险数量也超过了4600 辆，力压蔚来ES8/6、小鹏G3、威马EX5 等国内造车新势力。

国内销量节节攀升，规模效应促使Tesla 国内建厂。Tesla 入华，整车销量不断攀升，占全球的比重也逐步提升，预测今年中国的市场份额占全球的20%以上。对应公司在在国内的营收也是逐步增加，营收中有相当一部分就是物流和整车进口关税，预估国产化后能节省物流及关税费用约45%（根据此部分比例进行测算）。规模体量小的时候，影响很小，可以沿用全进口模式，但是规模销量大的时候，就必须要考虑在当地投资建厂，对比全球一线整车，比如奔驰，宝马，奥迪等车型，在国内车型销量达到一定规模，超过10 万以上，考虑经济性，体积大，运输成本高的商品就需要考虑经济性了；从另一方面，中国有完整的新能车产业链，经过多年的发展，从2014 年-2019 年整个电动车的制造成本五连降，所以Tesla 国产化是必然趋势。工厂一期建成建筑面积15.7 万平方米，规划产能25 万辆，Model3 一月份产量1000 辆/周，正在进行产能爬坡，2020 年5 月有望爬升至3000 辆/周；下半年Model Y 正式导入，10 月份达到周产量1000 辆/月，年底有望升至2000 辆/月。

欧盟碳排放使车企电动化进程加速，电动化即将大规模上演。为实现碳减排目标，欧盟汽车排放发布最新规定，到2021 年汽车制造商必须将平均每辆车每公里碳排放量从118.5 克降至95 克，不达标部分将面临每辆车每克95 欧元的罚款，到2030 年将该标准进一步收紧到每公里75 克碳排放。碳排放对欧盟各个国家的汽车行业带来巨大的经营压力，所以车企不得不推动技术变革来满足政府要求，电动化浪潮即将上演。从全球来看，不仅仅是欧洲的车企，全球主流车企都陆续制定了电动化规划，2020-2022 年将迎来第一波车型投放周期。

2.2 动力电池装机增长态势稳定，行业需求爆发

受益全球新能源汽车市场的高速增长，全球动力电池出货量5年增长近9倍。随着下游新能源汽车市场的快速发展，动力电池也进入爆发期，全球动力电池出货量从2013年的13.8GWh上升至2019年的116.6GWh。国内市场也迎来了大爆发，2019 年装机量达到了62.38GWh。从规划来看，欧洲已纷纷制定了燃油车禁售计划，同时还有严格的碳排放标准；中国要求2025年新能源汽车占汽车产销达到25%，并且制定了双积分等政策，预计未来发展新能源汽车将是全球各国的首要选择。随着今年开始国产特斯拉的放量，以及欧洲主流

车企第一波电动新产品的投放，全球新能源汽车市场将迎来真正的爆发期。根据Marklines预测，未来5年全球动力电池行业将持续高速增长，2025年全球装机量可达850GWh、对应市场空间可达6000亿元。

国内动力电池市场发展迅速。2019年中国动力电池出货量为71GWh，较2018年增长9.2%；装机量为62.4GWh，较2018年增长9.5%。2019年出货量和装机量增速放缓，主要是受中国新能源汽车产量和销量下降影响。GGII预计，到2025年，中国动力电池出货量将达到385.2GWh，较2019年的年均复合增长率为35%。

2.3 锂电隔膜出货量快速增长，湿法隔膜占比不断提升

受益全球新能源汽车市场的高速增长，锂电隔膜出货量快速增长。2019 年中国锂电隔膜出货量为27.4 亿平米，同比增长35.6%。隔膜出货量继续呈现较大幅度增长主要原因有：一是2019 年中国动力电池出货量71GWh，同比增长9.4%，带动国内隔膜需求增长；二是受特斯拉等车企出货量增加带动，LG 化学、松下等海外电池企业出货量增量明显，国内隔膜企业出口量进一步提升，出口拉动力增强；三是国内隔膜生产企业具备更强的规模化效应以及成本优势，成

本较国外隔膜企业低50%-80%，部分超过100%，较低的成本有助于国内企业抢占更多全球市场份额。

锂电隔膜出货量快速增长，湿法隔膜占比快速提升。从隔膜产品结构看，2019 年湿法隔膜出货量19.9 亿平米，同比增长51.2%，占比隔膜总出货量72.6%，增加7.5 个百分点。湿法隔膜出货量占比提升主要原因为市场对动力电池高能量密度等性能要求进一步提升，加之中高端数码电池应用占比提升，对湿法隔膜需求上升，进而促进湿法隔膜出货量增加。干法隔膜出货量7.5 亿平米，同比增长 6.4%，增速远小于湿法。主要原因为动力电池往高能量密度方向发展，更薄的湿法隔膜相比干法隔膜优势明显；另外湿法隔膜近2 年成本大幅下滑，与干法单拉隔膜成本差距逐渐减小，加之涂覆隔膜低成本化与高性能优势明显，一定程度上抢占了干法膜市场。目前动力市场用湿法隔膜产品主要集中在9μm、12μm 以及16μm 领域，数码市场主要集中在5μm、7μm 领域，相比2018 年，隔膜向薄层化以及功能化方向发展加快。

锂电隔膜行业集中度持续提升，湿法龙头强者恒强。从2019 年锂电隔膜行业出货量来看，国内湿法隔膜龙头上海恩捷出货量达到86,500 万平，市场份额达到32%，国内干法隔膜龙头星源材质出货量达到36,500 万平，市场份额达到13%。从行业趋势来看，湿法隔膜在隔膜行业的占比在持续提升；另外，单看湿法隔膜领域，行业前4 厂商的集中度也在显著提升，湿法隔膜行业CR4 从2016 年的68% 提升到了2019 年的86%。

3、隔膜价格进入稳定区间，原材料成本有望继续下降

3.1 隔膜行业壁垒高：技术工艺难、资金投入大、认证周期长

锂电池隔膜行业壁垒高，主要有三大壁垒：（1）技术壁垒高，生产工艺复杂，设备建设和调试时间长；（2）资金壁垒高，设备投入大；（3）销售壁垒高，客户认证周期长。

锂电隔膜行业属技术密集型产业，技术壁垒高。锂电隔膜行业涉及高分子材料学、材料加工、纳米技术、电化学、表面和界面学、机械设计与自动化控制技术、成套设备设计等多个学科领域。锂离子电池隔膜企业需要保证隔膜的稳定性、一致性、安全性等多种特性达标，要求企业在技术合作、生产专利技术、原材料配方工艺和生产线设备搭建等多方面的长期积累。

资金壁垒高，设备投入大。锂电干法隔膜设备相对比较简单，成本投入较低，国外设备厂家有奥地利SML 兰精机械；国内设备厂家以北京自动化研究所、桂林电科所和济南机械装备总厂。锂电池湿法隔膜生产设备复杂，主要依赖进口，世界上主要设备供应商有德国布鲁克纳、日本制刚所、日本东丽、韩国韩承、韩国MASTER；国内供应商主要有青岛中科华联。隔膜生产设备昂贵，一条干法隔膜生产线设备投入在4000 万左右，一条产能合计1 亿平米/年的湿法隔膜生产线设备投入在1.5-3.3 亿元。

销售壁垒高，客户认证周期长。锂离子电池隔膜的销售对象为国内锂离子电池生产企业。由于锂离子电池产品主要用于3C 消费类产品、电动交通工具、工业储能领域，对于产品的质量和稳定性要求较高，因此锂离子电池生产企业对于上游产品供应商的要求也很高，对其上

游供应商都要进行严格检测认证，认证流程与周期较长。产品认证过程一般包括试验，测试，小试，中试。国内电芯客户认证周期在1 年左右，对于有过合作关系的供应商新线产品认证周期在3-6 月左右。国际客户认证周期较长，需要2 年左右时间。

3.2 隔膜价格已进入稳定区间，未来降幅变小

隔膜价格进入小幅降价区间，预计2020 年降幅在15%-20%左右。从隔膜行业历年均价来看，由于开始实现进口替代和技术进步，2018 年以前行业价格整体降幅较大，2018 年以来行业价格进入每年窄幅下降的通道中。2019 年隔膜降价25-30%，目前湿法基膜半成品价格 1.4-1.6 元/平；由于行业新产能释放，2020 年隔膜降价幅度预计为10-15%，而龙头恩捷成本0.7-0.8 元/平，毛利率仍有40% 以上。

3.3 聚乙烯价格持续下降，原材料成本端有望受益

隔膜成本构成清晰，原材料成本占比较大。隔膜厂商的营业成本构成：原材料、制造费用（折旧及能源成本为主）占比较大，分别达到30%-40%、40%-50%。人工成本占比在10%-20%，但随着产能释放和产量增长将会被摊薄。

聚乙烯占原材料比重高，行业整体价格呈现波动下行趋势。隔膜生产所需原材料包括聚乙烯、聚丙烯、石蜡油、二氯甲烷等，其中以聚乙烯（PE）为主，占原材料比重相对较大。2017 年开始生产隔膜所需的主要原材料聚乙烯价格呈现波动且下降趋势。高密度聚乙烯的进口平均单价由2015 年的1,263.61 美元/吨下降到目前的833.31 美元/吨，行业整体价格下降幅度较大。

上游原油价格下行，价格波动向下传导。聚乙烯的上游原料为原油，原油价格的不稳定性导致聚乙烯价格的波动。受国际形势影响，2020

年以来原油价格骤降，并进入低价格区间震荡，受此影响下游聚乙烯价格有望继续下行。

4、湿法隔膜产能快速提升，全球动力类隔膜需求向好

4.1 湿法隔膜格局确立，行业产能快速提升

湿法隔膜格局基本确立，行业产能快速提升。从目前隔膜行业趋势看，动力领域湿法隔膜将成为主流技术类型，格局已基本确立。另外，我们从目前主要的隔膜企业的扩产情况看，湿法技术的产能规划也已成为主流。我们预计到2020 年底，主流隔膜企业的产能合计将达到68 亿平，其中湿法隔膜将达到61.6 亿平。

4.2 欧洲市场有望迎来爆发，全球动力类隔膜需求向好

放眼全球，新能源汽车市场发展呈加速之势，欧洲市场将持续贡献重要增量。综合EV sales 和中汽协统计数据，我们测算，2019 年全球新能源汽车市场合计销量为222.9 万辆；我们预计2020 年有望达到348 万辆，同比增长56.12%，其中海外市场销量204 万辆，同比增长1.01 倍。新能源汽车向好发展有望带动动力电池隔膜需求增长，我们测算2020-2022 年动力电池隔膜需求有望达到27.47、39.75、50.92 亿平方米，同比增长50.12%、44.68%、28.10%。

氢能与质子交换膜燃料电池

氢能与质子交换膜燃料电池 1序言 为解决能源短缺、环境污染等问题，开发清洁、高效的新能源和可再生能源已十分紧迫。氢能因燃烧热值高、污染小、资源丰富成为新能源的对象，氢燃料电池作为氢能利用的有效手段，已被美国《时代》周刊评为21世纪有重要影响的十大技术之一。 2氢燃料电池工作原理 燃料电池本质是水电解的“逆”装置，主要由3部分组成，即阳极、阴极、电解质，如图13。其阳极为氢电极，阴极为氧电极。通常，阳极和阴极上都含有一定量的催化剂，用来加速电极上发生的电化学反应。两极之间是电解质。 以质子交换膜燃料电池（pemfc）为例，其工作原理如下： (1)氢气通过管道或导气板到达阳极； (2)在阳极催化剂的作用下，1个氢分子解离为2个氢质子，并释放出2个电子，阳极反应为： h2→2h++2e。 (3)在电池的另一端，氧气（或空气）通过管道或导气板到达阴极，在阴极催化剂的作用下，氧分子和氢离子与通过外电路到达阴极的电子发生反应生成水，阴极反应为：1/2o2+2h++2e→h2o 总的化学反应为：h2+1/2o2＝h2o 电子在外电路形成直流电。因此，只要源源持续地向燃料电池阳极和阴极供给氢气和氧气，就可以向外电路的负载连续地输出电能。 3pemfc的特点及研发应用现状

燃料电池种类较多，pemfc以其工作温度低、启动快、能量密度高、 寿命长等优点特别适宜作为便携式电源、机动车电源和中、小型发电 系统。 pemfc发电机由本体及其附属系统构成。本体结构除上述核心单元外，还包括单体电池层叠时为防止汽、水泄漏而设置的密封件，以及压紧 各单体电池所需的紧固件等。附属系统包括：燃料及氧化剂贮存及其 循环单元，电池湿度、温度调节单元，功率变换单元及系统控制单元。图2是一个典型的pemfc发电系统示意图4。 (1)pemfc作为移动式电源的应用 pemfc作为移动式电源的应用领域分为两大类：一是可用作便携式电源、小型移动电源、车载电源等。适用于军事、通讯、计算机等领域，以满足应急供电和高可靠性、高稳定性供电的需要。实际应用是手机 电池、笔记本电脑等便携电子设备、军用背负式通讯电源、卫星通讯 车载电源等。二是用作自行车、摩托车、汽车等交通工具的动力电源，以满足环保对车辆排放的要求。从目前发展情况看，pemfc是技术最成熟的电动车动力电源。国际上，pemfc研究开发领域的权威机构是加拿大ballard能源系统公司。美国h-power公司于1996年研制出世界上 第一辆以pemfc发电机为动力源的大巴士5。近年来，我国对燃料电池电动车的研发也极为重视，被列入国家重点科技攻关计划。上海神力 公司、富原燃料电池有限公司、清华大学、中科院大连化物所已分别 研制出游览观光车、中巴车样车，其性能接近或达到国际先进水平。 (2)pemfc作为固定式电源的应用 pemfc除适用于作为交通电源外，也非常适合用于固定式电源。既可 与电网系统互联，用于调峰；也可作为独立电源，用作海岛、山区、 边远地区、或作为国防（人防）发供电系统电源。 采用多台pemfc发电机联网还可构成分散式供电系统。分散式供电系 统有很多优点：①可省去电网线路及配电调度控制系统；②有利于热 电联供（因为pemfc电站无噪声，可就近安装，pemfc发电所产生的热

锂电池隔膜的研究与进展

锂电池隔膜的研究与进展 摘要:隔膜位于正极与负极之间，当电池工作时其应具有以下作用（1）隔离正负极，防止电极活性物质接触引起短路;（2）具有较好的持液能力，电化学反应时，形成离子通道。本文以化学和材料结构为类别，综述了不同种类锂电池隔膜的制备方法和研究现状，并对隔膜未来的发展趋势做了展望。 关键词: 锂电池、隔膜、微孔膜、无纺布、无机复合膜。 在锂离子电池正极与负极之间有一层膜材料，通常称为隔膜，它是锂离子电池的重要组成部分。隔膜应具有两种基本功能：隔离正负电极，防止电池内短路。能被电解液润湿形成离子迁移的通道。在实际应用还应具备以下特征[1-4]：(1)电子的绝缘性；（2）高的电导率；（3）好的机械性能，可以进行机械制造处理；（4）厚度均匀；（5）受热时尺寸稳定变形量要小。 电池隔膜根据结构和组成可以分为不同的类型，目前比较常见的主要三种[1-4]（1）多孔聚合物膜。是指通过机械方法、热致相分离法、浸没沉淀法等方法制备的孔均匀分布的膜。（2）无纺布隔膜。由定向的或随机的纤维而构成，通常会将其与有机物或陶瓷凝胶复合，以期得到具有优良化学与物理性质的隔膜。（3）无机复合膜。多采用无机纳米颗粒与高聚物复合得到。 本文针对锂电池性能和安全性对隔膜孔隙率、浸润性、热安全温度等方面的要求,对隔膜的制备改性方法进行了比较详细的评述与比较,以期为相关领域的研究者提供可借鉴的资料。 1 多孔聚合物膜 1.1 PE/PP微孔膜 PE与PP微孔膜的制备常采用的方法有两种，干法（熔融挤出法)和湿法( 热致相分离法)。干法制备的原理是采用熔融挤出制备出低结晶度高取向的聚烯烃隔膜，经过高温退火处理提高结晶度、低温拉伸形成缺陷、高温拉伸将缺陷放大，最终形成具有多孔性的隔膜［5］。湿法是将液态烃或小分子物质与聚烯烃树脂的共混物，经过加热熔融共混、降温发生相分离、双向拉伸制成薄膜、用易挥发物质萃取溶剂，从而制备出具备相互贯通的微孔膜[6]。 商用隔膜多为PE、PP单层膜，PE/PP双层膜，PP/PE/PP 三层隔膜（见图1）。聚烯烃为结晶材料因此具有较高的强度和较好的化学稳定性,而且作为一种热塑性材料,多孔聚烯烃在高于玻璃化温度的条件下具有收缩孔隙的自闭合功能,阻抗明显上升、通过电池的电流受到限制,可防止由于过热而引起的爆炸等现象[7]。然而,聚烯烃隔膜的透气性和亲液性较差,无法完全满足电池快速充放电的要求,而且影响电池的循环使用寿命。为了得到性能优良的锂电池隔膜，通常会对其进行改性处理。目前采用较多的方法主要有[3]: 薄膜表面接枝基团、添加涂层、薄膜材料复合。 Gwon[8]等人通过预辐射接枝技术，在聚乙烯微孔膜上接枝甲基丙烯酸甲酯( MMA) ，从而获得PE -g -PMMA 隔膜，当接枝率从0%上升到70%时，隔膜在150℃条件下10 min 的热收缩率从75%下降为15%，显示出较好的热稳定性。李[9]采用等离子体法，在商用PP 膜表面成功接枝磺酸根基团和甲基丙烯酸甲酯基团。恒流测试结果显示,接枝在隔膜表面的SO3Li和MMA官能团均能对金属锂电极循环过程中抑制枝晶的产生,其中PP-MMA隔膜对枝晶的抑制作用尤其显著,而且能促进经形成的枝晶溶解。但这种的锂离子迁移数偏低，这可能是因为接枝在隔膜表面的官能团对锂离子具有吸引作用。 Song[10]通过非相分离方法在商用PE隔膜上涂覆了一层多孔性的聚芳酯，从而形成多孔层、致密层、聚合物沉淀物的复合隔膜。测试结果表明，由于聚芳酯良好的耐热性，在PE 多孔膜上涂覆多孔性的聚芳酯后，使隔膜的熔融温度提高到188℃，但其热关闭温度仍维持

锂离子电池开题报告

一、国内外研究动态、选题依据和意义 锂离子电池是20世纪70年代以后发展起来的一种新型储能电池。由于其具有高能量、寿命长、低能耗、无公害、无记忆效应以及自放电小、内阻小、性价比高、污染少等优点，锂离子电池在逐步应用中显示出巨大的优势，广泛应用于移动电话、笔记本电脑、摄像机、数码相机、电动汽车、储能、航天等领域。[1]锂离子电池主要由正极、负极、和电解质溶液等组成。电极材料是决定锂离子电池的整体性能水平的关键。电解质溶液的性质、组成和浓度也是决定锂离子电池充放电性能的重要因素，对于锂离子电池的制备工艺也起重要的作用。锂离子电池正极、负极和电解质材料的研究是整个锂离子电池研究领域的重点，备受世界的重视。[3] 在第215届电化学会议中，新型电极材料仍是锂离子电池的研究热点之一，与传统正极材料LiMn204、LiCoO2、LiMnPO4相比，LiFePO4正极材料所特有的安全性能引起了人们的重视。其中粘结剂作为非导电的活性材料在锂离子电池中的重要性开始逐渐被认识和接受。美国劳伦斯伯克利国家实验室研究了电极循环性能与电极片机械能的关系，发现电极的机械能与长期循环性能的关系密切，电极的损坏，特别是碳负极的损坏主要源于极片力学性能的下降，指出电极材料并不是决定电极性能的唯一因素，粘结剂的性能和极片的制备方法、工艺也是必须考虑的。[4] 近年来，许多研究者不再局限于对某一材料的制备与优化，开始着眼于整个系统的匹配，优化电极片和制备方法，瞄准动力汽车的需求设计高能量电池和高功率电池，分析电池衰退的原因，开发满足动力电池需要的3000至5000次循环寿命的长寿命锂离子电池。[7] 涉及锂离子电池的研究内容和手段不断的丰富，对于锂离子电池制备工艺的提高也有很大的促进与提高。锂离子电池的制备工艺涉及多个方面的研究与创新，本课题的学习与研究是对我们大学学习的一个重要的总结与检验。[10] 二、研究的基本内容，拟解决的主要问题 1.研究内容 本研究主要是通过对电池正极片、负极片的制备工艺（包括原料的选择和原料配比等）以及电池组装工艺的优化来制备容量和循环性能较好的扣式电池。 2.解决的问题 （1）研磨充分、搅拌均匀、浆液粘度适中以保证制得的正极片无粉末脱落。（2）涂布均匀、涂层厚度适中以获得较好的循环性能。 （3）使组装好的电池的工装紧密度适中以保证测试结构具有较好的准确性和可靠性。[1]

2021锂电池隔膜行业市场调研报告

2021年锂电池隔膜行业市场调研报告

目录 1.锂电池隔膜行业现状 (4) 1.1锂电池隔膜行业定义及产业链分析 (4) 1.2锂电池隔膜市场规模分析 (6) 2.锂电池隔膜行业前景趋势 (7) 2.1隔膜产品轻薄化 (7) 2.2涂覆技术广泛应用 (8) 2.3基体材料得到拓展 (8) 2.4提高隔膜耐热性 (9) 2.5研制超薄隔膜 (9) 2.6提高隔膜的吸液性能 (9) 2.7研发聚合物电解质隔膜、纤维隔膜等新型隔膜产品 (9) 2.8需求开拓 (10) 3.锂电池隔膜行业存在的问题 (10) 3.1隔膜行业进入壁垒高，风险较大 (10) 3.2高门槛的规模经济标准 (11) 3.3行业服务无序化 (11) 3.4供应链整合度低 (11) 3.5基础工作薄弱 (11) 3.6产业结构调整进展缓慢 (12) 3.7供给不足，产业化程度较低 (12)

4.锂电池隔膜行业政策环境分析 (14) 4.1锂电池隔膜行业政策环境分析 (14) 4.2锂电池隔膜行业经济环境分析 (14) 4.3锂电池隔膜行业社会环境分析 (14) 4.4锂电池隔膜行业技术环境分析 (15) 5.锂电池隔膜行业竞争分析 (16) 5.1锂电池隔膜行业竞争分析 (16) 5.1.1对上游议价能力分析 (16) 5.1.2对下游议价能力分析 (16) 5.1.3潜在进入者分析 (17) 5.1.4替代品或替代服务分析 (17) 5.2中国锂电池隔膜行业品牌竞争格局分析 (18) 5.3中国锂电池隔膜行业竞争强度分析 (18) 6.锂电池隔膜产业投资分析 (19) 6.1中国锂电池隔膜技术投资趋势分析 (19) 6.2中国锂电池隔膜行业投资风险 (19) 6.3中国锂电池隔膜行业投资收益 (20)

锂离子电池隔膜国内外分析研究

锂离子电池隔膜国内外研究 锂离子电池具有高比能量、长循环寿命、无记忆效应的特性，又具有安全、可靠且能快速充放电等优点，因而成为近年来新型电源技术研究的热点。隔膜是锂离子电池的重要组成部分，其性能决定了电池的界面结构、内阻等，直接影响电池的容量、循环性能等特性。性能优异的隔膜对提高电池的综合性能具有重要的作用。锂离子电池隔膜的材料主要有聚丙烯、聚乙烯单层微孔膜，以及它们的多层复合微孔膜。目前，世界上只有日本、美国等少数几个国家拥有锂离子电池聚合物隔膜的生产技术和相应的规模化产业。我国在锂离子电池隔膜的研究与开发方面起步较晚，但近年来出现了不少研究成果。 国外研究 株式会社巴川制纸所研究的锂离子二次电池隔板，具有含聚烯烃的多孔质基质材料，和在该多孔质基质材料的至少一个平面上含有偏二氟乙烯系树脂作为主成分的多孔质层。其电解液保持性、与电极的密合性、粘接性、尺寸稳定性优良，具有均匀性好的离子传导性，降低了与电极的界面电阻，进而具有断路特性。通过使用这种隔板，提供容量特性、充放电特性、循环特性、安全性、信赖性、等等优良的锂离子二次电池[CN1495936<申请日：2003.09.15、公开日：2004.05.12）]。 帝人株式会社研究的无水电解质的锂离子二次电池隔膜，主要由多孔片材制成。所述隔膜包括平均膜厚为10-35微M、基重为10-25克/M2的多孔膜，所述多孔膜包含平均膜厚为10-35微M、基重为6-20克/M2，根据JIS8117测定的透气性不大于100秒的片材

2019年锂电池生产设备行业分析报告

2019年锂电池生产设备行业分析报告 2019年10月

目录 一、行业主管部门及主要法律法规政策 (5) 1、行业主管部门 (5) 2、行业主要法律法规及政策 (5) 二、行业发展概况 (7) 1、中国锂电池生产设备发展趋势 (9) （1）进口替代效应越发明显 (9) （2）设备的更新换代，带来锂电池生产设备的市场增量 (9) （3）动力锂电池将成为行业发展重点 (10) （4）锂电池生产设备企业的横向整合将加速 (10) 2、中国锂电池生产设备市场规模 (10) （1）主流动力电池企业扩产加速 (10) （2）国内大型锂电池厂进入海外车企供应链后开始储备未来批量供应的产能，进而带动对上游锂电池生产设备的采购需求 (11) （3）产线改进，设备更新换代 (11) 三、各领域对锂电池生产设备的需求 (11) 1、数码类锂电池 (13) 2、动力锂电池 (14) 3、储能锂电池 (15) 四、行业竞争格局 (16) 五、影响行业发展的因素 (17) 1、有利因素 (17) （1）国家政策大力支持 (17) （2）市场空间广阔 (17)

（3）下游厂商对设备可靠性、自动化的需求增加 (18) （4）全球锂电池生产线逐步向中国转移 (18) 2、不利因素 (19) （1）国内企业在资金、技术、规模等方面与国际先进水平存在一定差距 (19) （2）缺乏综合型专业人才 (19) （3）行业标准缺失 (19) 六、进入行业的主要壁垒 (20) 1、质量壁垒 (20) 2、技术壁垒 (20) 3、人才壁垒 (21) 4、资金壁垒 (21) 七、行业技术水平及技术特点 (22) 1、锂电池生产工序 (22) 2、锂电池生产的技术要求 (23) 3、软包动力电池技术 (23) （1）软包动力电池质量轻、能量密度更高 (23) （2）软包动力电池优势富集 (24) （3）软包动力电池应用及市场占有率 (25) 八、行业经营模式、周期性、区域性及季节性特征 (25) 九、行业上下游之间的关联性 (26) 1、上游行业 (26) 2、下游行业 (26) 十、行业主要企业简况 (27) 1、先导智能 (27)

氢能的利用

氢能的利用及其环境效应 题目氢能的利用及其环境效应 专业过程装备与控制工程 姓名曹维褀 学号 3013207186 2014年1月 摘要：伴随21世纪的到来，世界各国都面临着亟待解决的能源问题。氢能是高效清洁环保型新能源,在二十一世纪有望成为世界能源舞台上举足轻重的二次能源。文章总结了氢能的特点，氢的开发与利用，结合氢能的环境效应提出了关于氢能源未来发展趋势的一些见解。 关键词：氢能的开发环境效应氢能的利用

1. 氢能的特点 (1)氢是自然界存在最普遍的元素，据估计它构成了宇宙质量的75％，除空气中含有氢气外，它主要以化合物的形态贮存于水中，而水是地球上最广泛的物质(2)所有气体中，氢气的导热性最好，比大多数气体的导热系数高出10倍，因此在能源工业中氢是极好的传热载体 (3)氢燃烧性能好，点燃快，与空气混合时有广泛的可燃范围，3％－97％范围内均可燃。而且燃点高，燃烧速度快 (4)除核燃料外，氢的发热值是所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高的，达142.35lkJ/kg，每千克氢燃烧后的热量，约为汽油的3倍，酒精的3.9倍，焦炭的4.5倍 (5)所有元素中，氢重量最轻。在标准状态下，它的密度为0.0899g/L；氢可以以气态、液态或固态的金属氢化物出现，能适应贮运及各种应用环境的不同要求(6)氢本身无毒，与其他燃料相比氢燃烧时最清洁，除生成水和少量氮化氢外不会产生诸如一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物、铅化物和粉尘颗粒等对环境有害的污染物质，少量的氮化氢经过适当处理也不会污染环境，而且燃烧生成的水还可继续制氢，反复循环使用 2. 氢能开发与利用 由以上特点可以看出氢是一种理想的新型能源。目前，虽然液氢已广泛用作航天动力的燃料，但氢能大规模的商业应用还面临着许多问题，氢能否被广泛使用，制氢工艺是基础。因为水分子中氢和氧的结合非常牢固，要把它们分开，需花费很大的力气。为了避开这个难点，目前实际上主要还是利用天然气、煤炭和石油产品作原料来制取氢气。 （1）矿物燃料制氢是利用化学方法将矿物中的氢元素提取出来的方法。 ①煤的焦化。 ②水煤气转化。

最新锂电池隔膜基础知识

精品文档 ．电池隔离膜 1．功用：(1)阻隔电池正负极2)让离子电流（ionic current ）通过，但阻力要尽可能地小。因此，吸收电解液之后所表现出来的离子导电度便与(1)隔离膜孔隙度（porosity ）、(2)孔洞弯曲度（tortuosity ）、(3)电解液导电度、(4)隔离膜厚度、及(5)电解液对隔离膜的润湿程度等因素有关系 隔离膜的引入而对离子传导所额外产生之电阻，应该是隔离膜吸收电解液之后的电阻减去与隔离膜相同面积和厚度之纯电解液的电阻，亦即R (隔离膜) = R (隔离膜 +电解液) – R (电解液) 电阻R 的定义为：A σ1R ?=（ 是离子传导途径的长度，A 是离子传导的有效面积，σ是离子导电度（比电阻ρ的倒数））多孔薄膜的孔洞弯曲度d s T = s 是离子经由隔离膜所必须行经之长度，d 则是隔离膜的厚度。多孔薄膜的孔隙度P 之定义为孔洞的体积和隔离膜外观几何体积的比值Ad A P s s =（其中A s 代表隔离膜负责离子传导的有效面积）所以得T P A A s ?= ??? ? ??-?=1 R 2P T R 電解液隔離膜 吸收了电解液之后的隔离膜，其电阻是原先没有隔离膜存在时的 (T 2/P) 倍。当孔洞弯曲度T 愈大，薄膜孔隙度P 愈小时，隔离膜的电阻就愈大 2. 隔离膜之材质与制备 隔离膜具多孔性的结构，孔径范围约在0.1 μm 或100 nm ，表面积非常大，受到电解液侵蚀的机率也当然跟着提高，材料的选择重要。材质有塑料类、玻璃类、和纤维素（cellulose ）类等，以塑料类为最大宗，最常见的有聚氯乙烯（polyvinyl chloride ；PVC ）、聚醯胺（polyamide ）、聚乙烯（polyethylene ；PE ）、及聚丙烯（polypropylene ；PP ）。塑料类隔离膜之所以应用地最广，除了是因为它比较易于控制厚度之外，也跟1960年代开始日益成熟的高分子科学及加工技术有密不可分的关系.目前, 商业化的锂离子电池都是采用聚烯烃类（polyolefin ）的多孔高分子薄膜（如表1.1）作为隔离膜，有的是PP ，有的是PE ，也有用PP/PE/PP 三层合一的。聚烯烃类的隔离膜不仅成本较低廉，而且有优良的机械强度和化学稳定度。关于高分子隔离膜的生产方法则可分为干式和湿式两种，其中干式制程中虽不使用溶剂，具有不污染电池的优点，但实际上现在却是以湿式法较为普遍。此外，两种制程最后均采取至少一个方向的拉伸（orientation ）动作，以便提升孔隙度与薄膜强度[]。若以多孔性聚乙烯隔离膜为例，其湿式法的制造程序（如）就是先将超高分子量的PE （23%）、二氧化硅（silica ；60%）、矿油（mineral oil ；12%）、和其它如抗氧化剂的加工助剂（processing aids ；2%）混合在一起，待均匀之后进行挤出程序（extrusion ），所得的膜再压延（calendaring ）到所要的厚度，通常是25 μm 左右。此时，膜的内部还含有很多矿油，所以呈现亮黑色。接着，再利用三氯乙烯（trichloroethylene ）当作萃取液将矿油从PE 膜里萃取（extract ）出来，以便留下孔洞结构[]。最后，成品中仍旧有绝大部份的SiO 2和少量的矿油（9-15%），前者的功用是在巩固孔洞以避免崩塌，而后者则有助于成品保持柔软性。

2017年中国锂电池隔膜行业发展现状分析

2017 年中国锂电池隔膜行业发展现状分析 隔膜是锂离子电池的重要组成部分之一，通常也被成为电池隔膜、 隔膜纸、离子分离膜等，处于新能源汽车产业链的上游部分。根据生产工 艺的不同，通常分为干法隔膜和湿法隔膜，其中干法又可分为干法单拉隔 膜和干法双拉隔膜，或者干法单层隔膜和干法多层隔膜。隔膜的主要原材料 是聚烯烃类树脂，根据工艺的不同，通常干法隔膜使用PP 作为原料，有时干法多层隔膜也会使用PP 和PE 多层共挤出。湿法隔膜则通常使用超高分子量聚乙烯(Ultra HighMolecular Weight Polyethylene, UHMWPE) 作为隔膜主体，石蜡油作为成孔剂，二氯甲烷作为萃取液。 隔膜是锂电池的重要组成部分，近年来随着隔膜成功国产化后价格迅 速下降，在锂电池材料总成本的占比也有所下降，通常在7-15%左右。通常来说，由于三元电池中正极和负极材料单位成本较高，隔膜成本占比在10%以内，而且磷酸铁锂电池中正负极材料单位成本相对较低，隔膜成本占比在15%左右。锂电池材料中，隔膜技术壁垒和毛利率均比较高，同时也是最后一个实现国产化的材料。 锂电池主要由正极材料、负极材料、电解液和隔膜四部分组成。锂 电池的原理是正极材料中的锂离子通过电解液移动到负极中，电子则通过外 电路从正极移动到负极，从而形成电流。在这个过程中正负极材料不能发 生接触，否则将造成电池短路、引发燃烧甚至爆炸。因此在锂电池内部构 造中不仅要求隔膜能绝缘正负极防止短路，又要求能让锂离子自由通过。 锂电池隔膜具有大量曲折的微孔，既能保证锂离子自由通过形成回路，又 能在电池过度充电或温度升高的情况下通过闭孔的功能防止正负极接触， 达到绝缘的作用。

燃料电池专利报告

燃料电池专利报告 1 总体发展趋势 1.1 申请量年度趋势分析 专利数量是技术产出的直接反映。通过揭示历年专利申请情况，可以了解该行业的技术发展情况和所处阶段，并预测未来发展趋势，可协助企业评估此时或未来是否应积极投入研发。 上图显示了目标技术领域内总体申请量变化趋势。专利数量较少的时期为该技术的起步阶段；专利数量大幅度提升的为成长阶段；专利数量继续增加的为成熟阶段；专利数量维持不变的为停滞期；申请量开始降低的阶段为下降期。 1.2 公开量年度趋势分析 通过揭示历年专利公开情况，了解该行业的技术发展情况并预测未来发展趋势。

上图显示了目标技术领域内总体公开量变化趋势。 1.3 产出规模指数预警 通过揭示目标技术领域内最近6年专利数量相对增长变化情况，了解不同时期技术研发的重点和方向，给企业预测该技术领域未来发展趋势提供依据。 时间专利数量比上月增长与近6年年均增 幅比较与整体年均增幅比较 2012 179 -76.01% 下降上升 2011 746 4.34% 下降上升 2010 715 10.34% 下降上升 2009 648 -4.42% 下降上升 2008 678 3.04% 下降上升 2007 658 35.67% 下降上升上表显示了发明公开专利近6年专利的产出数量情况。一些年份的专利产出增幅高于/低于近6年年均增幅，且高于/低于整体年均增幅。 1.4 产出质量指数预警 由于发明专利的创造性水平要高于实用新型专利和外观专利，因此一般来说发明专利的申请数量是专利质量的最好体现。通过揭示目标技术领域内最近6年专利类型比重和有效专利比重的相对增长变化情况，可以更好地了解不同时期内技术研发的重点和方向，预测该技术领域未来的发展趋势。

锂离子电池隔膜的分析研究及发展现状

锂离子电池隔膜的研究及发展现状 来源：佛山塑料集团股份有限公司日期：2018-7-1 作者：全球电池网点击：4599 摘要：综述了隔膜的主要作用及性能、国内外研究与发展现状。重点叙述了隔膜的制备方法，对干法和湿法的原理、工艺及所制得的隔膜性能上的区别进行了详细的阐述；同时简单介绍了隔膜的改性研究现状和新型电池隔膜的发展，最后对电池隔膜的未来发展趋势进行了展望。 关键词：锂离子电池；隔膜；研究进展 随着信息、材料和能源技术的进步，锂离子电池以其高比能量、长循环寿命、无记忆效应、安全可靠以及能快速充放电等优点而成为新型电源技术研究的热点。锂离子电池除广泛用于日常熟知的手机、笔记本电脑以及其他数码电子产品之外，电动车的发展也将带动锂离子电池的更大需求，且在航空航天、航海、人造卫星、小型医疗、军用通信设备等领域中也得到了应用，逐步代替传统电池。据统计，2007年铅酸电池在电池市场中所占份额下降到50％以下，2007年以后锂离子电池已在市场中占主导地位。我国近几年在锂离子电池产业化方面取得了可喜进展，已成为全球重要的锂离子电池生产基地，产量跃居全球第三。目前国内从事锂离子电池行业的企业超过百家，其中深圳的比亚迪、比克，天津的力神等已发展成为全球电池行业的骨干企业。 随着锂离子电池应用范围的进一步扩大，隔膜材料的需求量将进一步增加。而世界上只有日本、美国等少数几个国家拥有锂离子电池聚合物隔膜的生产技术和相应的规模化生产，我国在锂离子电池隔膜的研究与开发方面起步较晚，仍主要依赖进口，隔膜的平均售价为8～15元／m2，约占整个电池成本的1／4，从而导致锂离子电池市场价格高居不下，目前国内80％以上的隔膜市场被美、目等国家垄断，国产隔膜主要在中、低端市场使用。实现隔膜的国产化，生产优质的国产化隔膜，能有望降低整个隔膜乃至锂离子电池的市场价格。 1 电池隔膜的主要作用及性能要求 电池隔膜是指在锂离子电池正极与负极中间的聚合物隔膜，是锂离子电池最关键的部分，对电池安全性和成本有直接影响。其主要作用有：隔离正、负极并使电池内的电子不能自由穿过；让电解质液中的离子在正负极间自由通过。其锂离子传导能力直接关系到锂离子电池的整体性能，其隔离正负极的作用使电池在过度充电或者温度升高的情况下能限制电流的升高，防止电池短路引起爆炸，具有微孔自闭保护作用，对电池使用者和设备起到安全保护的作

文献综述

文献综述 北京化工大学材料1001 王培2010012389 引言 收集文献资料是写好论文的前提，只有在写论文之前进行大量的资料收集，然后对资料进行综合整理、归类，才能对论文课题的研究现状有个大概的了解，使我们站在理论前沿，分析问题的原因、特点、现状及基本内容，从而为我们发现问题、解决问题打下基础。 本综述的题目是碳纳米管制备技术研究进展 摘要：碳纳米管是一种具有独特结构的一维量子材料，由石墨碳原子层卷曲而成。由于拥有潜在的优越性能，碳纳米管不管在物理、化学还是在材料学领域都将有重大发展前景。近年来，美国、日本、德国和中国等国家相继成立了纳米材料研究机构，碳纳米管的研究进展随之加快，并在制备及应用方面取得了突破性进展。本文着重从碳管的制备方法与应用前景两方面，阐述了碳纳米管的研究进展与发展潜力 关键词：碳纳米管；石墨碳；制备技术；进展； 前言 随着微电子技术的进一步发展，微细化成为器件的重要发展方向，纳米器件的研究成为近几年的热点。并出现了许多不同的纳米器件制备工艺，如,：操纵原子、模板法制备纳米材料、纳米材料选择性生长等，但还未出现材料选择性好、成本低、可批量生产的技术。目前，以纳米材料为模块，采用自下而上的构筑加工工艺（Bottom-up）制作纳米器件已成为一个亮点。碳纳米管由于具有独特的结构、电学性质，已成为制备纳米器件的首要候选材料。在催化、复合材料、储能材料和微电子器件等诸多领域表现出了很大的潜在应用前景。目前制备碳纳米管的方法有石墨电弧法、激光法、催化裂解法(CVD)等，其中前两种方法存在产量少，不易实现工业化生产的特；而CVD法以其设备简单，成本低，反应过程容易控制，产量高等优点成为目前制备碳纳米管的主流。 主题 1 碳纳米管的制备碳纳米管的制备方法主要有电弧法、激光蒸发法和有化学气相沉积法。单壁碳纳米管产量只有克量级，制备技术难度大。多壁碳纳米管的制技术则较为成熟，产量可达每小时公斤级，并可对产物直径和定向性等进控制

2016年锂电池隔膜行业分析报告

2016年锂电池隔膜行业分析报告 2016年5月

目录 一、隔膜：锂电池产业链中技术壁垒较高的核心材料之一 (6) 1、隔膜在锂电池工作充放电过程中起着关键性的作用 (6) 2、隔膜的性能指标将直接影响锂电池的性能 (8) （1）隔膜的耐穿刺强度一定要高 (9) （2）隔膜的热收缩性一定要好 (10) （3）隔膜的机械强度一定要高 (10) 3、干法和湿法是锂电池隔膜的主要生产工艺，但湿法膜涂覆将是大趋势 .. 12 二、我国锂电隔膜市场容量快速增长，国产隔膜产业发展迅速 (14) 1、我国锂电隔膜市场容量快速增长 (14) 2、国产隔膜市场规模快速扩张 (16) 3、市场竞争日渐激烈，隔膜成品均价下降明显 (17) 4、竞争加剧，国内锂电隔膜市场格局将面临重新洗牌，总产能利用率较低 19 ................................................................................................................................ 三、隔膜下游市场需求格局已发生改变，动力电池领域将是重要支撑 20点............................................................................................................... 1、3C消费电子产品领域锂电池隔膜需求趋缓 (23) 2、受制于成本，储能市场仍需等待，短期难突破 (24) 3、电动自行车高速增长期已来临 (26) 4、新能源汽车产销两旺，动力锂电池隔膜需求的主要支撑点 (28) 四、锂电池新产能投资建设可较好支撑未来隔膜产能释放，行业一定 32时期仍将高盈利 ...................................................................................... 五、技术优势、客户渠道优势，并走高端化将是未来锂电池隔膜企业 决胜的关键 .............................................................................................. 35 36六、重点上市公司简析 ..........................................................................

纳米材料文献综述

北京化工大学北方学院NORTH COLLEGE OF BEIJING UNIVERSITY OF CHEMICAL TECHNOLOGY 碳纳米管的性质与应用 姓名：赵开 专业：应用化学 班级： 0804 学号： 080105097 2011年05月

文献综述 前言 本人论题为《碳纳米管的性质与应用》。碳纳米管是一维碳基纳米材料，其径向尺寸为纳米级，轴向尺寸为微米量级，管子两端基本上都封口。碳纳米管具有尺寸小、机械强度高、比表面大、电导率高、界面效应强等力学，电磁学特点。近年来，碳纳米管在力学、电磁学、医学等方面得到了广泛应用。 本文根据众多学者对碳纳米管的研究成果，借鉴他们的成功经验，就碳纳米管的性质及其功能等方面结合最新碳纳米管的应用做一些简要介绍。本文主要查阅近几年关于碳纳米管相关研究的文献期刊。

碳纳米管（CNT）是碳的同素异形体之一，是由六元碳环构成的类石墨平面卷曲而成的纳米级中空管，其中每个碳原子通过SP2杂化与周围3个碳原子发生完全键合。碳纳米管是由一层或多层石墨按照一定方式卷曲而成的具有管状结构的纳米材料。由单层石墨平面卷曲形成单壁碳纳米管（SWNT），多层石墨平面卷曲形成多壁碳纳米管（MWNT）。自从1991年日本科学家lijima发现碳纳米管以来，其以优异的力学、热学以及光电特性受到了化学、物理、生物、医学、材料等多个领域研究者的广关注。 一、碳纳米管的性质 碳纳米管的分类 研究碳纳米管的性质首先要对其进行分类。（1）按照石墨层数分类，碳纳米管可分为单壁碳纳米管和多壁碳纳米管。（2）按照手性分类，碳纳米管可分为手性管和非手性管。其中非手性管又可分为扶手椅型管和锯齿型管。（3）按照导电性能分类，碳纳米管可分为导体管和半导体管。 碳纳米管的力学性能 碳纳米管无缝管状结构和管身良好的石墨化程度赋予了碳纳米管优异的力学性能。其拉伸强度是钢的100倍，而质量只有钢的1/ 6，并且延伸率可达到20 %，其长度和直径之比可达100～1000，远远超出一般材料的长径比，因而被称为“超强纤维”。碳纳米管具有如此优良的力学性能是一种绝好的纤维材料。它具有碳纤维的固有性质，强度及韧性均远优于其他纤维材料[1]。单壁碳纳米管的杨氏模量在1012Pa范围内，在轴向施加压力或弯曲碳纳米管时，当外力大于欧拉强度极限或弯曲强度，它不会断裂而是先发生大角度弯曲然后打卷形成麻花状物体，但是当外力释放后碳纳米管仍可以恢复原状。 碳纳米管的电磁性能

锂电隔膜行业专题报告：湿法路线确立,全球隔膜需求高景气

锂电隔膜行业专题报告：湿法路线确立，全球隔膜需求高景 气 1、隔膜是锂电池关键材料，未来市场空间广阔 1.1隔膜是动力电池的关键材料，技术高筑就行业壁垒 隔膜是锂离子电池中的关键环节。锂离子电池是现代高性能电池的代表，由正极材料、负极材料、隔膜、电解液四个主要部分组成。隔膜是一种具有微孔结构的薄膜，是锂离子电池产业链中最具技术壁垒的关键内层组件，在动力电池中成本占比约为10%-20%。隔膜在锂电池中主要起到隔绝正负极防止短路并提供微通道支持锂离子迁移的作用，对电池安全性、倍率性能和循环性能影响关键。

锂电池隔膜生产工艺复杂、技术壁垒高。高性能锂电池需要隔膜具有厚度均匀性以及优良的力学性能（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、化学稳定性、热稳定性、安全性）。隔膜的优异与否直接影响锂电池的容量、循环能力以及安全性能等特性，性能优异的隔膜对提高电池的综合性能具有重要的作用。锂电池隔膜具有的诸多特性以及其性能指标的难以兼顾决定了其生产工艺技术壁垒高、研发难度大。

不同隔膜工艺在选材、厚度、微孔数量等性能上都有较大差异。隔膜基膜制造根据微孔成孔机理主要分干法和湿法两种，其中干法可分为单拉、双拉两种，湿法按照拉伸取向是否同时可以分为异步、同步两种，同步法很均匀适合做消费电池，而异步法良品率高适合做动力电池。 干法隔膜通过拉伸造孔。干法工艺将高分子聚合物、添加剂等原材料混合，制成均匀熔体挤出，在拉伸应力下，形成片晶结构，热处理后获得硬弹性的聚合物薄膜，之后在一定的温度下再次拉伸，形成微孔，热定型后制得微孔膜。干法单拉工艺主要在美国Celgard、日本UBE手中，发展十分成熟。干法双拉工艺由我国中科院化学所研制，并由中科科技实现产业化，2001年化学所将双拉海外专利转让给Celgard，使其成为干法隔膜的集大成者，2015年被日本旭化成公司收购。 湿法隔膜通过萃取增塑剂造孔。湿法工艺采用热致相分离原理，将增塑剂与聚烯烃树脂混合，熔融混合物降温过程中发生固液相/液液相分离，压制膜片并加热至接近熔点温度后，拉伸使分子链取向一致，保温并用易挥发溶剂（二氯甲烷/三氯乙烯）将增塑剂从薄膜中萃取出来，进而制得隔膜。 湿法隔膜目前占了主流，因其可以做的更薄，使电池能力密度更高，因而被大电池厂商如三洋、索尼、松下、万胜等采用。湿法隔膜的代表公司主要是日本旭化成、东丽东燃、韩国SKI、上海恩捷等。

2016年PP锂电池隔膜料市场研究报告

◆ 报告架构思路 ◆ 从上面的隔膜料产业流程图来看，我们本报告主要研究4大产品行业，按照产业链依次讲隔膜料、隔膜、锂电池、新能源电动汽车。

2014年国内PP锂电池隔膜料生产厂家情况 我国石化企业对隔膜料的研发、生产至今也有4年多的历史。根据调研，目前国内没有一家石化企业能够批量供货，也没有一家的试验品能够达到隔膜生产要求。 下表1-1列出了我国生产和开发过锂电池隔膜料的企业情况。 表1-1 中国生产和开发PP锂电池隔膜料的企业 2016年PP锂电池隔膜料市场研究报告目录

第一部分产业链简图 3 第二部分我国锂电池隔膜料生产情况5 2.1 2015年中国PP锂电池隔膜料生产厂家情况 5 2.1.1北方华锦7 2.1.2中原石化7 2.1.3扬子石化8 2.1.4 兰州石化9 2.1.5 洛阳石化9 2.1.6上海石化9 第三部分 PP隔膜料进口情况10 3.1 2014-2015年PP锂电池隔膜进口量10 3.2 2013-2016年4月大韩油化锂电池隔膜料价格走势情况10 3.3 大韩油华和北欧化工PP隔膜料性能指标情况11 3.4隔膜料的关键指标要求13

3.5 锂电池隔膜料相关标准现状13 3.6 PP干法动力电池隔膜性能指标要求14 3.7 韩国货源的优势15 第四部分锂电池隔膜现状15 4.1锂电池隔膜生产企业情况15 4.2 2009-2015年中国锂电池隔膜产能、产量走势情况21 4.3 干法和湿法锂电池隔膜进出口情况23 4.3.1 2010-2015年锂电池隔膜进出口数量情况23 4.3.2 2010-2015年锂电池隔膜进口价格情况25 4.4 不同锂电池隔膜的适用范围及发展方向26 第五章 PP锂电池隔膜料的未来需求预测27 5.1新能源汽车28 5.1.1 2015-2020年新能源汽车产量、锂电池需求量预测28 5.1.2 磷酸铁锂和三元锂电池的竞争趋势30

关于电容器的报告论文

超级电容器电极材料的制备与研究 摘要：超级电容器作为一种新型储能器件，具有能量密度和功率密度高、比容量大等特点。它在电动汽车、移动通讯和国防等领域有巨大的市场前景，因此受到国内外研究人员的关注。在影响超级电容器性能的所有因素中，电极材料的性能起着决定性的作用。因此，本论文选定二氧化锰、碳纳米管、氧化镍作为超级电容器的电极材料，旨在制备和研究具有良好电容特性的超级电容器电极材料。论文的主要研究内容有： (1)利用化学沉淀法制备Mn02粉末材料并研究其电化学行为。采用循环伏安法对Mn02电极材料进行测试，在1mol／L Na2S04电解液、．0．2-+0．8V扫描电位内，不同扫描速率下电极均表现出理想的电容特性，当扫描速率等于lmV／s时得到最大比容量253．5F／g。研究了40℃和150"O热处理温度的Mn02材料在100mA／g充放电流密度下的恒流充放电特性结果比容量接近，但是150℃热处理得到的M_n02材料具有更好的循环充放电性能。 (2)研究碳纳米管(carbon nanotubes，CNTs)电极材料的循环伏安特性和恒流充放电性能。碳纳米管具有理想的双电层电容特性，但是未处理过的碳纳米管材料比容量偏小。在lmol ／L Na2S04溶液、．0．2--+0．8V扫描电位内，以lmV／s的扫描速率进行循环伏安测试，结果得到最大比容量为27．3F／g。 (3)采用浓硝酸对碳纳米管进行回流处理并研究其电化学行为。对回流处理碳纳米管材料进行SEM和TEM表征，发现碳纳米管原本封闭的端口被打开，催化剂已经被去除。在50mA ／g电流密度下，回流时间越长的碳纳米管材料比容量越高，80h回流得到的电极比容量最大，达至1J38．3F／g，比回流之前的8．3F／g要高。 (4)采用不同的催化剂在泡沫镍导电基体上生长碳纳米管作为超级电容器电极并研究其电容特性。经SEM和TEM测试，制备的材料是长5mn、直径100nm左右的定向碳纳米管(alligned carbon nanotubes，ACNTs)。这种定向碳纳米管电极具有很高的比容量。在1mol／LNa2S04电解液、．0．¨0．8V电位范围内，0．IMNi催化剂制备的电极材料在扫描速率等于1mv／s时最高比容量达至1J278．2F／g (5)研究二氧化锰／CNTs复合电极材料的电容特性。结果表明，复合电极具有二氧化锰的高比容量特性，同时也具有碳纳米管的良好循环充放电性能。 (6)研究氧化镍电极材料的电容特性。将制备的Ni(OH)2粉末进行热处理得到NiO材料。比较不同工艺条件制备的NiO材料，发现反应溶液pH值等于11．7、热处理温度500。C 以及热处理时间8h的NiO电极材料比容量最高，在lmol／L NazS04溶液、．0．2~+0．8V扫描电位内，1mV／s扫描速率下达到38．2F／g。 1、超级电容器的特点 超级电容器【11(Supcrcapacitor)是一种介于传统电容器和电池之间的新型储存电能的器件。根据命名角度的不同超级电容器又有不同的名称，如超大容量电容器(Ultracapacitor，uc)、电化学电容器(Electrochemical Capacitor，EC)、双电层电容器(Electric Double Layer Capacitor，EDLC)等。它具有比传统电容器高得多的能量密度和比容量，同时又具有比电池大得多的功率密度。超级电容器一般具有如下特点： (1)具有高的能量密度和功率密度。它的能量密度为传统静电电容器的10--20倍，功率密度是电池的l啦100倍，可达到10kW／kg左右。 (2)具有瞬间释放大电流、充电时间短、充电效率高的优点。超级电容器可以在短时间内释放出几百到几千安培的电流。这个特点使得电容器非常适合用于短时间高功率输出的场合。 (3)具有循环寿命长的优点。超级电容器充放电过程中发生的电化学反应具有良好的可逆性，不易出现类似电池中活性物质那样的晶型转变、脱落、枝晶穿透隔膜等引起寿命终止的现象。其实际充放电次数可以达到10万次以上，是电池的10．100倍。