．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。
表1.1 现今锂离子二次电池系统常用之隔离膜产品[错误！未找到引用源。
3.隔离膜之安全机制
多孔性的PE 或PP 隔离膜有一项有利于电池安全性的特点，一般称之为「关闭机制」（shut-down mechanism ），亦即万一电池内部温度接近、甚至超过隔离膜的熔点T m （melting point ）时，PE 或PP 结构中的结晶相（crystalline phase ）将会瓦解，大部份的孔洞会因为塌陷（collapse ）而被阻塞，负责离子传导的信道突然中断，电池的内电阻于是急速上升，从而抑制甚至完全阻绝电池做进一步的电极反应，藉此达到安全保护的目的。前一小节（1.1.2节）中曾经提及的PP/PE/PP 三合一设计，其动机即是希望中间的那一层PE 被熔解后（约140 o C ），外层熔点较高的PP （约165 o C ）还能够继续保持原有的机械强度，以避免隔离膜在进一步被熔解之后所可能导致两极接触而发生内部短路的状况[, 。作者观点：目前为止，除了对现行已经在商品上采用的隔离膜有在孔洞结构和热性质上的分析之外锂电池系统的探讨仍然不多
首先，对锂电池系统而言，因聚烯烃类材料的极性（polarity ）低，而锂电池常用的电解液成份多半是内含能够促进锂盐溶解的高介电系数（dielectric constant ）、高极性的有机溶剂，除非有扮演「润湿剂」（wetting agent ）角色的溶剂存在，否则这两者之间的亲合性（affinity ）在许多状况下可能会不尽理想。影响所及，即是电解液很可能因为对隔离膜的润湿效果不好，所以整体所表现出来的离子导电度就远不如原电解液的本质（intrinsic ）导电度，而且下降程度还依电解液种类而有很大的差异]。为了提升隔离膜的可润湿性，近年来已经出现对PP 隔离膜进行表面改质的研究]，希望藉由把例如丙烯酸（acrylic acid ）或DEGDM （diethyleneglycol-dimethacrylate ）等之亲水性单体（hydrophilic monomer ）接枝（graft ）到PP 主干来改善润湿效果。针对改良润湿性的另一个解决之道，就是将隔离膜的材质直接改为和溶剂之间有某种程度亲合力的材料，只不过这一个想法在无形之中已经将传统电池隔离膜和新型胶态（gel-type ）高分子电解质两系统之间的界线模糊化，许多问题需要进一步探讨，而这也正是本研究的出发点之一。 再者，我们知道在负极为锂金属的锂二次电池有可能会在反复充放电之过程中产生锂的树枝状结晶，从而导致电池的内部短路。事实上，对于充电条件不佳或循环次数够多的锂离子二次电池，类似的情形亦有可能发生。为了避免树枝状的锂金属轻易地透过隔离膜的孔洞而碰触到另外一极，隔离膜的孔径大小最好能够再降低。另外，合理程度的孔洞弯曲度和更大的孔隙度以利达到更均匀的电流分布，应该也有助于降低枝晶锂的成长。
三：高分子电解质简介
1. 1978年Armand 等人发现分别由锂盐或钾盐和PEO （poly(ethylene oxide)）所形成的结晶性错合物（complex ）有离子导电的功能，并宣称这种错合物能够应用在电池中作为固态电解质
归纳使用高分子电解质的好处
1. 抑制枝晶锂的产生：这是使用高分子电解质最早的动机。，以锂金属作为负极的锂二次电池，锂离子在充电过程
还原出来的锂，其形态多半呈现树枝状。一般所使用的隔离膜都是多孔性材料，其内的孔洞纵然不大（~0.1 μm ），
但却因相互连通，往往成为枝晶锂成长的最佳空间和途径，最后可能导致电池短路，甚至还会引发危险。如果我
们使用非多孔性，或是孔径更小的高分子薄膜来作为隔离膜，预期应该是抑制枝晶锂扩展的一种有效办法[错误！
未找到引用源。]。
2. 更能承受电极体积的周期性变化：电池在充放电过程中，因为锂离子来回进出电极内部，所以电极的体积也就
跟着膨胀与收缩。由于高分子电解质本身较柔软，可挠性佳，比其它无机固态电解质更能承受电极体积的周期性制造商
材料（暨商标） Hoechst Celanese Corp. PP 、PE 、或PP/PE/PP 三层，商标为Celgard ?
Tonen Corp. PE ，商标为Setela ?
Asahi Chemical Industries PE ，商标为HiPore ?
Mitsubishi
PE ，商标为Exepol ? Ube Industries Ltd.
PP Pall RAI
PE
变化。
3.反应性比液态电解质低：以热力学观点来说，到目前为止还没有任何一种溶剂可以和锂金属稳定并存，即便是
部份碳极材料也是一样[,]。高分子电解质外观呈固态，内含液体的量亦较少，所以比起原液态电解质来说，其反应性自然下降甚多。
4.提升电池安全性：「安全性」是锂离子电池和锂高分子电池发展上的最重要诉求[错误！未找到引用源。]。以固
态高分子作为电解质，其电池较能承受如撞击、振动、和变形等在运送、处理、及使用过程中不可预测或抗拒的外在因素。此外，此类电池因为不会有过大内压的累积，也就不会有发生爆炸的危险，所以可以包装在薄薄的真空袋里，不必像液态电解质系统的电池必须放置在金属罐。
5.形状因子佳，生产程序一致性提高：在电子产品一片要求轻薄短小的趋势中，产品内部空间的使用效率成为诉
求重点，于是乎电池的形状就变成一项相当重要的设计参数。薄片状的高分子电池本质上的条件，在这方面显然占尽优势[,]。另外一项好处就是它的生产程序一致性提高，也就是说，包括正负极和电解质的制造程序都可以一同使用类似的涂布方式进行，连续生产的可行性逐渐提高[]。
导电机制：虽然高分子电解质被归纳成「固态电解质」的一支，但它的导电机制却和无机材料相差甚远，反而是比较接近液态的传导方式。其中的主因是a高分子比无机固态电解质要柔软，离子传导受限较少b高分子的主链运动（segmental motion）也会帮助离子的传导。这和离子只靠在无机电解质内部数目、位置固定的传导基地中跳跃（hopping）的机制完全不同。所以，高分子电解质的离子传导原理是介于固体（缺陷晶体）和液体（溶液或熔融盐）的[,]。表1.2列出固态、液态、和高分子电解质的一些导电行为模式和特性[]，以资相互比较。
表1.2各种离子传导媒体导电行为模式之比较[]。
电解质的要求：
1.离子导电度：一般锂离子电池常用的电解液，其室温离子导电度多半在10-3到10-2 S cm-1内。因此，若高分子电
池亦想达到原使用液态电解质下的充放电特性，则高分子电解质的室温导电度理想上也应该要接近于10-3 S cm-1左右，最低亦不应低于10-4 S cm-1。
2.迁移系数（transference number）：无论何种电解质系统，理想上的锂离子迁移系数应愈接近1.0愈好。就现今已
发表的许多电解质系统来说，不论液态或高分子，其迁移系数多半不到0.5，亦即只有不到一半的电荷才是真正经由锂离子传送，其余部份则分别由阴离子团和各式各样的离子对（ion pairs）来负责传导[]。若迁移系数能够提高，则电解质在电池充放电过程中的浓度极化（concentration polarization）情形就愈轻微，电池的输出功率自然就得以提升。Doyle等人[48]曾经以数值仿真的方式分析迁移系数对电池性能的影响程度，发现一个迁移系数T+ = 1.0的电解质系统，即使在导电度低一个量阶（order）的情况下，电池的性能（特别是放电率）还是比另一个T+ = 0.2的系统优良，如此可见迁移系数的重要性。
3.化学、电化学、及热稳定度：由于高分子电解质是直接夹在正负两极之间的，所以和电极之间的化学稳定度
（chemical stability）要够好，以避免不必要的副反应发生。再者，在电池运作过程中，如LiCoO2、LiNiO2、和LiMn2O4等正极的电位往往相当高，为避免过充电（overcharge）而造成电解质分解，电解质的电化学稳定度
（electrochemical stability）应该要足以扺抗至少4.5 V vs. Li/Li+的电位。最后，为配合电池-20到85 o C可能操作的温度范围，高分子电解质亦应有适当的热稳定性。
机械强度：电池在大量生产时，高分子电解质的「可加工性」（manufacturability）无疑地是最首要的条件。许多已发表的高分子电解质系统??特别是经塑化（plasticized）的胶态系统??虽然有不错的电化学特性，也能顺利成膜，但是在机械强度这方面却仍然需要再加强，才足以真正付诸大型生产。
高分子电解质的主体材料
表1.3一些用来作为高分子电解质主体材料的系统。
高分子基材重复单位T g
(o C)
T m (o C)
Poly(ethylene oxide) ?(CH2CH2O)n?-64 65
Poly(propylene oxide) ?(CH(-CH3)CH2O)n?-60 -
Poly[bis(methoxy
ethoxyethoxide)-phosphazene]
?[N=P(-O(CH2CH2O)2CH3)2]n?-83 -
Poly(dimethylsiloxane) ?[SiO(-CH3)2]n?-127 -40
Polyacrylonitrile ?(CH2CH(-CN))n?125 317
Poly(methyl methacrylate) ?(CH2C(-CH3)(-COOCH3))n?105 -
Poly(vinyl chloride) ?(CH2CHCl)n?82 -
Poly(vinylidene fluoride) ?(CH2CF2)n?-40 ~170
较普遍接受的高分子电解质有：PEO[-,-]、PAN（polyacrylonitrile）[-]、PMMA（poly(methyl methacrylate)）[-]、PVC （poly(vinyl chloride)）[-]、及PVDF（poly(vinylidene fluoride)）[-]等系统,它们的「重复单位」（repeating unit）绝大部份均属极性较强者，这是为了搭配一般在锂电池系统常用的极性有机溶剂的缘故。其中的PAN系高分子电解质，在学术研究上面算是胶态电解质中最深入的。至于以实际应用潜力来说，PVDF系高分子电解质在最近这短短数年的积极发展则让它有后来居上的趋势。值得注意的是，PEO系统已不再局限于传统SPE的制备方法，基于导电度的考量，近来已陆续出现其塑化态电解质的研究
简单地将它们分成两大类：(1)纯固态高分子电解质（solid polymer electrolyte；SPE）和(2)胶态高分子电解质（gelled polymer electrolyte；GPE）前者SPE即为传统由锂盐（如LiClO4、LiCF3SO3、或LiN(CF3SO2)2）加上分子量甚高之聚合物（如PEO，或接上各式支链（side chain）的PEO共聚合物（copolymer））所形成的错合物，几乎是完全不含溶剂的状态。此类SPE的离子传导机制与高分子非结晶区的主链运动有密切关系[]。第二类高分子电解质，由于内部含有较多量（40-75%）的塑化剂，如EC（ethylene carbonate）或PC（propylene carbonate），所以比SPE的导电度要高出甚多，但另一方面，其机械强度却也因而稍差。高分子本身的主链运动在胶态电解质中虽然对离子传导的贡献度降低，但根据NMR实验]，发现它的作用还是依然存在，并没有因为塑化剂的介入而完全消失
高分子胶的交联：
所谓「胶态」，顾名思义，它并非液态，亦非固态；就特性来说，却又像液态，也像固态，所以并不好定义，何况又势必与分子结构有直接关系。简单地说，「高分子凝胶」（polymeric gel）就是一个受到溶剂膨润（swell）作用的高分子网络（polymeric network）[]。也因为如此的特殊结构，高分子凝胶便同时具有固体的内聚性质和液体的扩散传导性质，而且它可以应用的范围极广，高分子电解质只能算其中较新的应用罢了。
高分子凝胶可以藉由化学性或物理性的「交联作用」（crosslinking）或称「架桥作用」的程序来达成。当一高分子混合溶液进行胶化（gelation）反应之后，它就变成是一种固态的模样，无论如何晃动都不会出现类似流体自由流动的现象。化学交联作用，指的就是高分子主链之间彼此靠化学反应形成共价键而将彼此连结起来成为三维立体网络的程序，如1.1(a)。利用化学交联所形成的胶体是不可逆的，而且交联点数目也都是固定的，不随环境条件（如温度、压力）而变。另一方面，物理交联作用则是靠高分子主链自然蜷曲或局部结晶现象，产生如 1.1(b)或(c)的纠结（entanglement）而形成的。其它如离子和高分子之间的错合作用（complexation）也会促进物理性凝胶的产生。目前一般常见的胶态高分子电解质系统多半都是属于物理性凝胶的。
高分子电解质」和「聚电解质」（polyelectrolyte）之间差别：所谓高分子电解质，是将盐类溶解于高分子结构当中，阳离子和阴离子同时具有可移动性，如图1.2(a)所示；另一方面，所谓的聚电解质则是将阴离子团利用化学键的方式直接连结在高分子的主链接构上（如图 1.2(b)），阳离子在系统引入溶剂（目前多数状况下均指水溶液）后会自动解离，成为唯一一种具移动性的离子，故聚电解质有「单离子导体」（single-ion conductor）之称，其离子迁移系数总是等于1.0。就理论而言，单离子导体在电池中不会有浓度极化的现象，是一种很理想的电解质材料。可惜的是，目前它仅能应用在含水的系统，它在非水系电解液中的导电度和柔软度仍不够理想，所以至今没有较著名具实用性的例子。
1.1 高分子凝胶常见的结构示意图。其中，(a)为利用共价交联点（junction points ）所形成的化学性交联网络，而(b)和(c)则分别是藉形成交联区（junction zones ）及缨状晶胞（fringed micelles ）所形成的物理性交联网络[
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图1.2 (a)高分子电解质与(b)聚电解质两者在化学结构上的比较示意图。前者的阴、阳离子均具可移动性，而后者的阴离子团是以化学键方式固定在高分子的主链上，仅阳离子具有移动性。
四．PVDF 系高分子电解质
PVDF 之所以会被选为高分子电解质的主体材料，主要是因为它本身兼具多项优点，如成膜性佳、热稳定度高、化学稳定度高、以及耐电压性质佳…等。此外，由于它的介电系数在众多高分子材料当中也算颇高（ε = 8.2 ~ 10.5），故有利于锂盐在其内的解离，让带电离子的浓度提升。
早在1981年，Watanabe 等人]便已知道PVDF 能够和EC 、PC 、及锂盐形成均匀的电解质薄膜。随后，Tsuchida 等人[,]亦了解到影响导电度的最首要的因素，在塑化剂方面应该是黏度，而不是先前所认为的介电常数。介电常数影响的是锂离子的解离程度，数值愈高者，当然愈有助于锂盐的溶解。不过，溶剂的黏度大小，却会直接影响到锂离子的移动能力，或称「移动率」（mobility ）。Tsuchida 等人的研究虽给了我们不错的想法，可惜他们所制备出来的电解质在室温下仍然不佳（≤ 10-5 S cm -1），所以PVDF 系统一直没有新的突破。直到1994年美国Bellcore 公司（现更名为Telcordia ）发表一套以PVDF 共聚合物为主之高分子电池的新技术后[-]，PVDF 系统才又逐渐引起各方的注意。 Telcordia 技术的出现，对高分子电池而言具有很大的意义，因为它几乎成为高分子电解质制备方法的分水岭之一。早先在学术研究上，胶态高分子电解质的制备不外乎是将高分子粉末溶入电解液中，待均匀溶解之后即刮出薄膜来，此种薄膜不具多孔性，形态上属连续膜。然而，如果高分子材料和电解液之间的溶解度万一控制不当（亦即互溶性甚佳），则薄膜很可能会较黏稠，而且机械强度稍差，因而直接影响到它们的可加工性。文献上曾经报导过的各种塑化态高分子电解质系统，在程度上或多或少都有类似的问题存在。此外，传统方法因为一开始就先将锂盐加入，通常为了避免盐类吸水的问题，整个程序都必须在手套箱中进行，但这样却使得电池的生产成本大为提高，为一大缺点。 针对此两点，Telcordia 提出一套完整的做法，且是连同正、负极的制备方式都一起改变的整体方法[-。不过，为了说明之便，吾人以其中的电解质为例，将其制备特点单独地摘述如下：
1. 电解质薄膜制备初期不加入锂盐，所制成之薄膜可在一般外界环境下存放，无需严苛的无水环境。每当需要进
行电池组装时，才运用萃取技术将原先留在薄膜内的高沸点塑化剂萃取出来，让薄膜成为具有细微孔洞的材料，以便尔后得以顺利吸回电解液。
2. 电解质主体材质为PVDF 与HFP （hexafluoropropylene ）的共聚合物，而非纯PVDF 的单聚合物（homopolymer ），
其动机在降低PVDF 的结晶度，以利于电解液的吸收，同时亦能增加导电度。PVDF/HFP
共聚合物内部残余的(a) polymer electrolyte (b) polyelectrolyte
X -
3Li +
结晶区域仍有助于电解质的成膜性，使其尺寸稳定性（dimensional stability）得以保持，不必藉由其它如化学交联等方式来增强。
3.电解质成份内添加二氧化硅（silica），目的除了巩固薄膜的孔洞以避免塌陷之外，二氧化硅特殊的超高吸收性亦
有助于提高电解液吸收量，同时还能稳定吸收住电解液，使其不致于轻易地因高温或其它因素而渗出。
4.此外，这套技术在降低两固体之间界面的接触阻力上着力甚多，例如在电池组装之前均经过约140 o C的短暂加
热，以确保消除电解质薄膜和两极之间界面上的任何间隙（voids）。
总之，诸如此类在制备技巧上的创新和突破，确实为常温型高分子锂离子电池的商业化开启了一扇大门，从此之后有关于PVDF系列高分子电解质的进一步研究于是渐渐出现。
Jiang等人]曾利用热压法（hot-melt rolling）制备PVDF与EC、PC、LiX( X = CF3SO3、PF6、N(SO2CF3)2 )等混合而成的非多孔性高分子电解质。他们发现PVDF-EC/PC-LiN(SO2CF3)2电解质的许多特性均优于含其它锂盐的系统，不仅成份兼容性和稳定性最好，且常温导电度最高可达2.2 ? 10-3 S cm-1，与锂金属之间的界面稳定度最佳，电化学稳定度和机械强度亦最好。他们也发现高分子电解质的结晶度在加入EC和PC溶剂之后大幅降低，导电度则受锂盐浓度和PVDF/(EC+PC)比值和的影响甚多。与此相似的研究和结论，在Periasamy等人[]后来以溶剂铸膜法（solvent casting）所制备的PVDF-EC/PC-LiBF4电解质亦获得左证。此外，Appetecchi等人]亦探讨将PVDF换成PVDF/CTFE （chlorotrifluoroethylene）共聚合物的效应，发现PVDF/CTFE-EC/PC-LiC(SO2CF3)2之导电度仅有0.5 ? 10-3 S cm-1，阳极氧化电位极限为 4.7 V vs. Li/Li+，而与锂金属之间的界面稳定度亦与前述之研究相差不多，均堪称稳定。不过，由于EC和PC溶剂在开放环境下还是有可能从高分子电解质表面挥发，所以Abraham等人]后来尝试将EC/PC 替代为不具挥发性PEGDME（poly(ethylene glycol) dimethyl ethers）的低聚物（oligomer），分子量M w分别为250、400、和500，直截了当地让电解质完全不含任何具挥发性的物质。此类电解质的热稳定性较好，常温导电度亦达2 ?10-4 S cm-1，且属于纯固态电解质（虽然塑化剂是液态），很适合用来取代PEO系统，以弥补其常温导电度不足之处。
关于PVDF系胶态高分子电解质的结构及离子运动的分析，因受限于系统复杂，相关研究至今仍然很少]，无法对系统有明确而完整的认定和阐述，故在此不逐一做详细说明。目前所能了解的，只有(1)从13C-NMR-MAS的化学位移（chemical shift）结果得知，PVDF的存在并没有让原先的电解液的化学位移有明显的变化；(2)从7Li-NMR的纵向弛豫时间（longitudinal relaxation time）T1来看，PVDF在电解质多半的成份比例中均比较偏向是一种钝性基材的角色，和电解液或锂离子之间较少或没有明显的作用力；(3)锂离子在电解质薄膜内的运动依然受限于结构上不规则几何（意指内部少量结晶之影响）之影响，其层次约在奈米级（nanometer range），不过整体上的离子传导行为还是比较接近于液态电解质。
请注意，以上所述除了Telcordia公司自行发表的资料之外[]，电解质薄膜本身基本上都还是不具多孔性的连续膜。真正以多孔性PVDF高分子电解质为主题之研究一直到了1999年才有所报导，而这部份正是本论文的主要范畴，吾人将之整理于后。
Arcella等人[]探讨分别以传统溶剂铸膜法（溶剂为tetrahydrofuran；THF）和Telcordia公司的塑化萃取法两种方式制备PVDF/HFP-EC/PC- LiN(SO2CF3)2。根据热重分析法（TGA）之结果，发现溶剂散失的模式和制备方式有关，推测可能的原因是以传统溶剂铸膜法所制备而得的薄膜并不具备像塑化萃取法所得薄膜般的多孔结构，应该是比较接近于连续膜的形态。此外，前者所制备而得之电解质，其导电度亦低于后者，在电解液含量60 wt.%时仅达10-4 S cm-1左右。
Boudin等人以「相转变法」（phase inversion），亦即「选择性溶剂挥发法」（selective evaporation）制备多孔性的PVDF/HFP- EC/PC/DMC-LiPF6高分子电解质薄膜，且过程中无需借助于萃取步骤。以此法所制备而得的薄膜，形态上属于海绵状（sponge），孔隙度约为70%，而孔洞大小约为0.5 μm，常温导电度约为3.7 ? 10-3 S cm-1。此类薄膜与电极之间的附着效果亦良好。
接着，Capiglia等人]则藉由改变高分子含量（从20到80 wt.%）来分析PVDF/HFP-EC/DEC-LiN(SO2CF3)2电解质的特性变化，发现导电度分别从10-2 S cm-1降到10-8 S cm-1。同时，以NMR测量而得的阳离子输送系数（transport number）τ+约介于0.49到0.60之间。以SEM观察到的孔洞大小约为0.5 μm，与Boudin等人[]的研究结果很接近。
另外，Saito等人[]的报告里亦指出，改变PVDF/HFP-EC/DEC -LiN(SO2CF3)2电解质之高分子对电解液的含量比将对离子导电度、扩散系数、甚至离子传导机制有很大的影响，主要原因应该就是高分子的存在会影响离子的移动，同时高分子电解质内部巨观上的黏度也会因为高分子含量的增加而大幅上升。一般而言，电解质薄膜若吸收的电解质愈多，其离子导电度便愈高。不过，电解液的吸收量却和薄膜本身的多孔形态有直接关系。Michot等人[]以1M LiBF4/PC 电解液分别搭配THF、MEK（methyl ethyl ketone）、及NMP（N-methylpyrollidone）等铸膜溶剂（casting solvent）制备PVDF及PVDF/HFP之电解质薄膜。实验发现，高分子薄膜的电解液吸收量与高分子本身之结晶度以及薄膜内部的孔隙度有关，且以NMP为溶剂所制备薄膜，其孔隙度最低。PVDF单聚合物比其PVDF/HFP共聚合物还更容易形成多孔结构。溶剂的选择也很重要，因为它控制了薄膜在成膜过程中相转变的速度和最后的孔洞形态。不过，在电解质吸收量不高的状况下，以PVDF/HFP共聚合物为主体的电解质，其导电度却比PVDF单聚合物高。
锂电池隔膜项目 可行性计划 规划设计/投资分析/产业运营
摘要 该锂电池隔膜项目计划总投资13475.89万元，其中：固定资产投资9882.97万元，占项目总投资的73.34%；流动资金3592.92万元，占项目 总投资的26.66%。 达产年营业收入25985.00万元，总成本费用19617.42万元，税金及 附加243.92万元，利润总额6367.58万元，利税总额7489.79万元，税后 净利润4775.68万元，达产年纳税总额2714.10万元；达产年投资利润率47.25%，投资利税率55.58%，投资回报率35.44%，全部投资回收期4.32年，提供就业职位493个。 报告目的是对项目进行技术可靠性、经济合理性及实施可能性的方案 分析和论证，在此基础上选用科学合理、技术先进、投资费用省、运行成 本低的建设方案，最终使得项目承办单位建设项目所产生的经济效益和社 会效益达到协调、和谐统一。 锂电池隔膜位于正极和负极之间，主要作用是将正负极活性物质分隔开，防止两极因接触而短路。锂电池隔膜膜的性能决定了电池的界面结构、内阻等，直接影响电池的容量、循环以及安全性能等特性。锂电池隔膜的 特殊作用要求其具备稳定的化学性能、强大的机械强度、较长的使用寿命 及足够薄。经过长期的发展及探索，锂电池隔膜技术已经取得巨大进步。 目前主要使用的锂电池隔膜有隔膜有聚丙烯(PP)和聚乙烯(PE)微孔隔膜， 以及丙烯与乙烯的共聚物、聚乙烯均聚物等。随着智能手机的普及，尤其
是电动汽车行业的崛起，对锂电池能量密度和安全性提出更高要求，促使 锂电池行业寻求性能更强大的锂电池隔膜材料，无纺布陶瓷隔膜应运而生。 报告主要内容：基本信息、项目背景研究分析、项目市场空间分析、 建设规划分析、选址可行性研究、项目工程方案、项目工艺分析、项目环 境影响情况说明、项目职业安全、项目风险应对说明、节能情况分析、项 目实施进度、投资方案说明、项目经济效益、项目结论等。
蓄电池基础知识 蓄电池是UPS电源中最关键、最昂贵、最易损坏的部件之一，它对UPS的品质有着重要的影响。正确的使用和维护好蓄电池，是延长蓄电池的寿命，提高放电效率的关键。下面再介绍一些铅蓄电池的小知识。 1. 铅酸蓄电池的结构及电动势的产生： 铅酸蓄电池的构造： 正极板（正极板上的活性物质为二氧化铅PbO2)、 负极板（负极板上的活性物质为海绵状纯铅Pb)、 电解液（电解液由水和硫酸[H2SO4]按一定的比例配制而成）、 电池槽等。 将制作好的正、负极板浸入装有电解液的电池槽中后，负板表面的铅离解产生二价的正铅离子和电子（Pb →Pb2+ + 2e），其中正二价的铅离子进入电解液中，电子留在负极板上，这样负极板和电解液之间形成电位差。 同样正极板上的二氧化铅在电解液中离解成正四价的铅离子和负氢氧根离子（PbO 2 + H2O →Pb4+ + OH- ），其中负的氢氧根离子进入电解液，正4价铅离子留在正极板上，这样在正极板和电解液之间形成电位差。 由于正、负极板与电解液都有电压差，所以正、负极板之间也存在电位差。正、负这间电压的高低与电解液的浓度有关，铅酸蓄电池的每单元电压值可用公式表示：E = 0. 85 + d(15℃) 式中0.85----表示铅酸蓄电池的电动势常数, d(15℃)---表示15℃时极板活性质物质微孔中电解液的比重。 UPS电源中常使用的铅酸蓄电池标称电压为12V，它由6个单元组成。 2. 铅酸蓄电池的放电及常用的充电方法： 2.1 蓄电池的放电：蓄电池向外电路供电叫蓄电池放电，放电时，负极板上的电子通过负载流向正极，随着放电的进行，负极板的铅和硫酸反应生成硫酸铅，正极上的氧化铅和硫酸反应生成硫酸铅，随着放电的进行，蓄电池的端电压逐惭下降，当端电压下降至临界电压时，就应终止放电，否则蓄电池的寿命将大缩短甚至损坏。临界电压是蓄电池制造商为保护蓄电池免受不正常的放电而影响蓄电池的寿命， 2.2 恒流充电：这种充电方法在整个充电过程中，流过蓄电池的电流不变，充电器输出的充电电压随蓄电池的端电压上升而上升。这种充电方法有以下特点：充电时间短，但耗能大，充电后期易产生过压充电而缩短电池使用寿命。目前在UPS电源中，不采用这种方法。 2.3 恒压充电充：使用这种方法充电时，整个过程中充电电压保持不变。常用的恒压充电方式中有高压恒压充电和低压恒压充电之分。
《品质知识培训》 一、产品品质检验目的： 产品品质标准的建立，为企业提供了几种： 1．减少了品质纠纷 2．为对外品质保证提供了依据 3．使品检工作有据可依 4．使制造者明确品质要求 二、产品品质标准之适度性 产品品质标准要建立在认同的基础上，根据公司实际生产条件而定，一 个适度的品质标准。有利于提高公司的生产技术水平面和管理水平，即稍高于公司现行可达到的水平。 三、产品品质标准基本内容 产品名称、规格及图示 1． 检测方法、条件 2． 检测设备及工具 3． 品质合格判定标准 4． 产品实物样品 5． 6．产品质量符合性、化学性、物理性、技术指标和参数 四、生产线各工序品质检验标准 1．来料检验 品质部对大部份来料实行抽检，只对电芯和保护板实行全检。品 质部对抽检的来料判定可分为合格、不合格、分选、返加工、特采判 定合格的产品也只是实施抽检而非全检、现客户对产品的要求很高，
且抽样检后判定合格的产品仍有不良品，所以生产线有义务对所有上 线物料进行全检。 在上线全检过程中，检出的不良品可由品质部签样板，生产执行。2．辅料加工 ①. 镍片上锡：确认需要上锡的镍片尺寸符合和业指导书，浸锡尺寸也要符 合作业指导书。如浸锡尺寸太少在生产中容易造成虚焊或焊接不牢，如浸锡尺寸太多，遇易造成镍片弯折不动影响组装。 ②．粘贴胶纸确认需要贴的胶纸及尺寸符合作业指导书要求，确认需要贴 的电芯型号及供应商符合作业的指导书。要求避免贴错。 ③．装五金保护板确认五金无变形、无生锈。五金可完全装配在胶壳上， 无装配等或装配太松现象，保护板可与五金胶壳完全装配，组装到位。3．生产工序 ①. 点焊： 点焊应无烧焦发黑现象，点焊拔脱力单点应＞ 1.8Kg用夹具紧镍片, 垂 直于点焊面固定在拉力计上进行拉拔，当镍片及电芯有变化时，应重新 再确认。 ②．粘贴胶纸所贴胶纸符合产品要求，所贴胶纸粘贴牢固，无破损起折， 粘贴位置 与工艺只要求一致 ③．锡焊 要求按时间不可超过 3 秒，焊点位置正确，焊点应光滑，大小适当， 虚焊、偏斜。锡点应完全仓住镍片，防止虚假焊。 ④．电芯组装电芯应顺畅装入胶壳，无变形及强行装入现象，电芯装入胶壳后 应确认导线，镍片。电芯间无短路隐患。
锂电池隔膜项目 投资计划书 规划设计/投资方案/产业运营
报告说明— 该锂电池隔膜项目计划总投资18387.35万元，其中：固定资产投资14347.28万元，占项目总投资的78.03%；流动资金4040.07万元，占项目 总投资的21.97%。 达产年营业收入36341.00万元，总成本费用28751.27万元，税金及 附加340.24万元，利润总额7589.73万元，利税总额8976.83万元，税后 净利润5692.30万元，达产年纳税总额3284.53万元；达产年投资利润率41.28%，投资利税率48.82%，投资回报率30.96%，全部投资回收期4.73年，提供就业职位804个。 隔膜是电池重要的原材料之一，其作用是将正极与负极材料隔开、容 许离子通过、阻止电子通过。由于锂离子电池具有工作电压高、正极材料 的氧化性和负极材料的还原性较高，因此隔膜材料与高电化学活性的正负 极材料应具备优良的相容性，同时还必须具有稳定性、耐溶剂性，离子导 电性，电子绝缘性、较好的机械强度、较高的耐热性及熔断隔离性。目前，大多数产业化的锂电池隔膜采用的是聚乙烯、聚丙烯材料。
第一章总论 一、项目概况 （一）项目名称及背景 锂电池隔膜项目 （二）项目选址 某某高新技术产业示范基地 项目建设区域以城市总体规划为依据，布局相对独立，便于集中开展 科研、生产经营和管理活动，并且统筹考虑用地与城市发展的关系，与项 目建设地的建成区有较方便的联系。项目选址应符合城乡建设总体规划和 项目占地使用规划的要求，同时具备便捷的陆路交通和方便的施工场址， 并且与大气污染防治、水资源和自然生态资源保护相一致。场址选择应提 供足够的场地用以满足项目产品生产工艺流程及辅助生产设施的建设需要；场址应具备良好的生产基础条件而且生产要素供应充裕，确保能源供应有 可靠的保障。 （三）项目用地规模 项目总用地面积53653.48平方米（折合约80.44亩）。 （四）项目用地控制指标
锂电池隔膜项目 计划书 规划设计/投资分析/实施方案
锂电池隔膜项目计划书 隔膜是电池重要的原材料之一，其作用是将正极与负极材料隔开、容 许离子通过、阻止电子通过。由于锂离子电池具有工作电压高、正极材料 的氧化性和负极材料的还原性较高，因此隔膜材料与高电化学活性的正负 极材料应具备优良的相容性，同时还必须具有稳定性、耐溶剂性，离子导 电性，电子绝缘性、较好的机械强度、较高的耐热性及熔断隔离性。目前，大多数产业化的锂电池隔膜采用的是聚乙烯、聚丙烯材料。 该锂电池隔膜项目计划总投资15951.06万元，其中：固定资产投资10473.75万元，占项目总投资的65.66%；流动资金5477.31万元，占项目 总投资的34.34%。 达产年营业收入36556.00万元，总成本费用27860.88万元，税金及 附加292.45万元，利润总额8695.12万元，利税总额10186.90万元，税 后净利润6521.34万元，达产年纳税总额3665.56万元；达产年投资利润 率54.51%，投资利税率63.86%，投资回报率40.88%，全部投资回收期 3.95年，提供就业职位555个。 本报告是基于可信的公开资料或报告编制人员实地调查获取的素材撰写，根据《产业结构调整指导目录（2011年本）》（2013年修正）的要求，依照“科学、客观”的原则，以国内外项目产品的市场需求为前提，大量
收集相关行业准入条件和前沿技术等重要信息，全面预测其发展趋势；按 照《建设项目经济评价方法与参数（第三版）》的具体要求，主要从技术、经济、工程方案、环境保护、安全卫生和节能及清洁生产等方面进行充分 的论证和可行性分析，对项目建成后可能取得的经济效益、社会效益进行 科学预测，从而提出投资项目是否值得投资和如何进行建设的咨询意见， 因此，该报告是一份较为完整的为项目决策及审批提供科学依据的综合性 分析报告。 ......
蓄电池及铅酸蓄电池 蓄电池 理论上任何两种具差异性的导电体与电解质均可以组成简单的电池 铅酸蓄电池 以二氧化铅为活性材料组成的正极与以海绵状铅为活性组成的负极插入稀硫酸电解液中，形成的标称电压为2V的蓄电池 铅酸蓄电池作用 发动机起动时，向发动机、点火系统、电子燃油喷射和其他电子设备供电 当发动机没有运转或处于低速或怠速时，蓄电池可向整车用电设备供电 当电气设备用电量进过整车充电系统的输出时，蓄电池可以在有限的时间内供电 蓄电池可以稳定整车电气系统的电压 铅酸蓄电池工作原理 汽车起动及电器一般要求12V的工作电压 汽车用蓄电池由6单格串联形成称电压为12V的电池 24V电压可以串联2只12V蓄电池获得
铅酸蓄电池工作化学原理 放电 当蓄电池向汽车用电器供电时，它处于放电过程 化学能转化为电能 充电 当汽车发电机向蓄电池供电时，蓄电池处于充电过程电能转化为化学能 铅酸蓄电池基本结构 1端柱套6顶盖 2汇流排 7防爆片 3电池极板（正/负极） 8中间盖 4外壳 9极群组 5密度计/电眼（选装） 汽车用铅酸蓄电池的主要技术衡量指标 低温起动性能
寿命 汽车用铅顶到蓄电池的主要技术衡量指标容量
C5=0.8*C20近似对应关系 RC=0.83*C201.17其它指标 汽车用铅酸蓄电池的技术演变 传统加水蓄电池 结构特点 铸造铅锑合金板栅，有加水口 优劣势 自放电快，易失水 有酸液喷可能 更多熔化的铅与空气接触制造了超过 必要水平的铅排放
一般免维护蓄电池 结构特点 铸造或铸造铅钙合金板栅，无加水口 优劣势 拉网或铸造设计无论金属拉得多么均匀，最终产品总是存在，而导致板栅的不一致，从而影响了产品性能的稳定性 PowerFrame 结构特点 高速冲压锻造 优劣势 保留了铅自身的结构完整性——通过滚筒四次压制——增强了板栅优良的面朝久性 全程电脑化的工艺降低了可变性，提高了产品的一惯性 板栅少使用20%的能源，使流程更环保 汽车用铅酸蓄电池产品命名规则 铅酸蓄电池产品命名标准 由于产地的不同，铅酸蓄电池的产品命名遵循着不同的标准。通常而言包含如下的一些工业标准。 ICE:Intemational Electrotechnical Commission 国际电工委员会 BCI：Battery Council Intemational 国际蓄电池协会
(4)锂电池隔膜概念股一览 锂电池上市公司一览 “十二五”期间，“膜”的国产化将成为国家扶持的重点，为此在薄膜国产化和新能源动力汽车发展的前景下，相关的锂电池隔膜生产企业将会受益。那么具体锂电池隔膜概念股一览锂电池上市公司具体如下： 锂电池隔膜概念股一览锂电池上市公司一览 纽米科技投产云天化（600096）新材料产业渐成形日前，云天化重庆纽米新材料科技有限责任公司投产塈重庆研发中心揭牌典礼在晏家工业园隆重举行。中国科学院理化技术研究所所长李世元、国家863计划动力电池专家组组长曹亚等行业专家出席典礼仪式，云天化集团公司副董事长兼总经理他盛华、长寿区区长韩树明及云南省国资委云天化集团监事会主席王迤南在典礼上致辞，对云天化在新材料、新能源方面的发展给予了高度的肯定。 据了解，纽米科技成立于2010年2月，位于重庆长寿经济技术开发区，总占地面积130亩，主要从事新材料、新能源材料的研发和生产，是云天化投资设立的全资子公司。公司与成都慧成科技公司合作，现已获得具有自主知识产权的高性能隔膜生产技术，并已建成年产1500万平方米高性能锂离子电池隔膜生产线一条，是重庆市科委批准的2010年重庆市纯电动汽车研发与应用示范项目及国家发改
委批准的国内投资鼓励发展项目；未来3至5年，纽米科技将形成年产2亿平方米高性能锂离子电池隔膜的生产能力。 同时揭牌成立的重庆研发中心为云天化的二级单位，下设五个研发部，分别负责聚甲醛合成技术和改性技术的研究与产品开发、玻璃纤维改性技术研究和复合材料的开发、LTCC带的开发和关键原材料的制备技术研究、氟塑料及太阳能背光膜制备技术的研究以及储能材料的制备技术研 究等，可充分发挥云天化在聚甲醛工程塑料和玻璃纤维产业上的优势，形成聚甲醛与玻璃纤维复合材料系列产品的生产，实现两大产业的有机结合，促进公司聚甲醛和玻璃纤维的产业升级。 业内人士表示，近年来，云天化持续深入企业转型，主业平台成功由以肥为主转变为“以化为主、相关多元”，并重点在新材料及新能源两大领域谋求发展，增强了抵御行业风险和增强综合盈利能力。通过在重庆、珠海、巴西等地区的产业布局及国内外的技术合作，公司在玻纤及聚甲醛两大产业上的产能及技术均处于行业领先水平。此次纽米科技正式投产塈重庆研发中心揭牌成立后，云天化将实现锂电池隔膜的量产，在聚甲醛及玻纤产品的研发能力也将获大幅增强，可助其向“两新”的产业方向顺利转型。
锂电池基础知识100问
11、什么是电池的容量？ 电池的容量有额定容量和实际容量之分。电池的额定量是指设计与制造电池时规定或保证电池在一定的放电条件下，应该放出最低限度的电量。Li-ion规定电池在常温、恒流（1C）恒压（4.2V）控制的充电条件下充电3h，电池的实际容量是指电池在一定的放电条件下所放出的实际电量，主要受放电倍率和温度的影响（故严格来讲，电池容量应指明充放电条件）。容量常见单位有：mAh、Ah=1000mAh）。 12、什么是电池内阻？ 是指电池在工作时，电流流过电池内部所受到的阻力。有欧姆内阻与极化内阻两部分组成。电池内阻大，会导致电池放电工作电压降低，放电时间缩短。内阻大小主要受电池的材料、制造工艺、电池结构等因素的影响。是衡量电池性能的一个重要参数。注：一般以充电态内阻为标准。测量电池的内阻需用专用内阻仪测量，而不能用万用表欧姆档测量。 13、什么是开路电压？ 是指电池在非工作状态下即电路无电流流过时，电池正负极之间的电势差。一般情况下，Li-ion充满电后开路电压为4.1-4.2V左右，放电后开压为3.0V左右，通过电池的开路电压，可以判断电池的荷电状态。 14、什么是工作电压？ 又称端电压，是指电池在工作状态下即电路中有电流过时电池正负极之间电势差。在电池放电工作状态下，当电流流过电池内部时，不需克服电池的内阻所造成阻力，故工作电压总是低于开路电池，充电时则与之相反。Li-ion 的放电工作电压在3.6V左右。 15、什么是放电平台？ 放电平台是恒压充到电压为4.2V并且电电流小于0.01C时停充电，然后搁置10分钟，在任何们率的放电电流下下放电至3.6V时的放电时间。是衡量电池好坏的重要标准。 16、什么是（充放电）倍率？时率？ 是指电池在规定的时间内放出其额定容量时所需要的电流值，它在数据值上等于电池额定容量的倍数，通常以字母C表示。如电池的标称额定容量为600mAh为1C（1倍率），300mAh则为0.5C,6A(600mAh)为10C.以此类推. 时率又称小时率,时指电池以一定的电流放完其额定容量所需要的小时数.如电池的额定容量为600mAh,以600mAh的电流放完其额定容量需1小时,故称600mAh的电流为1小时率,以此类推. 17、什么是自放电率？ 又称荷电保持能力，是指电池在开路状态下，电池所储存的电量在一定条件下的保持能力。主要受电池制造工艺、材料、储存条件等因素影响。是衡量电池性能的重要参数。 注：电池100%充电开路搁置后，一定程度的自放电正常现象。在GB标准规定LI-ion后在20±2℃条件下开条件下开路搁置28天。可允许电池有容量损失。 18、什么是内压？
锂电池基础知识讲解 理想的锂离子电池，除了锂离子在正负极之间嵌入和脱出外，不发生其他副反应，不出现锂离子的不可逆消耗。实际的锂离子电池，每时每刻都有副反应存在，也有不可逆的消耗，如电解液分解，活性物质溶解，金属锂沉积等，只不过程度不同而己。实际电池系统，每次循环中，任何能够产生或消耗锂离子或电子的副反应，都可能导致电池容量平衡的改变。一旦电池的容量平衡发生改变，这种改变就是不可逆的，并且可以通过多次循环进行累积，对电池性能产生严重影响。 ⑴正极材料的溶解 尖晶石LiMn2O4中Mn的溶解是引起LiMn2O4可逆容量衰减的主要原因，对于Mn的溶解机理，一般有两种解释：氧化还原机制和离子交换机制。氧化还原机制是指放电末期Mn3+的浓度高，在LiMn2O4表面的Mn+会发生歧化反应: 2Mn3+（固）Mn4+（固）+Mn2+（液） 歧化反应生成的二价锰离子溶于电解液。离子交换机制是指Li+和H+在尖晶石表面进行交换，最终形成没有电化学活性的HMn2O4。 Xia等的研究表明，锰的溶解所引起的容量损失占整个电池容量损失的比例随着温度的升高而明显增大（由常温下的23%增大到55℃时的34%）[14]。 ⑵正极材料的相变化[15] 锂离子电池中的相变有两类：一是锂离子正常脱嵌时电极材料发生的相变；二是过充电或过放电时电极材料发生的相变。 对于第一类相变，一般认为锂离子的正常脱嵌反应总是伴随着宿主结构摩尔体积的变化，同时在材料内部产生应力，从而引起宿主晶格发生变化，这些变化减少了颗粒间以及颗粒与电极间的电化学接触。 第二类相变是Jahn-Teller效应。Jahn-Teller效应是指由于锂离子的反复嵌入与脱嵌引起结构的膨胀与收缩，导致氧八面体偏离球对称性并成为变形的八面体构型。由于Jahn-Teller效应所导致的尖晶石结构不可逆转变，也是LiMn2O4容量衰减的主要原因之一。在深度放电时，Mn的平均化合价低于3.5V，尖晶石的结构由立方晶相向四方晶相转变。四方晶相对称性低且无序性强，使锂离子的脱嵌可逆程度降低，表现为正极材料可逆容量的衰减。 ⑶电解液的还原[15] 锂离子电池中常用的电解液主要包括由各种有机碳酸酯(如PC、EC、DMC、DEC 等)的混合物组成的溶剂以及由锂盐(如LiPF6 、LiClO4 、LiAsF6 等)组成的电解质。在充电的条件下,电解液对含碳电极具有不稳定性,故会发生还原反应。电解液还原消耗了电解质及其溶剂,对电池容量及循环寿命产生不良影响,由此产生的气体会增加电池的内部压力,对系统的安全造成威胁。 ⑷过充电造成的量损失[15] 负极锂的沉积:过充电时，发生锂离子在负极活性物质表面上的沉积。锂离子的沉积一方面造成可逆锂离子数目减少，另一方面沉积的锂金属极易与电解液中的溶剂或盐的分子发生反应，生成Li2CO3、LiF或其他物质，这些物质可以堵塞电极孔，最终导致容量损失和寿命下降。 电解液氧化：锂离子电池常用的电解液在过充电时容易分解形成不可溶的Li2CO3等产物，阻塞极孔并产生气体，这也会造成容量的损失，并产生安全隐患。 正极氧缺陷：高电压区正极LiMn2O4中有损失氧的趋势，这造成氧缺陷从而导致容量损失。 ⑸自放电 锂离子电池的自放电所导致的容量损失大部分是可逆的，只有一小部分是不可逆的。造成不可逆自放电的原因主要有：锂离子的损失（形成不可溶的Li2CO3等物质）；电解液氧化产物堵塞电极微孔，造成内阻增大。
锂电池隔膜项目 建议书 规划设计/投资方案/产业运营
锂电池隔膜项目建议书 在锂电池的结构中，隔膜是关键的内层组件之一，也是技术壁垒最高 的一种高附加值材料，约占锂电池成本的20-30%。隔膜厚度为8-40μm， 在电池中起着防止正极与负极接触，阻隔充放电时电路中的电子通过，允 许电解液中锂离子自由通过，从而实现离子传导的重要作用。近年来，在 新能源汽车、3C产品等市场需求的推动下，我国锂电池隔膜市场快速增长。根据GGII统计数据，2014年，我国国内锂电池隔膜出货量还仅为4.5亿平方米，到2018年已达20亿平方米，同比增长39.37%，对应锂电池装机规 模接近100GWh。 该锂电池隔膜项目计划总投资14920.29万元，其中：固定资产投资12327.70万元，占项目总投资的82.62%；流动资金2592.59万元，占项目 总投资的17.38%。 达产年营业收入17567.00万元，总成本费用13315.05万元，税金及 附加247.43万元，利润总额4251.95万元，利税总额5085.86万元，税后 净利润3188.96万元，达产年纳税总额1896.90万元；达产年投资利润率28.50%，投资利税率34.09%，投资回报率21.37%，全部投资回收期6.18年，提供就业职位334个。
坚持节能降耗的原则。努力做到合理利用能源和节约能源，根据项目 建设地的地理位置、地形、地势、气象、交通运输等条件及“保护生态环境、节约土地资源”的原则进行布置，做到工艺流程顺畅、物料管线短捷、公用工程设施集中布置，节约资源提高资源利用率，做好节能减排；从而 实现节省项目投资和降低经营能耗之目的。 ......
锂电池基本知识 Li-ion电池有哪些优点？哪些缺点？ Li-ion具有以下优点： 1）单体电池的工作电压高达2.75-4.2V(标称电压3.6V或者3.7V) 2）比能量大，循环寿命长,一般均可达到500次以上,甚至1000次. 4）安全性能好,无公害,无记忆效应. 作为Li-ion前身的锂电池,因金属锂易形成枝晶发生短路,缩减了其应用领域：Li-ion中不含镉、铅、汞等对环境有污染的元素：部分工艺（如烧结式）的Ni-Cd 电池存在的一大弊病为“记忆效应”，严重束缚电池的使用，但Li-ion根本不存在这方面的问题。 5）自放电小 室温下充满电的Li-ion储存1个月后的自放电率为10%左右， 2、什么充电限制电压？额定容量？额定电压？终止电压？ A、充电限制电压 按生产厂家规定，电池由恒流充电转入恒压充电时的电压值。一般单节电池充电限制电压4.2V,多节就是N*4.2(n=1,2,3,4......) B、额定容量 生产厂家标明的电池容量，指电池在环境温度为20℃±5℃条件下，以5h率放电至终止电压时所应提供的电量，用C5表示，单位为Ah（安培小时）或mAh（毫安小时）。 C、标称电压 用以表示电池电压的近似值。 D、终止电压
规定放电终止时电池的负载电压，其值为n*2.75V(锂离子单体电池的串联只数用“n”表示)。 10、为什么恒压充电电流为逐渐减少？ 因为恒流过程终止时，电池内部的电化学极化然后保持在整个恒流中相同的水平，恒压过程，再恒定电场作用下，内部Li+的浓差极化在逐渐消除，离子的迁移数和速度表现为电流逐渐减少。 11、什么是电池的容量？ 电池的容量有额定容量和实际容量之分。电池的额定量是指设计与制造电池时规定或保证电池在一定的放电条件下，应该放出最低限度的电量。Li-ion规定电池在常温、恒流（1C）恒压（4.2V）控制的充电条件下充电3h，电池的实际容量是指电池在一定的放电条件下所放出的实际电量，主要受放电倍率和温度的影响（故严格来讲，电池容量应指明充放电条件）。容量常见单位有：mAh、Ah=1000mAh） 12、什么是电池内阻？ 是指电池在工作时，电流流过电池内部所受到的阻力。有欧姆内阻与极化内阻两部分组成。电池内阻大，会导致电池放电工作电压降低，放电时间缩短。内阻大小主要受电池的材料、制造工艺、电池结构等因素的影响。是衡量电池性能的一个重要参数。注：一般以充电态内阻为标准。测量电池的内阻需用专用内阻仪测量，而不能用万用表欧姆档测量。 13、什么是开路电压？ 是指电池在非工作状态下即电路无电流流过时，电池正负极之间的电势差。一般情况下，Li-ion充满电后开路电压为4.1-4.2V左右，放电后开压为3.0V左
技术指标 名词解释 锂电池隔膜 锂电池因能量密度高、循环寿命长、质量轻、体积小等特性，又具有安全、可靠且能快速充放电等优点，成为近年来新型电源技术研究的热点，在高能量和高功率领域备受欢迎。在锂电池的结构中，隔膜是关键的内层组件之一。隔膜采用塑料膜制成，可隔离电池正负极，以防止出现短路；还可以在电池过热时，通过闭孔功能来阻隔电池中的电流传导。 隔膜的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。目前60%～70%的隔膜市场主要采用湿法双向拉伸工艺，因为湿法双向拉伸纵向横向更加均匀平衡。而且湿法主要用于高端隔膜，干法用于中低端产品。 聚合物薄膜在薄膜太阳能电池中同样具有广阔的应用空间，开发生产锂电池隔离膜、太阳能光伏新材料是制膜企业产业升级的大方向。但国内能够生产隔膜的企业屈指可数，导致一直受制于国外进口，
价格居高不下，这是锂电制造成本很高的一个主要原因，当然也是影响锂电应用的重要原因之一。 目前，国内能生产隔膜的企业仅有星源科技、金辉高科两家技术相对成熟，市场供应量严重不足，大部分依赖进口，市场主要被日本旭化成工业、东燃化学，及美国Celgard把持。隔膜具有典型的“高技术、高资本”特点，而且项目周期很长，投资风险较大，国内企业的投资热情并不高。 预计全球对聚乙烯、聚丙烯和芳烃等主要石化产品的需求将以高于全球GDP2-3%的速度增长，而亚洲增速最快。 锂离子电池隔膜的研究及发展现状 樊孝红，蔡朝辉，吴耀根，叶舒展，徐冰 (佛山塑料集团股份有限公司，广东佛山528000) 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。
锂电池隔膜项目 策划方案 规划设计/投资分析/实施方案
摘要说明— 在锂电池的结构中，隔膜是关键的内层组件之一，也是技术壁垒最高 的一种高附加值材料，约占锂电池成本的20-30%。隔膜厚度为8-40μm， 在电池中起着防止正极与负极接触，阻隔充放电时电路中的电子通过，允 许电解液中锂离子自由通过，从而实现离子传导的重要作用。近年来，在 新能源汽车、3C产品等市场需求的推动下，我国锂电池隔膜市场快速增长。根据GGII统计数据，2014年，我国国内锂电池隔膜出货量还仅为4.5亿平方米，到2018年已达20亿平方米，同比增长39.37%，对应锂电池装机规 模接近100GWh。 该锂电池隔膜项目计划总投资21437.30万元，其中：固定资产投资15199.07万元，占项目总投资的70.90%；流动资金6238.23万元，占项目 总投资的29.10%。 达产年营业收入44542.00万元，总成本费用34861.81万元，税金及 附加387.62万元，利润总额9680.19万元，利税总额11403.01万元，税 后净利润7260.14万元，达产年纳税总额4142.87万元；达产年投资利润 率45.16%，投资利税率53.19%，投资回报率33.87%，全部投资回收期 4.45年，提供就业职位744个。 报告内容：项目概论、建设背景及必要性分析、市场分析、建设规划、选址分析、土建工程分析、工艺原则及设备选型、项目环境保护分析、企
业卫生、项目风险评估、项目节能说明、项目实施方案、项目投资方案分析、经济效益可行性、项目综合评价结论等。 规划设计/投资分析/产业运营
锂电池基本知识讲解 电池基本知识 1.电池 电池是将化学反应产生的能量直接转化为电能的一种电化学装置。 2.原电池 原电池是指经过放电后，不能用一般的充电方法使其复原而继续使用的电池，也叫一次电池。 3.蓄电池 指可以通过充电方法使两极活性物质复原而可以再次放电的电池，也叫二次电池。 4.干电池 干电池是指电解液不流动的电池，通常是指锌、锰干电池。 5.电解池 电解池是一种将电能转化为化学能的电化学装置，电池充电时相当于电解池。 6.电子导体 是指依靠物质内部的自由电子在外加电场作用下做定向运动而导电的导体，也叫第一类导体。各种金属通常为第一类。
7.离子导体 是依靠物质内部的可移动离子在外加电场作用在做定向移动而导电的导体，也叫第二类导体。各种电解液通常为第二类导体。如氢氧化钾水溶液。 8.电解质 一定条件下具有离子导电性的物质称为电解质。 9.电极 是指由两类导体即电子导体和离子导体串联组成的导电体系，也叫半电池，通常为了方便把构成电极的金属导体部分称为电极。 10.正/负极 在一个电化学装置中，电极电位较高的电极称为正极；电极电位较低的电极为负极。 11.电池充电 借助于外直流电源，将电能输入电池迫使其内部发生电化学反应的过程叫电池充电。 12.电池放电 电池内部发生电化学反应产生电能并向外电路输出电能的过程叫电池放电。 13.活性物质 是指在电池中将化学能转变为电能的过程中参加电极反应的物质。
14.为什么电池放电时不需要外接电源而电池充电时需要外接电源？ 电池放电时的电化学反应是一种自发的过程，电池向外电路供电是可以自发进行的过程，而充电时的电池相当于电解池，电解池中消耗电能的化学反应是一种不可以自发进行的过程，所以要借助于外接电源强迫化学反应逆方向进行。 15.电池电动势 电池正极平衡电极电位与负极平衡电极电位之差称为电池电动势，又叫理论电压。 16.开路电压 电池开路时，正负极之间的电位差叫开路电压，开路电压在数值上等于正负极稳定电极电位之差，是一个实测值。 17.标称电压 一般被认为是电池工作在标准条件下可具有的电压值。18.放电电压 电池放电时正负极间的电位差叫放电电压，也叫工作电压或负载电压或端电压。 19.充电终止电压 电池充电所允许的最高电压叫充电终止电压。 20.放电终止电压 电池放电时，电压下降到不宜再继续放电的最低工作电压
锂电池隔膜项目规划设计方案 规划设计/投资方案/产业运营
报告说明— 该锂电池隔膜项目计划总投资6128.16万元，其中：固定资产投资4873.01万元，占项目总投资的79.52%；流动资金1255.15万元，占项目总投资的20.48%。 达产年营业收入8686.00万元，总成本费用6645.83万元，税金及附加103.06万元，利润总额2040.17万元，利税总额2424.63万元，税后净利润1530.13万元，达产年纳税总额894.50万元；达产年投资利润率33.29%，投资利税率39.57%，投资回报率24.97%，全部投资回收期5.50年，提供就业职位172个。 动力锂电对锂电隔膜的参数要求更加倾向于高能量密度和更好的充放电性能。由于湿法制备工艺所生产的隔膜具有更加均匀的孔隙率、更薄的厚度以及更高的拉伸强度，因此以上海恩捷为代表的企业迅速扩大湿法产能，推动了从市场份额角度上湿法对干法的替代。
第一章基本情况 一、项目概况 （一）项目名称及背景 锂电池隔膜项目 （二）项目选址 xx开发区 项目选址应符合城乡建设总体规划和项目占地使用规划的要求，同时具备便捷的陆路交通和方便的施工场址，并且与大气污染防治、水资源和自然生态资源保护相一致。投资项目对其生产工艺流程、设施布置等都有较为严格的标准化要求，为了更好地发挥其经济效益并综合考虑环境等多方面的因素，根据项目选址的一般原则和项目建设地的实际情况，该项目选址应遵循以下基本原则的要求。 （三）项目用地规模 项目总用地面积17321.99平方米（折合约25.97亩）。 （四）项目用地控制指标 该工程规划建筑系数51.52%，建筑容积率1.43，建设区域绿化覆盖率6.92%，固定资产投资强度187.64万元/亩。
锂电池隔膜项目 合作方案 投资分析/实施方案
锂电池隔膜项目合作方案说明 锂电池隔膜位于正极和负极之间，主要作用是将正负极活性物质分隔开，防止两极因接触而短路。锂电池隔膜膜的性能决定了电池的界面结构、内阻等，直接影响电池的容量、循环以及安全性能等特性。锂电池隔膜的 特殊作用要求其具备稳定的化学性能、强大的机械强度、较长的使用寿命 及足够薄。经过长期的发展及探索，锂电池隔膜技术已经取得巨大进步。 目前主要使用的锂电池隔膜有隔膜有聚丙烯(PP)和聚乙烯(PE)微孔隔膜， 以及丙烯与乙烯的共聚物、聚乙烯均聚物等。随着智能手机的普及，尤其 是电动汽车行业的崛起，对锂电池能量密度和安全性提出更高要求，促使 锂电池行业寻求性能更强大的锂电池隔膜材料，无纺布陶瓷隔膜应运而生。 该锂电池隔膜项目计划总投资16471.10万元，其中：固定资产投资14221.85万元，占项目总投资的86.34%；流动资金2249.25万元，占项目 总投资的13.66%。 达产年营业收入17927.00万元，总成本费用13517.77万元，税金及 附加272.65万元，利润总额4409.23万元，利税总额5290.05万元，税后 净利润3306.92万元，达产年纳税总额1983.13万元；达产年投资利润率26.77%，投资利税率32.12%，投资回报率20.08%，全部投资回收期6.48年，提供就业职位309个。
坚持安全生产的原则。项目承办单位要认真贯彻执行国家有关建设项 目消防、安全、卫生、劳动保护和环境保护的管理规定，认真贯彻落实 “三同时”原则，项目设计上充分考虑生产设施在上述各方面的投资，务 必做到环境保护、安全生产及消防工作贯穿于项目的设计、建设和投产的 整个过程。 ...... 报告主要内容：概况、项目建设及必要性、市场调研分析、建设规模、选址可行性研究、工程设计、工艺分析、环境影响概况、安全保护、风险 应对说明、项目节能分析、实施进度、投资估算与资金筹措、经济收益、 项目评价结论等。
电池基础知识培训资料 一、锂离子电池工作原理与性能简介： 1、电池的定义：电池是一种能量转化与储存的装置，它通过反应将化学能或物理能转化为电能，电池即是一种化学电源，它由两种不同成分的电化学活性电极分别组成正负极，两电极浸泡在能提供媒体传导作用的电解质中，当连接在某一外部载体上时，通过转换其内部的化学能来提供能源。 2、锂离子电池的工作原理：即充放电原理。Li-ion的正极材料是氧化钴锂，负极是碳。当对电池进行充电时，电池的正极上有锂离子生成，生成的锂离子经过电解液运动到负极。而作为负极的碳呈层状结构，它有很多微孔，达到负极的锂离子就嵌入到碳层的微孔中，嵌入的锂离子越多，充电容量越高。同样，当对电池进行放电时（即我们使用电池的过程），嵌在负极碳层中的锂离子脱出，又运动回正极。回正极的锂离子越多，放电容量越高。我们通常所说的电池容量指的就是放电容量。在Li-ion的充放电过程中，锂离子处于从正极→负极→正极的运动状态。Li-ion就象一把摇椅，摇椅的两端为电池的两极，而锂离子就象运动员一样在摇椅两端来回奔跑。所以，Li-ion又叫摇椅式电池。 通俗来说电池在放电过程中，负极发生氧化反应，向外提供电子；在正极上进行还原反应，从外电路接收电子，电子从负极流到正极，而电流方向正好与电子流动方向相反，故电流经外电路从正极流向负极。电解质是离子导体，离子在电池内部的正负极之间定向移动而导电，阳离子流向正极，阴离子流向负极。整个电池形成了一个由外电路的电子体系和电解质的离子体系构成的完整放电体系，从而产生电能。 正极反应：LiCoO2==== Li1-x CoO2 + xLi+ + xe 负极反应：6C + xLi+ + xe- === Li x C6 电池总反应：LiCoO2 + 6C ==== Li1-xCoO2 + LixC6
（一）锂电池的构成 锂电池主要由两大块构成，电芯和保护板PCM（动力电池一般称为电池管理系统BMS），电芯相当于锂电池的心脏，管理系统相当于锂电池的大脑。 电芯主要由正极材料、负极材料、电解液、隔膜和外壳构成，而保护板主要由保护芯片（或管理芯片）、MOS管、电阻、电容和PCB板等构成。 锂电池的产业链结构如下图： 电芯的构成如下面两图所示: 锂电池的PACK的构成如下图所示: （二）锂电池优缺点 锂电池的优点很多，电压平台高，能量密度大（重量轻、体积小），使用寿命长，环保。 锂电池的缺点就是，价格相对高，温度范围相对窄，有一定的安全隐患（需加保护系统）。
（三）锂电池分类 锂电池可以分成两个大类：一次性不可充电电池和二次充电电池（又称为蓄电池）。 不可充电电池如锂二氧化锰电池、锂-亚硫酰胺电池。 二次充电电池又可以分为下面根据不同的情况分类。 1．按外型分：方形锂电池（如普通手机电池）和圆柱形锂电池（如电动工具的18650）；2．按外包材料分：铝壳锂电池，钢壳锂电池，软包电池； 3．按正极材料分：钴酸锂（LiCoO2）、锰酸锂（LiMn2O4）、三元锂（LiNi x Co y Mn z O2）、磷酸铁锂（LiFePO4）；
4．按电解液状态分：锂离子电池（LIB）和聚合物电池（PLB）； 5．按用途分：普通电池和动力电池。 6．按性能特性分：高容量电池、高倍率电池、高温电池、低温电池等。 （四）常用术语解释 1. 容量(Capacity) 指一定的放电条件下可以从电池锂获得的电量。 我们在高中学物理是知道，电量的公式为Q=I*t，单位为库伦，电池的容量单位规定为Ah （安时）或mAh（毫安时）。意思是1AH的电池在充满电的情况下用1A的电流放电可以放1个小时。 以前的NOKIA的老手机的电池（像BL-5C）一般是500mAh，现在的智能手机电池800~1900mAh，电动自行车一般都是10~20Ah，电动汽车一般都是20~200Ah等。 2. 充放电倍率（Charge-Rate/Discharge-Rate） 表示以多大的电流充电、放电，一般以电池的标称容量的倍数为计算，一般称为几C。
锂电池隔膜涂覆项目计划方案 一、项目提出的理由 无论国家层面还是地方政府，在激活消费需求的政策安排上，考虑当前宏观经济环境，扩大消费需求释放仍然要遵循以下四个有效途径：一是通过收入分配改革和财税体制改革，对企业减税并达到提高员工工资的目的；二是通过积极财政政策鼓励消费，改善消费环境；三是出台鼓励、刺激消费政策；四是健全和完善城乡社会保障体系，增强消费者信心。 二、项目选址 项目选址位于xxx开发区。地区生产总值3703.79亿元，比上年增长9.61%。其中，第一产业增加值296.30亿元，增长9.04%；第二产业增加值2296.35亿元，增长7.87%第三产业增加值1111.14亿元，增长10.26%。 一般公共预算收入298.60亿元，同比增长6.63%，一般公共预算支出527.43亿元，同比增长9.34%。国税收入337.78亿元，同比增长9.25%；地税收入亿元60.49，同比增长11.00%。
居民消费价格上涨1.16%。其中，食品烟酒上涨0.74%，衣着上涨0.74%，居住上涨1.02%，生活用品及服务上涨0.60%，教育文化和娱乐上涨0.70%，医疗保健上涨1.03%，其他用品和服务上涨1.05%，交通和通信上涨0.63%。 全部工业完成增加值1851.55亿元。规模以上工业企业实现增加值1584.42亿元，比上年增长5.94%。 场址应靠近交通运输主干道，具备便利的交通条件，有利于原料和产成品的运输，同时，通讯便捷有利于及时反馈产品市场信息。 三、建设背景及必要性 1、本期工程项目建设有利于促进项目建设地先进制造业的发展，有利于形成市场规模和良好经济社会效益的产业集群，推动产业结构转型升级；坚持自主创新与技术引进、利用全球创新资源有机结合；推进产学研联合攻关，构建“政府—企业—高校—科研院所—金融机构”相结合的产业技术研发模式，推动一批关键共性技术开发，大力推进科技成果产业化；同时，积极引进境外先进技术，加快引进、消化、吸收和再创新。 2、《中国制造2025》的目标是要推动中国制造向中国创造转变、中国速度向中国质量转变、中国产品向中国品牌转变。国务院日前印发《中国制造2025》，部署全面推进实施制造强国战略。这是我国实施制造强国战略第一个10年的行动纲领。围绕实现制造强国的战略目标，《中国制造2025》明确了9项战略任务和重点：一是提高国家制造业创新能力；二是推进信