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锂离子电池隔膜现状及发展趋势_徐京生

锂离子电池隔膜现状及发展趋势_徐京生
锂离子电池隔膜现状及发展趋势_徐京生

锂离子电池隔膜现状及

发展趋势

■ 文/徐京生

中国化工经济技术发展中心

一、锂离子电池隔膜概述

1.锂离子电池隔膜简介

隔膜是锂离子电池重要的组成部分之一,作用是将正极与负极材料隔开、容许离子通过而不能让电子通过。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等特点,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,同时还应具备优良的稳定性、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。

从锂离子电池整体成本来看,正极材料占制造成本30%~40%,负极材料占15%~20%,电解液5%~10%,隔膜材料占15%~20%。但其中附加

值最高的材料为隔膜材料,毛利率达

到70%,经济效益十分显著。

常用的隔膜材料可以分为2大

类:①聚合物膜;②无纺布膜。无纺

布膜又分为玻璃纤维、合成纤维、陶

瓷纤维纸。当前商品化的聚合物隔

膜大多采用微孔聚烯烃隔膜,因为

聚烯烃化合物在合理的成本范围内

可提供良好的机械性能和化学稳定

性,而且具有高温自闭性能,能够

加强电池日常使用的安全性。以聚

乙烯(P E)和聚丙烯(P P)为主的聚

烯烃,分单层P P、单层P E,以及3层

的P P/P E/P P。膜厚度一般在10~

40μm,微孔尺寸在50~250n m,孔

隙率在35%左右。高端电池,特别是

动力锂离子电池对隔膜产品的一致

性要求更高,除厚度、表面密度及力

学性能等基本性能外,还对微孔的尺

寸和分布的均一性提出更多要求。

2.锂离子电池隔膜用材料的性能

要求

影响锂离子电池隔膜性能的主要

因素包括隔膜材料的厚度均匀性、力

学性能、透过性能、润湿性能、化学稳

定性能、安全保护性能等几个方面。

(1)厚度均匀性

厚度均匀性直接影响锂离子电

池隔膜的外观质量及内在性能,是生

徐京生 中国化工经济技术发展中心副总工程师,教授级高工,享受国务院特殊津贴,兼任全国精细化工原料及中间体行业协作组副理事长、北京科技咨询业协会理事、中国科技情报信息协会信息咨询分会理事、《精细化工原料及中间体》编委会主任、国家发改委产业政策司顾问、中国国际工程咨询公司特聘专家,2007年起聘为联合国工业发展组织中国投资促进处顾问和绿色产业专家委员会委员。长期从事有机原料、精细化工和新材料的信息研究与咨询工作。发表过多篇文章、著作,并组织编写若干书籍和资料。研究成果于1994年和1998年获中国化工部科技进步二等奖和三等奖;1984年获1981-1984年度化学工业部科技情报成果二等奖;1998年获1998年度化工系统优秀信息成果二等奖;2004年获2项化工系统优秀信息成果一等奖。

产过程重要的质量指标之一。在自动化程度很高的锂离子电池隔膜生产线上,隔膜厚度都是采用精度很高的在线非接触式测厚仪及快速反馈控制系统进行自动检测和控制的。隔膜的厚度均匀性包括纵向厚度均匀性和横向厚度均匀性。其中横向厚度均匀性尤为重要,一般要求控制在±1μm以内。

(2)力学性能

力学性能是影响锂离子电池隔膜应用的一个重要因素,如果隔膜破裂就会发生短路,降低成品率,因此,要求隔膜在电池组装和充放电结构使用过程中,需要自身具有一定的机械强度。隔膜的机械强度可用拉伸强度和抗穿刺强度来衡量。其中,拉伸强度与制膜工艺相关。采用单轴拉伸,膜在拉伸方向与垂直方向强度不同;采用双轴拉伸时,隔膜在2个方向上一致性会相近。一般拉伸强度要求纵向强度要达到100MPa以上,但横向强度不能太大,否则会导致横向收缩率增大,这种收缩会加大锂离子电池厂家正、负极接触的几率。抗穿刺强度是指施加在给定针形物上用来戳穿隔膜样本的质量,表示隔膜在装配过程中发生短路的趋势,一般抗穿刺强度值在300~500g。

(3)透过性能

锂离子电池隔膜透过性能用在一定时间和压力下通过隔膜气体量的多少来表征,主要反映锂离子透过隔膜的通畅性。隔膜透过性的大小是隔膜孔隙率、孔径、孔的形状及孔曲折度等隔膜内部孔结构综合因素影响的结果。微孔在整个隔膜材料中的分布应均匀,孔径一般在0.03~0.12μm,孔径太小会增加电阻,太大则易使正负极接触或被枝晶刺穿而形成短路。隔膜厂家现多以透气度、孔隙度指标来衡量透气性。孔隙率是单体膜的体积中孔的体积百分率,与原料树脂及

膜的密度有关。现有锂离子电池隔膜

的孔隙率在40%~50%之间。

(4)润湿性能

较好的润湿性有利于提高隔膜与

电解液的亲和性,扩大隔膜与电解液

的接触面,从而增加离子导电性,提高

电池的充放电性能和容量。隔膜对电

解液的润湿性可通过测定其吸液率和

持液率来衡量。隔膜在电解液中应当

保持长久的稳定性,不与电解液和电

极物质反应。

(5)化学稳定性能

锂离子电池隔膜的化学稳定性是

通过测定耐电解液腐蚀能力和胀缩率

来评价的。隔膜需具备热稳定性,即电

池在充放电过程中会释放热量,尤其在

短路或过充电的时候,会有大量热量放

出,因此,当温度升高的时候,隔膜应当

保持原有的完整性和一定的力学性能,

发挥隔离正、负极防止短路的作用。

(6)安全保护性能

在动力电池领域,锂离子电池的

安全性是锂电池厂家最重视的指标。

目前锂离子电池用隔膜一般都应具有

热关闭功能,这一特性可以为锂离子

电池提供额外的安全保护,该功能主

要参数为闭孔温度和破膜温度。

3.隔膜技术的难点

隔膜技术的难点在于基体材料制

备以及造孔的工程技术。其中,隔膜的

物化特性取决于隔膜材料的材基。不

同材基制备的隔膜具有不同的物化特

性,因而使电池性能表现出较大的差

异。基体材料制备包括P P、P E等专用

料和添加剂的制备和改性。隔膜的制

备工艺也是根据隔膜材基的物性采用

相应的隔膜制备技术,不同的制膜工

艺产生不同微孔结构的隔膜。其中,造

孔的工程技术包括隔膜造孔工艺、生

产设备制造以及产品稳定性控制。造

孔工程技术的难点主要体现在空隙率

不够、厚度不均、强度差等方面。

二、锂离子电池隔膜的生产工艺

1.锂离子电池隔膜制造方法

隔膜材料主要为多孔性聚烯烃。制

备方法主要有干法和湿法2种。2者目的

均在于提高隔膜的孔隙率和强度等性

能,但隔膜微孔的成孔机理不同。干法

即拉伸致孔法,又叫熔融拉伸(MSCS)。

由于MSCS法不包括任何相分离过程,

工艺相对简单且生产过程无污染,目前

世界上大都采用此法,如日本宇部兴产

株式会社(简称“日本宇部兴产”)、日本

三菱化学株式会社、日本东燃化学公司

(简称“日本东燃化学”)

(埃克森美孚

控股)及美国Celgard公司等。湿法也称为

相分离法或热致相分离(TIPS)。TIPS法

比MSCS法复杂,需加入和脱除稀释剂,

因此生产费用相对较高且可能引起二次

污染,目前世界上采用此法生产隔膜的

有日本旭化成株式会社(简称“日本旭化

成”)、日本东燃化学和明尼苏达矿业及

机器制造公司(3M公司)等。

(1)干法

干法是将聚烯烃树脂熔融、挤压、

吹制成结晶性高分子薄膜,经过结晶

化热处理、退火后得到高度取向的多

层结构,在高温下进一步拉伸,将结晶

界面进行剥离,形成多孔结构,可以增

加隔膜的孔径;多孔结构与聚合物的

结晶性、取向性有关,该法主要用P P。

干法按拉伸方向不同可分为单向拉伸

和双向拉伸。干法的关键技术在于聚

合物熔融挤出铸片时要在聚合物的粘

流态下拉伸300倍左右以形成硬弹性

体材料,干法工艺见图1。

其加工工艺流程如下:①将PE、

PP分别熔融挤出,拉伸300倍左右流延

铸片成12μm的膜;②将PE、PP膜进行热复合、热处理、纵向拉伸、热定型。

干法又分熔融挤出/拉伸/热定型法;添加成核剂共挤出/拉伸/热固定法。

(2)湿法

湿法是近年发展起来的,主要用低密度PE。利用高聚物与某些高沸点的小分子化合物在较高温度(一般高于聚合物的熔化温度)时形成均相溶液,降低温度又发生固-液或液-液相分离,这样在高聚合物相中,拉伸后除去低分子物则可制成互相贯通的微孔膜材料。

湿法的挤出铸片利用热致相分离,是将液态的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混合物,挥发溶剂,进行相分离,再压制得到膜片;将膜片加热至接近结晶熔点,保温一定时间,用易挥发物质洗去残留溶剂,加入无机增塑剂粉末使之形成薄膜,进一步用溶剂洗去无机增塑剂,最后将其挤压成片。如P E、P P等聚合物和石蜡、邻苯二甲酸二辛脂(D O P)等高沸点的小分子化合物在升高温度(高于P E等聚合物的熔点)下形成均相溶液,降低温度时又发生相分离。经过双向拉伸后,用溶剂洗去石蜡等小分子化合物即可成为微孔材料。

其加工工艺流程为:双螺杆挤出

机挤出、铸片成型、同步双向拉伸、溶

剂萃取、吹干、横拉定型、在线测厚、收

卷、时效处理、分切等。这种方法的优

点是可通过在凝胶固化过程中控制溶

液的组成和溶剂的挥发,较好地控制

隔膜的孔径及孔隙率;缺点是需要使

用溶剂,可能产生污染,提高成本。湿

法工艺见图2。

2. 锂离子电池隔膜的发展趋势

(1)现有材料的改进

要保证安全性,锂离子电池隔膜通

常要求闭孔温度较低和熔断温度较高。

以干法制备的PP隔膜通常闭孔温度较

高,熔断温度也很高;以湿法制备的PE

隔膜闭孔温度较低,熔断温度也较低。

多层隔膜结合了PE和PP的优点。因此,

其研究受到广泛关注。Celgard公司主

要生产PP/PE双层和PP/PE/PP3层

隔膜,三层隔膜具有更好的力学性能,

PE夹在2层PP之间可以起到熔断保险

丝的作用,为电池提供了更好的安全保

护。PE和PP隔膜对电解质的亲和性较

差,吸液率低,需进行改性,如在PE、PP

微孔膜的表面接枝亲水性单体或改变

电解质中的有机溶剂等。

(2)表面改性

PE和PP隔膜对电解质的亲和性

较差,吸液率低,需进行改性,如在PE、

PP微孔膜的表面接枝亲水性单体或改

变电解质中的有机溶剂等;表面涂覆

掺有纳米二氧化硅的聚氧乙烯;涂覆

聚偏氟乙烯(PVDF),在表面形成一层

改性膜,改性膜材料与正极材料兼容

并能复合成一体,使该膜在具有较高

强度的前提下,降低了隔膜的厚度,减

小了电池的体积;用聚苯并咪唑处理

PP可以弥补其润湿能力差的弱点;用

聚丙烯腈(PAN)、聚环氧乙烷(PEO)、

聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、P V C、

PVDF、橡胶等改性。

(3)新型膜材料

聚烯烃膜具有一定的局限性,例

如,耐温有限,小于150℃,安全性降

低;为进一步提高比能量,就要减小膜

厚,使二维孔结构薄膜的吸液率下降,

影响安全性,为此要开发新型膜材料。

新型膜材料包括高孔隙率纳米纤

维隔膜、Sepafion隔膜以及聚合物电

解质隔膜。

①高孔隙率纳米纤维隔膜:纳米

纤维膜制备技术的关键是静电纺丝技

术,但在解决单喷头静电纺丝的局限、

纳米丝之间不粘结和薄膜力学性能低

等关键技术方面有待突破(中科院理

化技术所等)。

②Separion的隔膜:德国的赢创

德固赛有限责任公司结合有机物的柔

图1 干法工艺(单向拉伸)图2 湿法工艺(双向拉伸)电镜图像

性和无机物良好热稳定性的特点,生产出商品名为Separion的隔膜,是在

纤维素无纺布上复合A l

2O

3

或S i O

2

。其

熔融温度可达到230℃,在200℃下不会发生热收缩,具有较高的热稳定性,且在充放电过程中,即使有机物底膜发生熔化,无机涂层仍然能保持隔膜的完整性,防止大面积正、负极短路现象的出现,提高电池的安全性。

高孔隙率纳米纤维隔膜以及S e p a f i o n隔膜属于无纺布类隔膜材料,见图3。无纺布孔径的控制是在

P E T无纺布上涂A l

2O

3

或S i O

2

,然后

采用直径小的纤维,甚至超细纤维,如芳纶纤维和超细P E T纤维混合湿法加工成型,见图4。涂覆树脂指采用造纸的方法成型,在湿法无纺布基材上涂P U、P E T或T e f l o n,通过助剂形成比基材更小的孔径的多孔结构(200nm),见图5。

③聚合物电解质隔膜(亦称锂聚合物电池隔膜):液体锂离子电池内部至始至终存在着流动的液体电解液。在膜充放电循环使用过程中,电解液不可避免地与正负极材料发生氧化还原副反应,消耗电池中的电解液,导致电池贫锂,从而产生安全隐患。聚合物锂离子电池采用固态(胶体)电解质代替液态电解质,不会产生漏液及燃烧爆炸等安全问题。使用的聚合物电解质具有电解质和隔膜的双重作用。

三、锂离子电池隔膜国外生产消费现状及预测

生产锂离子电池隔膜的国外企业主要有日本旭化成、日本宇部兴产、日本东燃化学(埃克森美孚控股)、日本住友株式会社(简称“日本住友化学”)、日本三菱树脂株式会社(简称“日本三菱树脂”)、日本三井化学公司

图3 无纺布型锂离子电池隔膜(表面)

图4 采用无机颗粒控制孔径

图5 采用树脂控制孔径

等,美国Celgard公司、美国Entek公

司,韩国S K能源公司、荷兰皇家帝斯

曼集团(D S M)。国外主要隔膜生产企

业及其产量见表1。

2009年全球市场规模超过2.8亿m2,

同比上升10%;市场金额为6.24亿

美元。2010年为3.5亿m2,同比增

长25%。随着电动车市场的启动,预

计到2013年全球隔膜需求量可达

5.63亿m2。国外企业正在扩大产能

6亿m2。日本旭化成占1/3;东燃化

学和美国Celgard公司各占20%。

日本特种东海制纸开发出锂离子

充电电池用高耐热、低价隔膜,主要用

于混合动力车(HEV)及电动汽车(EV)

配备的充电电池,预定2012年度末开始

生产。以纤维素为材料。2008年日本日

立万胜株式会社(Maxell)在聚烯烃多

表1 外国主要隔膜生产企业及其产量

孔膜上涂了板状无机微粒子,使隔膜的耐热性提高,耐热180℃。2009年韩国原子能研究院开发出聚乙烯、纳米化矾土和氟树脂混合而成的隔膜,耐温150℃,并抗冲击。

四、锂离子电池隔膜国内消费现状及预测

1.锂离子电池隔膜市场规模及预测

我国是世界第二大锂离子电池生产和出口国,锂电产品已经占到全球40%的市场份额。2010年我国锂离子电池产量20亿只,销售收入180亿元;出口量为11.95亿只。但在与国际大厂配套方面,2010年日本占42%,韩国占38%,我国仅占18%。

隔膜是最后国产化的锂离子电池材料。国内80%市场被美国、日本产品占领。

2005年数码电子产品锂离子电池需求量5亿只,国产2.5亿只;2010年需求10亿只,如果均国产则年需隔膜5000万~1亿m2。2012年,电动自行车、电动摩托车等保有量超过5000万辆,如果全部使用动力锂离子电池,隔膜需求将达到2.5亿m2。2012年我国将形成100万辆电动汽车的规模,动力锂离子电池隔膜需求为15亿m2。一辆混合动力汽车要使用50~70个电池;插电式混合动力汽车使用80~200个电池;而全电动汽车如日产和通用汽车公司于2010年进入市场的全电动汽

车,至少要用150个电池。电动汽车将

促使锂离子电池材料呈爆炸式增长。

2.锂离子电池隔膜生产现状

国内现可工业化生产单层、用于

小型电子产品如手机上的隔膜。生产

企业有深圳星源材质科技股份有限公

司、佛山市金辉高科光电材料有限公

司、新乡市格瑞恩新能源材料有限公

司、三门峡兴邦特种膜科技发展有限

公司、天津东皋膜技术有限公司、南通

天丰电子新材料有限公司等。前期投

资的项目将在2011-2012年投产,产

能8亿m2。成本是国外的1/3~1/2。

目前进口产品价格为1美元/m2(原来

4美元)。2011年宣称有投资意向的有

近40家,在建的有20家,如上市企业宁

波杉杉股份有限公司、深圳市惠程电气

股份有限公司、江苏九九久科技股份有

限公司、河北沧州明珠塑料股份有限公

司、金龙精密铜管集团将与韩国马斯特

公司组成合资公司、奇瑞汽车旗下的芜

湖奇瑞科技有限公司将与明基友达集

团旗下的明基材料有限公司(原达信科

技)成立达尼特材料科技(芜湖)有限公

司。预计抵档产品产能将供过于求。

隔膜科研单位有中国科学院化学

研究所、清华大学、北京大学、四川大

学、北京有色金属研究总院。其中,北

京有色金属研究总院2006年前开始

研究,但无产业化;四川大学将锂离

子电池隔膜作为主攻方向。

2010年扬子石化公司自主研发

的锂电池隔膜用聚丙烯专用料P P H-

F02-H成功实现了工业化生产。不仅

填补了国内空白,而且打破了进口产

品垄断技术和市场的格局,产品附加

值高,具有极佳的市场前景。

五、结论

隔膜的生产存在工艺、设备、原料

及操作4大关键因素,主要技术壁垒

在于造孔工艺难度大,集中体现在工

程技术和基本材料上。其中,造孔的工

程技术包括隔膜造孔工艺、生产设备

以及产品的一致性。基本材料包括聚

烯烃专用材料及其添加剂配方,虽然

都是经纵向、横向拉伸制膜,但却是一

个复杂而精密的加工过程。另外,隔膜

工艺对设备要求苛刻,如设备加工精

度及运行控制的偏差。

我国在生产技术方面缺乏自主知

识产权,在锂电池隔膜生产的关键原

材料、配方方面缺乏研究,往往是膜很

容易做出来,但合格率低、质量均匀性

和稳定性差,无法大规模产业化生产。

目前国产隔膜主要用于低端手机

电池,但隔膜未来的研发重点是新能

源汽车动力电池和电力系统储能电池

隔膜。应重点解决隔膜的耐热性能,生

产能在充、放电过程中大面积正、负极

短路后仍能保持隔膜完整性的耐高温

复合隔膜;在不影响容量的前提下,

做出更薄的能满足小巧、微型产品需

要的隔膜和满足动力电池性能需求的

多功能复合薄膜;开发吸液性能、保

液性能更好的隔膜,提高离子电导率。

研发聚合物电解质隔膜、纤维隔膜、陶

瓷隔膜等新产品。

10.3969/j.issn.1008-892X.2011.12.004

锂离子电池隔膜基础知识培训手册

锂离子电池隔膜基础知 识培训手册 文稿归稿存档编号:[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-MG129]

从上图可知,隔膜可分为半透膜与微孔膜两大类。半透膜的孔径一般小于 1nm ,而微孔膜孔径在10nm以上,甚至到几微米。 (三)锂离子电池隔膜的功能及机理 1、隔膜在锂离子电池中的主要功能 ●在电池内部将正、负极分隔开来,防止接触造成短路; ●有良好的离子通过能力; ●有保持电解液的能力; ●有一定的保护电池安全的能力。 2、隔膜机理隔膜中具有大量曲折贯通的微孔,电解液中的离子载体可以在微孔中自由通过,在正负极之间迁移形成电池内部导电回路,而电子则通过外部回路在正负电极之间迁移形成电流,供用电设备利用。 (四)锂离子电池隔膜的主要用途 各种液态锂离子电池,如手机电池、便携式DVD电池、笔记本电脑电池、电动工具电池、GPS电池、电动车和储能装置电池等。 聚烯烃隔膜原料和生产原理 (一)聚烯烃隔膜分类 分类方 法 按材料分类按工艺分类按结构分类 种类PP、PE、 PP/PE复合 干法、湿法 单层PP、PE 多层PP、PE 三层 PP/PE/PP (二)聚烯烃隔膜的主要原料

隔膜使用的聚烯烃材料目前主要是聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE )两类。聚烯烃材料具有强度高、耐酸碱腐蚀性好、防水、耐化学试剂、生物相容性好、无毒性等优点,在众多领域得到了广泛的应用。当前,商品化的液态锂离子电池大多使用微孔聚烯烃隔膜,因为聚烯烃化合物在合理的成本范围内可以提供良好的机械性能和化学稳定性,而且具有高温自闭性能,更加确保了锂离子二次电池在日常使用上的安全性。 (三)聚烯烃隔膜的主要生产方法 1、热致相分离法(湿法—TIPS) 利用高分子材料和特定的溶剂在高温条件下完全相容,冷却后产生相分离的特性,使溶剂相连续贯穿于聚合物相形成的连续固态相中,经过拉伸扩孔后,将溶剂萃取后在聚合物相中形成微孔。在目前湿法隔膜制造过程中,通常将聚烯烃树脂原料和一些其它低分子量的物质同混合,加热熔融混合均匀、经挤出拉伸成膜,再用易挥发溶剂把低分子物质抽提出来,形成微孔膜。 2、熔融拉伸法(干法—MSCS) 熔融拉伸法的制备原理是,高聚物熔体挤出时在拉伸应力作用冷却下结晶,形成平行排列的结晶结构,经过热处理后的薄膜在拉伸后晶体之间分离而形成狭缝状微孔,再经过热定型制得微孔膜。 在聚丙烯微孔膜制备中除了拉开片晶结构外,还可以通过在聚合物中添加结晶成核剂,形成特定的β晶型,然后在双向拉伸过程中发生β晶型向α晶型转变,晶体体积收缩产生微孔。 不同生产方法的隔膜特点 生产方干法湿法

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

锂电池行业发展现状及未来发展前景预测

锂电池行业发展现状及未来发展前景预测 Revised by Chen Zhen in 2021

2017年中国锂离子电池行业发展现状分析及未来发展前景预测 核心提示:全球锂离子电池行业呈现三国鼎立的竞争格局。由于整个二次电池的产业链几乎已经转移至亚洲,在中国、日本、韩国相继扩大生产的背景下,2016年中国、韩国、日本三国占据了全球锂电池电芯产值总量的98.11%。三国的竞争策略各不相同。日本竞争 全球锂离子电池行业呈现三国鼎立的竞争格局。由于整个二次电池的产业链几乎已经转移至亚洲,在中国、日本、韩国相继扩大生产的背景下,2016年中国、韩国、日本三国占据了全球锂电池电芯产值总量的98.11%。三国的竞争策略各不相同。日本竞争策略上关注技术领先。韩国更偏重于消费型锂离子电池的发展。中国锂离子电池市场规模在全球市场的份额呈现逐年上升的态势。 2010-2020年中国及全球锂电产值 数据来源:公开资料整理 国内锂离子电池市场的发展处于行业的高速增长期。2010年至2016年我国锂离子电池下游应用占比呈现消费型电池占比逐年下降、动力类占比逐年提升的格局。2016年受消费电子产品增速趋缓以及电动汽车迅猛发展影响,我国锂离子电池行业发展呈现出“一快一慢”新常态。2016年,我国电动汽车产量达到51.7万辆,带动我国动力电池产量达到33.0GWh,同比增长65.83%。随着储能电站建设步伐加快,锂离子电池在移动通信基站储能电池领域逐步推广,2016年储能型锂离子电池的应用占比达到4.94%。 2010-2016年我国锂离子电池下游应用占比 数据来源:公开资料整理 业务发展方向契合政策,发展前景良好。我国锂离子电池材料及设备行业平均利润水平总体上呈现平稳波动态势,在不同应用领域及细分市场行业利润水平存在差异。一般而言,在低端负极产品和涂布机领域,门槛低,竞争充分,利润水平相对较低。而中高端负极材料、涂布机以及新兴的涂覆隔膜、铝塑包装膜,产品技术含量高,在研发、工艺改善、客户积累、资金投入等方面进入壁垒较高,附加价值较高,优质企业能够在该领域获得较好的利润率水平。 全球负极材料产业集中度极高,江西紫宸全球份额持续提升。目前锂离子电池负极材料生产企业主要在中国和日本,两国总量占全球负极材料产销量

目前的锂电池成本主要是隔膜和电解液

目前锂电池成本主要是隔膜和电解液 现在生产的锂离子电池的电芯的关键材料有四种:正极、负极、电解液、隔膜,其中锂离子电池中的正、负极材料中国的生产技术并不落后,不但满足国内生产需要,还向世界各地出口。但是,隔膜、电解液却有部分进口。这个问题正在逐步得到缓解,因为国内生产厂家增多,技术也逐步趋于成熟。 需要进口的原因是,产品的制造尚未达到精益求精的地步,或者是生产装备设计不足夠完美,所采购的原材料不能适应优质产品的需求,制造工艺水平没有及时提高,产品的基础研究没有持续发展有了成功之处就停止不前等等。 总的来说:目前,中国锂离子电池产业发展,是任何国家都拤不了脖子的。 中国需要努力的是更加精益求精,制造出更先进的设备,生产出更加优秀的成品,综合成本始终保持市场竞争力,进一步加强锂离子电池的基础研究和创新。 锂电池电芯的关键材料有四种:正极、负极、电解液、隔膜,在组装成动力电池时,又可以分离出组装配件这一材料大类。对于动力电池而言,使用进口电解液和隔膜推高了和继续推高着动力锂电池的成本,从而导致国内相关行业的止步不前甚至倒退。 目前隔膜、电解液、正极材料、负极材料这四个部分总共占到动力电池成本的85%,分别约为25%、15%、30%、15%,从部分进口的电解液材料来看,六氟磷酸锂是生产电解液的最主要原材料,其占电解液成本的50%左右。目前全球范围内只有中国、日本实现了六氟磷酸锂产业化,国内只有少数企业能生产,但产能相对较少,品质与国外也存在一定的差距。这导致我国的六氟磷酸锂主要使用进口产品,价格制定权为外企所左右。 而另一种技术含量更高的锂电池隔膜材料进口依赖度更高一些,这是因为有些国产隔离膜相比国外优秀隔离膜的主要区别在国产的一致性差,使用某些国产隔离膜会导致电池质量不稳定,特别是动力锂电池领域要求内部每个电芯的参数必须高度统一,而国内一些企业目前还没有完全解决。国内很多企业上马锂离子动力电池时仅仅看市场,还要选择国内企业配套技术水平,甚至选择

锂电池行业发展现状及未来发展前景预测审批稿

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2017年中国锂离子电池行业发展现状分析及未来发展前景预测 核心提示:全球锂离子电池行业呈现三国鼎立的竞争格局。由于整个二次电池的产业链几乎已经转移至亚洲,在中国、日本、韩国相继扩大生产的背景下, 2016 年中国、韩国、日本三国占据了全球锂电池电芯产值总量的 %。三国的竞争策略各不相同。日本竞争 全球锂离子电池行业呈现三国鼎立的竞争格局。由于整个二次电池的产业链几乎已经转移至亚洲,在中国、日本、韩国相继扩大生产的背景下, 2016 年中国、韩国、日本三国占据了全球锂电池电芯产值总量的 %。三国的竞争策略各不相同。日本竞争策略上关注技术领先。韩国更偏重于消费型锂离子电池的发展。中国锂离子电池市场规模在全球市场的份额呈现逐年上升的态势。 2010-2020 年中国及全球锂电产值 数据来源:公开资料整理 国内锂离子电池市场的发展处于行业的高速增长期。 2010 年至 2016 年我国锂离子电池下游应用占比呈现消费型电池占比逐年下降、动力类占比逐年提升的格局。 2016 年受消费电子产品增速趋缓以及电动汽车迅猛发展影响,我国锂离子电池行业发展呈现出“一快一慢”新常态。 2016 年,我国电动汽车产量达到万辆,带动我国动力电池产量达到,同比增长 %。随着储能电站建设步伐加快,锂离子电池在移动通信基站储能电池领域逐步推广, 2016 年储能型锂离子电池的应用占比达到 %。

2010-2016 年我国锂离子电池下游应用占比 数据来源:公开资料整理 业务发展方向契合政策,发展前景良好。我国锂离子电池材料及设备行业平均利润水平总体上呈现平稳波动态势,在不同应用领域及细分市场行业利润水平存在差异。一般而言,在低端负极产品和涂布机领域,门槛低,竞争充分,利润水平相对较低。而中高端负极材料、涂布机以及新兴的涂覆隔膜、铝塑包装膜,产品技术含量高,在研发、工艺改善、客户积累、资金投入等方面进入壁垒较高,附加价值较高,优质企业能够在该领域获得较好的利润率水平。 全球负极材料产业集中度极高,江西紫宸全球份额持续提升。目前锂离子电池负极材料生产企业主要在中国和日本,两国总量占全球负极材料产销量90%以上。负极材料产品市场呈现出明显的寡头垄断格局。2015 年前五强贝特瑞、日立化成、江西紫宸、上海杉杉、三菱化学的全球市场份额分别是20%、18%、13%、10%、7%,全球前五大企业市场份额合计占比为 68%。江西紫宸2016 年全球份额提升至 %,国内份额提升至 %,预计 2017 年份额维持提升趋势。江西紫宸国内排名前三,行业集中度有望进一步提高。目前国内锂电池负极材料生产企业中:贝特瑞、杉杉科技、江西紫宸为行业前三名,处于行业领先地位。未来几年,国内负极生产企业的竞争主要体现在国内领先企业与日立化成等国际企业的竞争、行业前三企业之间的竞争,行业集中度将进一步提高。 负极材料主要竞争对手

锂离子电池基本知识

一.电池常规知识 目录 1.什么是电池? 2.一次电池和二次电池有什么区别? 3、充电电池是怎样实现它的能量转换? 4、什么是Li-ion电池? 5、Li-ion电池的工作原理? 6、Li-ion电池的主要结构。 7、Li-ion电池的优缺点。 8、Li-ion电池安全特性是如何实现的? 9、什么是充电限制电压?额定容量?额定电压?终止电压? 10、Li-ion铝壳和钢壳电池比较它的区别有哪些? 11、目前常见的各种可充电电池之间有什么区别? 1、什么是电池? 电池是一种能源。当它正负极连接在用电器上时,因为正负极之间存在电势之差,电流从正极流向负极,储存在电池中的化学能直接转化成电能释放出来,一只电池必然由两种不同电化学活性的物质组成正负两极,正负极活性物质之间的电动势差形成电池的电压,根据其电化学系统的不同,各种类型的电池

电压各有不同。 2、一次电池和充电电池有什么区别? ?电池内部的电化学设计决定了该类型的电池是否可充。根据它 们的电化学成分和电极的结构可知,可充电电池的内部结构之 间所发生的反应是可逆的。 ?理论上,这种可逆性是不会受循环次数的影响,既然充放电会 在电极的体积和结构上引起可逆的变化,那么可充电电池的内 部设计就支持这种变化。而一次电池在给定的电池环境中两个 电极之间的电化学反应是不可逆的,因此,不可以将一次电池 拿来充电,这种做法很危险也很不经济。如果需要反复使用, 应选择真正的循环次数在1000次左右的充电电池,这种电池又 称为二次电池。 ?另一明显的区别就是它们具有较高的比能量和负载能力,以及 自放电率。一次电池能量密度远比一次电池高。然而他们的负 载能力相对要小。 ?二次电池具有相对较高的负载能力,可充电电池Li-ion,随着 近几年的发展,具有高能量容量。 ?不管何种一次电池的电化学系统属于哪种,所有的一次电池的 自放电率都很小。 3、充电电池是怎样实现它的能量转换? ?每种电池都具有电化学转换的能力,即将储存的化学能直接转 换成电能。就二次电池而言(另一术语也称可充电便携式电池),

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。

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

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。

2017年中国锂电池行业发展现状及未来发展前景预测

2017年中国锂离子电池行业发展现状分析及未来发展前景预测 核心提示:全球锂离子电池行业呈现三国鼎立的竞争格局。由于整个二次电池的产业链几乎已经转移至亚洲,在中国、日本、韩国相继扩大生产的背景下,2016年中国、韩国、日本三国占据了全球锂电池电芯产值总量的98.11%。三国的竞争策略各不相同。日本竞争 全球锂离子电池行业呈现三国鼎立的竞争格局。由于整个二次电池的产业链几乎已经转移至亚洲,在中国、日本、韩国相继扩大生产的背景下,2016年中国、韩国、日本三国占据了全球锂电池电芯产值总量的98.11%。三国的竞争策略各不相同。日本竞争策略上关注技术领先。韩国更偏重于消费型锂离子电池的发展。中国锂离子电池市场规模在全球市场的份额呈现逐年上升的态势。 2010-2020年中国及全球锂电产值 数据来源:公开资料整理 国内锂离子电池市场的发展处于行业的高速增长期。2010年至2016年我国锂离子电池下游应用占比呈现消费型电池占比逐年下降、动力类占比逐年提升的格局。2016年受消费电子产品增速趋缓以及电动汽车迅猛发展影响,我国锂离子电池行业发展呈现出“一快一慢”新常态。2016年,我国电动汽车产量达到51.7万辆,带动我国动力电池产量达到33.0GWh,同比增长65.83%。随着储能电站建设步伐加快,锂离子电池在移动通信基站储能电池领域逐步推广,2016年储能型锂离子电池的应用占比达到4.94%。 2010-2016年我国锂离子电池下游应用占比 数据来源:公开资料整理 业务发展方向契合政策,发展前景良好。我国锂离子电池材料及设备行业平均利润水平总体上呈现平稳波动态势,在不同应用领域及细分市场行业利润水平存在差异。一般而言,在低端负极产品和涂布机领域,门槛低,竞争充分,利润水平相对较低。而中高端负极材料、涂布机以及新兴的涂覆隔膜、铝塑包装膜,产品技术含量高,在研发、工艺改善、客户积累、资金投入等方面进入壁垒较高,附加价值较高,优质企业能够在该领域获得较好的利润率水平。 全球负极材料产业集中度极高,江西紫宸全球份额持续提升。目前锂离子电池负极材料生产企业主要在中国和日本,两国总量占全球负极材料产销量90%以上。负极材料产品市场呈现出明显的寡头垄断格局。2015年前五强贝特瑞、日立化成、江西紫宸、上海杉杉、三菱化学的全球市场份额分别是20%、18%、13%、10%、7%,全球前五大企业市场份额合计占比为68%。江西紫宸2016年全球份额提升至10.5%,国内份额提升至14.8%,预计2017年

锂电池隔膜概念股一览锂电池上市公司一览

(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。

车用锂电池市场现状及未来发展趋势(精)

车用锂电池市场现状及未来发展趋势锂电池指的是具有各种特性的可充电(二次充电电池种类,这些特性会影响电池的能量密度,功率密度,预期寿命以及安全性。这些特性会因材料不同而有所不同——比如电解质以及电极(阳极和阴极——通常被用作为电池的各类组件。 从 2009年至 2010年,混合动力汽车,电动汽车以及插电式混合动力汽车的锂电池市场增长了 5倍之多,营收达到 5.018亿美元。 2011年锂离子电池市场销售额为20亿美元, 2012年电动车用锂电池总销售额为 160亿美元。 其中,大部分的增长源于人们对诸如雪弗兰伏特、尼桑 LEAF 等汽车上市的急切盼望,这些都是环保、经济型家用车的代表;这些汽车的产量都高于之前的汽车。混合动力汽车之前使用的是镍金属氢化物技术,而现在很大部分已转为使用锂电池技术。 未来一段时期内, 预计锂电池市场会经历一次显著的增长。美国派克研究公司(Pike Research 日前发布报告称, 到 2017年底锂离子电池成本将削减超过三分之一,下降为每千瓦时能量成本 523美元,同时车用锂离子电池销售额将增至当前的700%以上,有望达到 146亿美元, 到 2020年,锂离子电池造价还将进一步下降至每千瓦时 447美元,而用于电动车的锂离子电池全球年销售额则将达到 220亿美元。另据赛迪信息产业 (集团发布的报告显示, 2013年中国锂电池整体市场规模将达到741.7亿元,同比增长 33.2%,并且未来三年市场规模增速将会保持在 30%以上。到2015年, 整个中国锂电池的市场规模将突破 1000亿 元,达到 1251.5亿元。 尽管如此,目前,锂离子电池的价格和安全性仍然是制约当前电动汽车发展的主要因素。这是由于有限的生产水平以及各大公司开展的研发理想电池(阳极,阴极以及电解质的结合配置工作所共同造成的。在没有标准的情况下, 原本可行性较高的电池交换和二次应用的实践操作就变得十分复杂困难了。除此以外,电池能量密度、充电设施等也成为了限制电动车市场增长的因素。

锂电池行业发展现状及未来发展前景预测精编版

锂电池行业发展现状及未来发展前景预测 公司内部编号:(GOOD-TMMT-MMUT-UUPTY-UUYY-DTTI-

2017年中国锂离子电池行业发展现状分析及未来发展前景预测 核心提示:全球锂离子电池行业呈现三国鼎立的竞争格局。由于整个二次电池的产业链几乎已经转移至亚洲,在中国、日本、韩国相继扩大生产的背景下, 2016 年中国、韩国、日本三国占据了全球锂电池电芯产值总量的 98.11%。三国的竞争策略各不相同。日本竞争全球锂离子电池行业呈现三国鼎立的竞争格局。由于整个二次电池的产业链几乎已经转移至亚洲,在中国、日本、韩国相继扩大生产的背景下, 2016 年中国、韩国、日本三国占据了全球锂电池电芯产值总量的 98.11%。三国的竞争策略各不相同。日本竞争策略上关注技术领先。韩国更偏重于消费型锂离子电池的发展。中国锂离子电池市场规模在全球市场的份额呈现逐年上升的态势。 2010-2020 年中国及全球锂电产值 数据来源:公开资料整理国内锂离子电池市场的发展处于行业的高速增长期。 2010 年至2016 年我国锂离子电池下游应用占比呈现消费型电池占比逐年下降、动力类占比逐年提升的格局。 2016 年受消费电子产品增速趋缓以及电动汽车迅猛发展影响,我国锂离子电池行业发展呈现出“一快一慢”新常态。 2016 年,我国电动汽车产量达到 51.7 万辆,带动我国动力电池产量达到 33.0GWh,同比增长 65.83%。随着储能电站建设步伐加快,锂

离子电池在移动通信基站储能电池领域逐步推广, 2016 年储能型锂离子电池的应用占比达到 4.94%。 2010-2016 年我国锂离子电池下游应用占比 数据来源:公开资料整理业务发展方向契合政策,发展前景良好。我国锂离子电池材料及设备行业平均利润水平总体上呈现平稳波动态势,在不同应用领域及细分市场行业利润水平存在差异。一般而言,在低端负极产品和涂布机领域,门槛低,竞争充分,利润水平相对较低。而中高端负极材料、涂布机以及新兴的涂覆隔膜、铝塑包装膜,产品技术含量高,在研发、工艺改善、客户积累、资金投入等方面进入壁垒较高,附加价值较高,优质企业能够在该领域获得较好的利润率水平。 全球负极材料产业集中度极高,江西紫宸全球份额持续提升。目前锂离子电池负极材料生产企业主要在中国和日本,两国总量占全球负极材料产销量 90%以上。负极材料产品市场呈现出明显的寡头垄断格局。2015 年前五强贝特瑞、日立化成、江西紫宸、上海杉杉、三菱化学的全球市场份额分别是20%、18%、13%、10%、7%,全球前五大企业市场份额合计占比为 68%。江西紫宸 2016 年全球份额提升至 10.5%,国内份额提升至 14.8%,预计 2017 年份额维持提升趋势。江西紫宸国内排名前三,行业集中度有望进一步提高。目前国内锂电池负极材料生产企业中:贝特瑞、杉杉科技、江西紫宸为行业前三名,处于行业领先地位。

电池现状及发展趋势分析

中国电池行业调查分析及市场前景预测报 告(2016-2022年) 报告编号:1635198

行业市场研究属于企业战略研究范畴,作为当前应用最为广泛的咨询服务,其研究成果以报告形式呈现,通常包含以下内容: 一份专业的行业研究报告,注重指导企业或投资者了解该行业整体发展态势及经济运行状况,旨在为企业或投资者提供方向性的思路和参考。 一份有价值的行业研究报告,可以完成对行业系统、完整的调研分析工作,使决策者在阅读完行业研究报告后,能够清楚地了解该行业市场现状和发展前景趋势,确保了决策方向的正确性和科学性。 中国产业调研网https://www.doczj.com/doc/9a10714538.html,基于多年来对客户需求的深入了解,全面系统地研究了该行业市场现状及发展前景,注重信息的时效性,从而更好地把握市场变化和行业发展趋势。

一、基本信息 报告名称:中国电池行业调查分析及市场前景预测报告(2016-2022年) 报告编号:1635198←咨询时,请说明此编号。 优惠价:¥7380 元可开具增值税专用发票 网上阅读:https://www.doczj.com/doc/9a10714538.html,/R_JiXieDianZi/98/DianChiShiChangDiaoYanYuQianJingYu Ce.html 温馨提示:如需英文、日文等其他语言版本,请与我们联系。 二、内容介绍 21世纪的电池具有大容量、高功率、长寿命、无污染、安全可靠、轻便的特点,是高科技、高产出、高利润、高创汇产品,被国外专家称为21世纪十大高科技之一。随着信息时代的到来,资讯产业蓬勃发展,在迈入电子、资讯、通讯的“3C”时代后,电子产品朝着“短、小、轻、薄”的趋势发展,对可携带的要求越来越高,作为可携带式电子产品不可或缺的能源——电池,其重要性也越来越显著。 电池工业是我国具有综合优势的传统产业,中国既是电池生产大国,也是电池消费大国,近年来,中国电池行业发展迅速,已逐渐发展成为世界电池生产、加工和贸易中心。 2012年,电池产业受国内外经贸环境影响面临较大困难。国内信贷紧缩、原材料及人工成本上涨等因素使电池生产成本上涨,电池企业销售利润大幅下滑;与此同时,铅蓄电池行业准入条件、铅酸蓄电池生产及再生污染防治技术政策、淘汰落后产能等措施的具体实施,对电池产业的影响作用逐步显现。2012年全国电池行业累计完成工业总产值同比增长19.56%。 2013年全国电池行业产销增长平稳,规模以上企业完成工业增加值同比增长10.3 0%;电池出口交货值完成834.88亿元;主营业务收入同比增长11.38%。 据中国产业调研网发布的中国电池行业调查分析及市场前景预测报告(2016-2022年)显示,2014年,我国电池制造业主要产品中,锂离子电池累计完成产量52.9亿自然只,产量与上年持平;我国电池制造业累计完成出口交货值同比下降 3.2%,累计产

锂电池电解液基础知识

锂离子电池电解液 1 锂离子电解液概况 电解液是锂离子电池四大关键材料(正极、负极、隔膜、电解液)之一,号称锂离子电池的“血液”,在电池中正负极之间起到传导电子的作用,是锂离子电池获得高电压、高比能等优点的保证。电解液一般由高纯度的有机溶剂、电解质锂盐(六氟磷酸锂,LiFL6)、必要的添加剂等原料,在一定条件下,按一定比例配制而成的。 有机溶剂是电解液的主体部分,与电解液的性能密切相关,一般用高介电常数溶剂与低粘度溶剂混合使用;常用电解质锂盐有高氯酸锂、六氟磷酸锂、四氟硼酸锂等,但从成本、安全性等多方面考虑,六氟磷酸锂是商业化锂离子电池采用的主要电解质;添加剂的使用尚未商品化,但一直是有机电解液的研究热点之一。 自1991年锂离子电池电解液开发成功,锂离子电池很快进入了笔记本电脑、手机等电子信息产品市场,并且逐步占据主导地位。目前锂离子电池电解液产品技术也正处于进一步发展中。在锂离子电池电解液研究和生产方面,国际上从事锂离子电池专用电解液的研制与开发的公司主要集中在日本、德国、韩国、美国、加拿大等国,以日本的电解液发展最快,市场份额最大。 国内常用电解液体系有EC+DMC、EC+DEC、EC+DMC+EMC、EC+DMC+DEC等。不同的电解液的使用条件不同,与电池正负极的相容性不同,分解电压也不同。电解液组成为lmol/L LiPF6/EC+DMC+DEC+EMC,在性能上比普通电解液有更好的循环寿命、低温性能和安全性能,能有效减少气体产生,防止电池鼓胀。EC/DEC、EC/DMC电解液体系的分解电压分别是4.25V、5.10V。据Bellcore研究,LiPF6/EC+DMC与碳负极有良好的相容性,例如在Li x C6/LiMnO4电池中,以LiPF6/EC+DMC为电解液,室温下可稳定到4.9V,55℃可稳定到4.8V,其液相区为-20℃~130℃,突出优点是使用温度范围广,与碳负极的相容性好,安全指数高,有好的循环寿命与放电特性。

锂离子电池技术发展现状与趋势

锂离子电池技术发展现状与 趋势

一、文献综述 1、前言 现阶段,日本、韩国、美国等国家引领锂离子动力电池技术的发展。日本的行业技术水平具有领先优势,韩国的动力电池制造能力处于领先地位,美国则具有引领前沿的科研能力。 2、国外发展现状 2·1日本 2·11 2009年,日本政府推出了RISING计划(创新型蓄电池尖端科学基础研究事业)和U~EAD项目(汽车用下一代高性能电池系统),并于2013年更新了动力电池技术发展路线图(RM2013),具体指标有2020年电池的续航里程实现250~350km·电池系统总电量达到25~35kW·h,电池能量密度实现250Wh· kg-1,功率密变达到1500W·kg-1,循环寿命达到1000-1500次,价格成本降低到2万日元/W·h。RM2013指明了电极材料的发展方向,正极材料要发展xLiMn03·(1~x)LiMO2(M=Ni,Co,Mn,0≤x≤1)、LizMSi0s、LiNiosMn1s04、LiCnP04、Li2MSO·F、LiMO2(M=Ni,Co,Mn);负极材料要发展Sn~CoC合金,Si基负极包括Si/C和Si0,以及Si基合金。 2·12日本具有代表性的锂离子动力电池企业为松下电池公司。松下是动力电池行业的领导者,作为Tesla最主要的动力电池供应商,凭借Tesla的发展稳居市场领导者地位,全球市场份额在20%左右。目前松下电池主要给ModelS和MndelX提供18650圆柱电池,正极采用镍钴铝三元材料(NCA),负极使用硅碳复合材料,单体能量密度可达252Wh·kg-1,而即将使用在Mode13上的21700圆柱形电池单体能量密度更是提高到300Wh·kg-1·是目前行业内能量密度最高的电池。 2·2韩国 2·21 2011年,韩国启动了包含锂离子电池关键材料、应用技术研究、评价及测试基础设施以及下一代电池研究的二次电池技术研发项目。LG化学和三星SDI是具有代表性的韩国锂离子动力电池企业,也是动力电池领域的后起之秀,两者凭借先

锂电池隔膜项目建议书

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。 ......

锂电池现状及发展趋势

锂电池现状及发展趋势 摘要:作为一种高效、可循环使用的能量转换与储存方式的锂电池,它已成为未来一系列高技术发展中的重大需求,锂电池的发展同时也关乎到我国的环保与资源利用问题,本文分析的是锂电池的现状及发展趋势。 关键词:锂电池;现状;趋势;环保 “锂电池”,是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。由于锂金属的化学特性非常活泼,使得锂金属的加工、保存、使用,对环境要求非常高。随着科学技术的发展,现在锂电池已经成为了主流。锂电池大致可分为两类:锂金属电池和锂离子电池。 1.锂电池概述 锂金属电池一般是使用二氧化锰为正极材料、金属锂或其合金金属为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。锂离子电池一般是使用锂合金金属氧化物为正极材料、石墨为负极材料、使用非水电解质的电池。锂离子电池目前有液态锂离子电池(LIB)和聚合物锂离子电池(PLB)两类。其中,液态锂离子电池是一种二次电池,它被嵌入化合物为正、负极。正极采用锂化合物-钴酸锂、锰酸锂,负极采用锂-碳层间化合物。锂离子电池由于工作电压高、体积小、质量轻、能量高、无记忆效应、无污染、自放电小、循环寿命长等方面的优点,使得它成为世界能源发展中的理想能源载体。这就是锂电池的主要分类情况。 那么说到锂电池的结构类型,锂电池一般呈现为圆柱或方型,电池内部采用螺旋绕制结构,用一聚乙烯薄膜隔离材料在正、负极间间隔而成,这种材料有着很强的渗透性。电池内充有有机电解质溶液,里面还装有安全阀和PTC元件,为的是在电池不正常状态时候能够很好的保护电池。 锂电池的能量比较高。具有高储存能量密度,是铅酸电池的约6-7倍;并且使用寿命长,可达到6年以上,同时高功率承受力,使得其能够很好的被运用在电动汽车中,达到一定电力后,能够使得启动加速。还有一个特点就是重量轻,而且绿色环保,里面也不产生任何铅、汞、镉等有毒有害重金属元素和物质。2.锂电池现状 锂电池最早期应用在心脏起搏器中,由于锂电池的自放电率极低,放电电压平缓等优点,它植入人体后,起搏器能够长期运作而不用重新充电。1992年

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