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

[CN1372706<申请日：2001.03.07、公开日：2002.10.02）]。

株式会社巴川制纸所研究的电子元件用隔膜，可在锂离子二次电池、聚合物锂离子二次电池、铝电解电容器以及电偶极子层电容器上使用时，一面良好地保持各种实用特性、一面具有在过热时热收缩也极少的、高可靠性的优良作业性。该电子元件用隔膜，由熔点高于或等于180℃的物质构成的多孔基材、及设置在其至少一面和/或内部的树脂结构体构成，该多孔基材和/或树脂结构体含有填充粒子[CN1670989<申请日：2005.03.18、公开日：2005.09.21）]。

OJI PAPER公司研究的锂离子二次电池隔膜，通过电子束辐射处理隔膜，防止高温贮存时因隔膜收缩引起的电池内部短路。经电子束辐射处理，隔膜于100℃的热机械分析

TOMOEGAWA PAPER CO LTD研究的电子部件隔膜，可用于锂离子二次电池，聚合物锂二次电池等。该隔膜的具体结构如下图所示。隔膜<10）有一由树脂制成的多孔膜，微粒<12）分散在膜内部和/或表面<具体结构如下图）。所述的微粒选自交联聚丙烯腈和交联聚甲基甲基丙烯酸酯[JP2004281208

TEIJIN LTD(JP>、NISHIKAWA SATOSHI(JP>、HONMOTO HIROYUKI(JP>、DAIDO TAKAHIRO(JP>、SANO HIROKI(JP>曾联合研究了一种锂离子二次电池的隔膜，该隔膜为一多孔层，主要由芳香族聚酰胺组成，两边为非纺织织物。该隔膜有高的热阻性，操作方便，使用该隔膜能改善锂离子二次电池的安全性[WO2006123811

2006.11.23）]。

MITSUI CHEMICALS INC、DENSO CORP曾联合研究的一种锂离子电池用隔膜，是压缩成型非纺织织物得到，该织物包括4-甲基-1戊烯聚合物或4-甲基-1戊烯和α-烯烃的共聚物。纤维的平均直径为0.8-5μm，重要9-30g/m2,空隙度30-60% [JP2006080057

ASAHI CHEMICAL IND研究的锂电池隔膜，是由多孔膜制成，多孔膜的组成为高于10wt%分子量大于1000000的聚乙烯，高于5wt%分子量小于100000的聚乙烯，和占聚乙烯和聚丙烯总重量的5-45%平均分子量为10000-1000000的聚丙烯。多孔膜的厚度为10-500μm，孔率40-85%，最大孔径0.05-5μm。该电池隔膜是通过挤出成形混合物包括上述特定分子量聚乙烯、上述特定平均分子量的聚丙烯、有机液体和精细无机粉末，形成薄膜，然后从薄膜中提取有机液体和无机粉末。该薄膜不仅具有优良的稳定性，而且有优良的耐化学性、机械强度和离子渗透性[EP0547237

Asahi Kasei Chemicals Corporation研究的聚烯烃基多孔膜，是将包括二氧化硅精细粉末20%，粘度7.0dL/g聚乙烯19.2%，和邻苯二甲酸二辛酯48%的混合物，挤出成板，用二氯甲烷和氢氧化钠提取邻苯二甲酸二辛酯和二氧化硅，得到多孔膜。两层膜于110℃下加热，长度方向伸展4.5折叠；130℃下加热，宽度方向伸展2.0折叠，得到的测试膜厚度18mm，孔率46%，透气性100s/100cc，破裂强度4.8N，最大孔径0.134mm，平均孔径0.098mm，电阻0.9W-m2，粘度4.9dL/g，可用于锂离子电池隔膜[WO2005061599(AD:2004.12.20，PD:2005.07.07>]。

德国德古萨公司研究的锂电池隔膜，是基于片状的挠性基体，所述基体具有许多开口，并且所述基体上和基体中具有多孔的无机电绝缘涂层，所述涂层使基体的开口封闭，所述基体材料选自不导电的无纺聚合物纤维，并且所述无机电绝缘涂层包括金属氧化物颗粒，该隔膜的特征在于：在不存在电解质时，该隔膜具有锂离子导电性能。在它们填充有其它的锂离子导电的电解质之后，所得到的离子导电性能高于非锂离子导电的隔膜和电解质组合时的该性能。该隔膜特别适用于高功率锂电池[CN1679185<申请日：2003.07.21、公开日：2005.10.05 ）]。

美国思凯德公司研究的离子二次电池的电池隔膜是具有辅料的微孔薄膜，包括：微孔薄膜，所述薄膜具有25μm或更

薄的厚度，所述薄膜由热塑性材料制成，和适于减少或消除隔膜周围的能量集聚的有效量的辅料，所述能量集聚足以引发在所述锂离子二次电池各组分之间的反应，所述辅料混入所述薄膜中或涂覆其上[CN1499658<申请日：

2003.10.31 、公开日：2004.05.26）]。

韩国LEE SANG-YOUNG、AHN BYEONG-IN等研究的锂离子电池用隔膜，为一多孔膜，是利用铸造或吹膜将薄膜与含有两种或多种聚烯烃的混合物铸造成型；退火和拉伸铸造膜，制得多孔膜；在孔形成以前或以后，用离子束辐射多孔膜表面，获得具有优良电解可湿性、破裂强度和关闭性能的多孔膜[US2006188786

2006.08.24）]。

国内研究

浙江大学研究了一种超临界或近临界CO2技术制备聚合物微孔膜的方法。该方法是采用聚合物在不同的溶剂中得到均相透明的铸膜液；经过成膜前处理后在模具中流延成膜，将模具置于超临界二氧化碳成膜装置中，加热并增压到二氧化碳的临界点以上，成膜后慢慢降压至常压，直接得到光滑、白色的聚合物微孔膜。通过对温度、压力和聚合物浓度的控制可以得到孔径大小和孔隙率可控的聚合物微孔膜。该方法避免了大量溶剂的使用，直接得到干膜且微孔结构不会发生变化，溶剂和二氧化碳可循环利用。得到的聚合物微孔膜，孔隙率大于70％，平均孔径在0.1-10μm之间，机械强度较高。该隔膜可以用作分离膜或多孔支撑膜，也可用于锂离子二次电池的隔膜[CN1613548<申请日：

2004.09.24、公开日：2005.05.11）]。

北京大学研究的聚合物复合隔膜的方法，是将基体膜增强体和无机纳M材料在有机溶剂中混匀得到均匀浆料，将该浆料涂敷于无纺布基体膜两面，经热处理后得到聚合物复合隔膜；所述基体膜增强体选自下述1>至3>中的任意一种：1>有机单体和其相应的引发剂；2>两种或两种以上聚合物；3>有机单体和其相应的引发剂与两种或两种以上聚合物；4>有机单体与两种或两种以上聚合物。用该聚合物复合隔膜组装聚合物锂离子电池短路率低，电性能优异。该方法制备聚合物复合隔膜工艺过程简单，成本低廉，具有较大的工业应用价值[CN1851957<申请日：2006.04.26、公开日：2006.10.25 ）]。

金龙精密铜管集团股份有限公司研究了一种包含聚烯烃树脂和添加剂的锂离子电池隔膜。所述添加剂为选自低熔点或低软化点聚合物的孔型修饰剂和选自酰胺类、金属氧化物类、羧酸盐类化合物或其组合的孔率调节剂，所述聚烯烃树脂为聚丙烯树脂或聚乙烯树脂或其共混物。锂离子电池隔膜的生产方法包括1>将0.001～10重量％的添加剂加入聚烯烃树脂中，并在100～260℃温度下熔融混合均匀；2>将上述混合均匀的物料经 100～260℃熔融挤出，挤出的平膜用冷却辊冷却，冷却温度为-20～+150℃，冷却时间为0.1～10分钟；3>使上述挤出的平膜经过先纵向拉伸，再横向拉伸的连续过程，其中拉伸温度为-20～220℃，最终在0～200℃温度下热定型0.1～30分钟[CN1819306<申请日：2006.03.15、公开日：2006.08.16）]。

范亢俊研究的锂离子电池安全隔膜，基体为聚烯烃树脂，其特征在于是一层β晶型微孔膜，或是一层β晶型微孔膜与α晶型微孔膜组成的复合微孔膜；其中，β晶型微孔膜中分散有重量百分比为0.01～5％的β晶型成核剂；α晶型微孔膜中分散有重量百分比为0.01～10％、粒径为0.02～0.9μm的无机化合物颗粒；安全隔膜的厚度为10～

60μm，孔隙率为25～70％，平均孔径为0.06～0.9μm，氮气通量为50～500ml/cm2.atm.min[CN1825666<申请日：2005.12.23、公开日：2006.08.30）]。

河南环宇集团有限公司研究了一种聚合物锂离子电池的聚合物隔膜，其特征在于，其组分及重量百分比组成为：固体原料2-50％、溶剂50-98％，所述固体原料的组分及重量百分比组成为：聚合物单体材料75-100％、无机粉料0-25％，其中聚合物单体材料的组分及重量百分比组成为：可溶于电解液成凝胶的单体材料0-99％、在电解液中稳定存在的单体材料1-100％，所述溶剂的组分及重量百分比组成为：聚合物单体材料可溶性溶剂10-95％、聚合物单体材料非可溶性溶剂5-90％；聚合物单体材料中可溶于电解液成凝胶的单体材料为：聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸乙酯、聚甲基丙烯酸丙酯、聚甲基丙烯酸丁酯、聚甲基丙烯酸异丁酯、聚甲基丙烯酸烯丙酯、聚丙烯酸甲酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、聚丙烯腈、丙烯腈聚丁橡胶、丙烯腈氯乙烯树脂、丙烯腈异丁烯酸树脂、丙烯腈丙烯酸树脂之一或任意组合，聚合物单体材料中在电解液中稳定存在的单体材料为：聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯-共-六氟丙烯之一或任意组合；无机粉料为：SiO2、Al2O3、Fe2O3、TiO2、ZrO2、TiB2、PbTiO3、CaSiO3之一或任意组合。溶剂中聚合物单体材料可溶性溶剂为：丙酮、丁酮、四氢呋喃、二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮之一或任意组合，溶剂中聚合物单体材料非可溶性溶剂为：去离子水、甲醇、乙醇、丙三醇、丁醇之一或任意组合[CN1632968<申请日：2005.01.27、公开日：2005.06.29）]。

清华大学研究了一种聚丙烯微孔膜及其制备方法，属于一种含有单组分成核剂和矿物油和/或植物油的聚丙烯微孔膜及其生产方法。该微孔膜以聚丙烯、单组分成核剂和矿物油和/或植物油为原料，经挤出将材料制成基膜，再经单向拉伸和热处理制备微孔膜。所制备的微孔膜厚度薄，孔隙率适中，孔径分布窄，纵向和横向拉伸强度高，热收缩率小。同时由于采用两阶段单向拉伸法，对设备要求较简单，适于大规模生产。该方法提供的聚丙烯微孔膜的制备方法把挤出基膜、退火、两阶段单向拉伸、热定型和收卷集成在一起，可实现微孔膜的连续生产。该方法提供的聚丙烯微孔膜可用作锂离子电池的隔膜、电容器的绝缘膜、选择型分离膜、可印刷的防水塑料纸等[CN1613907<申请日：2004.09.24、公开日：2005.05.11）]。

厦门大学研究了一种用于聚合物锂离子电池的无萃取复合聚合物锂离子电池隔膜，设有骨架网络和填充基体，填充基体处于骨架网络的孔隙和骨架网络表面，填充基体与骨架网络复合成一整体。其制造方法为填充基体的材料溶解在溶剂中成混合物；将混合物浸渍，涂布或喷涂在骨架网络上；除去溶剂，即得。由于采用具有较好机械强度和适度孔隙率的网络骨架结构以及良好离子导电能力的聚合物材料作为填充基体复合成一整体，不添加需萃取的造孔剂、增塑剂，无萃取步骤。该隔膜可与阴阳极热复合成均匀相互交联的整体。用该隔膜制造的电池其形状尺寸适应性强、循环性能好、安全性高，可有效降低电解质隔膜微短路的问题，提高电池的体积比容量，简化工艺[CN1481036<申请日：2003.05.15 、公开日：2004.03.10）]。

北京东皋膜技术有限公司研究了一种用于锂离子二次电池的复合隔膜，该隔膜有至少两层高分子量聚乙烯微多孔隔膜复合而成，其中至少一层为耐高温聚乙烯微多孔隔膜A，另外至少一层为高强度、可关断聚乙烯微多孔隔膜B。耐高温隔膜是这样制造的，首先利用热致相分离法制造高分子量聚乙烯微多孔隔膜母片，然后对母片进行辐照交联处理；上述用于锂离子二次电池的复合隔膜，复合是利用隔膜A残余的自由基将隔膜A和隔膜B直接热辊压复合在一起；复合隔膜既可以是A/B两层结构，也可以是A/B/A三层或B/A/B三层结构[CN1744348<申请日：2004.08.30、公开日：2006.03.08）]。

新乡无氧铜材总厂、新乡市格瑞恩新能源材料有限公司研究了一种新型锂离子电池隔膜，它包括聚烯烃隔膜，其特征在于：经横向、纵向拉伸拉机双向拉伸后的隔膜的膜面上均匀分布有近似圆形的导通孔，这种导通孔在隔膜的膜面上孔径分布窄，孔型均匀。该隔膜具有通透性好，透气度Gurley值小于40S，膜的厚度可以在15-60um之间任意调节，由于该膜力学性能好，在电池卷绕中不易撕裂，因而可以避免因此而造成的短路[CN2667672<申请日：2003.11.26、公开日：2004.12.29）]。

中国科学院广州化学研究所研究的锂离子电池用聚合物隔膜，其制备方法包括如下步骤：将聚烯烃熔融挤出成膜，热处理，进行单向或双向拉伸形成微孔，制得聚合物微孔隔膜，一种制法是聚烯烃采用聚烯烃与聚偏氟乙烯的混合物；另一种制法，是将聚偏氟乙烯或者聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物用有机溶剂溶解均匀后，涂敷在经热处理的聚烯烃前趋体膜表面，待溶剂挥发，干燥后再进行单向或双向拉伸形成微孔。该方法制备的隔膜可以明显的改善隔膜与电极的粘接性能，提高电池的导电性能及隔膜的电解质保持性能，且隔膜的孔隙率较高，利用此隔膜制备的电池的容量大，电池的放电能力强，且制法可操作性强，工艺简单，易于产业化[CN1554695<申请日：2003.12.24、公开日：2004.12.15）]。

北京有色金属研究总院研究了一种用于塑性锂离子电池的强化隔膜材料，含有连成一体的改性膜、隔膜基底片、改性膜，改性膜分别在隔膜基底的上、下两面上。其制法是将隔膜基底片浸泡在制备好的表面改性处理液中，干燥，抽提除去增塑剂。用该方法的强化隔膜材料装出的电池性能好，厚度减小，降低了电池体积，成品率高。其制备工艺简单，成本低[CN1404170<申请日：2001.08.23、公开日：2003.03.19）]。

武汉大学研究的塑料薄膜锂离子电池，以同一种聚合物作为电极与隔膜的骨架网络，通过在聚合物溶液中溶入适当大小的有机分子，利用溶剂与添加剂分子的相互作用，在正负极极片与隔膜的成膜过程中直接得到具有合适微结构的膜片。将此法所制极片与隔膜复合后，注入适量的电解质溶液，即成为十态塑料锂离子电池薄膜。根据使用要求，可将锂离子电池薄膜裁剪加工成不同形状或尺寸的锂离子电池<科技成果0500560197）。

台湾IND TECH RES INST研究了一种用于锂离子电池的隔膜，包括一种聚合物和一种交联剂，其中聚合物在模制剂中熔化，利用交联剂与聚合物维持第一交联水平。当电池内部温度高于交联温度时，交联剂将进一步与聚合物反应，进行热关闭[TW249871B

参考文献

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2．株式会社巴川制纸所，用于锂离子二次电池的隔板及具有该隔板的锂离子二次电池，CN1495936

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12．美国思凯德公司，用于锂离子二次电池的防爆隔膜，CN1499658

13．LEE SANG-YOUNG (KR>；AHN BYEONG-IN (KR>，Separator for secondary battery and porous film made of polyolefin blend and process for preparing the same，US2006188786

14．浙江大学，超临界或近临界CO2技术制备聚合物微孔膜的方法，CN1613548

15．北京大学，一种聚合物复合隔膜及其制备方法，CN1851957

16．金龙精密铜管集团股份有限公司，锂离子电池隔膜及其生产方法，CN1819306

17．范亢俊，锂电池、锂离子电池安全隔膜及其制造方法，CN1825666

18．河南环宇集团有限公司，聚合物锂离子电池的聚合物隔膜及其制备方法，CN1632968

19．清华大学，一种聚丙烯微孔膜及其制备方法，CN1613907

20．厦门大学，一种无萃取复合聚合物锂离子电池隔膜及其制造方法，CN1481036

21．北京东皋膜技术有限公司，用于锂离子二次电池的复合隔膜和具有该隔膜的锂离子二次电池，CN1744348 22．新乡无氧铜材总厂。新乡市格瑞恩新能源材料有限公司，一种新型锂离子电池隔膜，CN2667672

23．中国科学院广州化学研究所，锂离子电池用聚合物隔膜的制备方法，CN1554695

24．北京有色金属研究总院，电池用强化隔膜材料及其制造方法，CN1404170

25．武汉大学，塑料薄膜锂离子电池，科技成果0500560197

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

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

锂电池行业深度报告 23

长城证券 23 请参考最后一页评级说明及重要声明 图19：光伏行业产能退出路径 数据来源：长城证券研究所 我们认为，准入条件和融资能力是2013年产能退出的关键因素，也是我们判断行业供需格局继续向平衡态发展的依据。 4.企业盈利改善，扭亏为盈可期 4.1企业盈利改善已得到确认 产能利用率重返高位 2012年在行业处于低谷之际，不仅中小企业停产减产，一二线企业同样降低开工率；在2012年三季度，鲜有企业开工率达到八成。 2012年12月以来，行业整体需求转暖，企业订单增加，产能利用率重返高位，英利等龙头企业目前已经满产运营，这从各上市公司一季报的出货量以及全年出货计划中均有所反映。产品价格企稳反弹 图20：多晶硅价格（国内元/kg ，国外美元/kg ） 图21：硅片价格（元/片） 六月/12六月/12六月/12七月/12七月/12八月/12八月/12九月/12九月/12十月/12十月/12十 一月/12十一月/12十一月/12十二月/12十二月/12一月/13一月/13二月/13二月/13三月/13三月/13四月/13四月/13五月/13五月/13五月/13 110_ 120_ 130_140_150_160_170_15_18_21_ 24_ 国内（含税）国外（不含税） 六月/12六月/12六月/12七月/12七月/12八月/12八月/12九月/12九月/12十 月/12十月/12十一月/12十一月/12十一月/12十二月/12十二月/12一月/13一月/13二月/13二月/13三月/13三月/13四月/13四月/13五月/13五月/13五月/13 4_ 6_ 8_10_ 12_多晶八寸 单晶六寸半 单晶八寸

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

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。

四大锂电池材料介绍

四大锂电池材料分析 一、锂电池材料组成 正极材料 负极材料 隔膜 电解液 锂电池 正极材料、负极材料、隔膜、电解液是锂电池最主要的原材料，占整个材料成本近80%。二、锂电池材料介绍1．正极材料 1) 正极材料分类及对比正极材料包括钴酸锂（LCO）、锰酸锂（LMO）、镍钴锰三元材料（NMC）、磷酸铁锂（LFP）等。 1)正极材料行业现状 LCO最早实现商业化应用，技术发展至今已经比较成熟，并已广泛应用在小型低功率的便携式电子产品上，如手机、笔记本电脑、数码电子产品等。LCO的国产化已经接近十年，自2004年以来市场发展很快，2006年至今年平均增幅25%左右；据了解，目前国内锂电池企业的正极材料国产化近90%，供求关系比较稳定，从行业生命周期看，LCO市场经过近几年的高速发展，即将进入稳定期。目前，国内LCO

生产企业主要有湖南杉杉、湖南瑞翔、国安盟固利、北京当升等。 LMO主要作为LCO的替代产品，优点是锰资源丰富，价格便宜，安全性高，但其最大的缺点是容量低，循环性能不佳，这也是限制LMO发展的主要原因，目前通过掺杂等方法提高其性能。LMO应用范围较广，不仅可用于手机、数码等小型电池，也是目前动力电池主要选择材料之一，与LFP在动力电池领域形成竞争态势。国内LMO生产企业包括湖南杉杉、国安盟固利、青岛乾运、深圳源源等。 NMC，即三元材料，融合了LCO和LMO的优点，在小型低功率电池和大功率动力电池上都有应用。主要厂家包括深圳天骄、河南思维等。LFP是被认为最适合用于动力电池的正极材料，具有高稳定性，安全性，现已成为各国、各企业竞相研究的热点。慧聪邓白氏认为，目前，国内宣称可以生产LFP的企业很多，全国LFP产能规模近6,000吨，但实际量产数远低于产能数，主要原因在于技术性能仍达不到锂电池厂家的要求，并且LFP专利的国际纠纷仍然影响了其在国内的发展。目前，主要厂家包括天津斯特兰、北大先行等。 2．负极材料国内应用的负极材料主要包括人造石墨、天然石墨、CMS（中间相炭微球）、钛酸锂等，其中人造石墨分为人造石墨和复合人造石墨等，天然石墨分为天然石墨、改性天然石墨等。近几年负极材料行业发展迅速，国内企业增长较快，2008年全国负极材料实际供货量近9,000吨，同比增长41。目前，负极材料仍然以人造石墨与天然石墨为主，石墨材料在整个负极材料中占85%左右；其次是CMS。负极材料厂家包括深圳贝特瑞、上海杉杉、长沙海容等。 3．隔膜 随着国内锂电池生产规模扩大，对隔膜的需求也年年上升，自2006年来，整体隔膜市场容量年增幅均在30%左右。自2006、2007年多个国内隔膜企业投产以来，

锂离子电池行业研究报告20081016.doc

锂离子电池行业研究报告20081016 OO锂离子电池行业研究报告 10（四）全球锂离子电池行业发展趋势 11三、我国锂离子电池行业发展状况 13（一）我国锂离子电池发展现状 13（二）我国锂离子电池出口情况 13（三）我国锂离子电池重点厂商 13（四）我国锂离子电池行业面临的问题 14四、锂离子电池上游原材料分析................................................................... ................................... 15 （一）锂离子电池正极材料................................................................... ................................... 15 （二）锂离子电池负极材料................................................................... ................................... 19 （三）锂离子电池隔膜材料................................................................... ................................... 22 （四）锂离子电池电解液 26（五）锂离子电池粘结剂 27五、锂离子电池原料矿资源分析................................................................... ................................... 28 （一）锂资源市场分析 28（二）钴资源市场分析 32（三）镍资源市场分析 35（四）锰资源市场分析 39六、锂离子电池下游产业市场分析 43（一）手机市场 43（二）手提电脑市场 44（三）电动工具市场 45（四）电动自行车市场 47（五）电动汽车市场 48七、锂离子电池行业发展前景 51（一）行业发展有利和不利因素 51（二）行业发展前景总体展望 52锂离子电池行业研究报告所谓锂离子电池实际上是一种锂离子浓度差电池，正负两极由两种锂离子嵌入化合物组成。充电时，锂离子从正极脱嵌经过电解质嵌入负极，负极处于富锂态，正极处于贫锂态，同时电子的补偿电荷从外电路供给到碳负极，保证负极的电荷平衡，放电时则相反，锂离子从负极脱嵌，经电解质嵌入正极（这种循环被形象的称为摇椅式机制）。在正常的充放电情况下，锂离子在层状结构的碳材料和层状结构氧化物层间嵌入嵌出，因为过渡金属氧化物如LiCoO2、LiNiO2 中低自旋配合物多，晶格体积小，在锂离子嵌入脱嵌时，晶格膨胀收缩性小，结晶结构稳定，因此循环性能好，而且充放电过程中，负极材料化学结构基本不变，因此从充放电反应的可逆性看锂离子电池反应是一种理想的可逆过程。人们将这种靠锂离子在正负极之间的转移来完成电池充放电工作的，独特机理的锂离子电池形象地称为“摇椅式电池”，俗称“锂电”。 1-1 锂离子电池行业研究报告锂离子电池主要由七部分材料构成：（1）电池上下盖（2）正极——活性物质如钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂及其复合氧化物、磷酸铁（3）隔膜——一种特殊的复合膜（4）负极——活性物质为碳或石墨（5）有机电解液（6）粘结剂（7）电池壳（分为钢壳和铝壳两种）根据锂离子电池所用电解质材料不同，锂离子电池可以分为液态锂离子电池（lithium ion battery，简称为LIB）和聚合物锂离子电池（polymer lithium ion battery，简称为LIP）两大类。其中，液态锂离子电池由于工艺上的原因，厚度很难降低，一般做到5-6mm 的多，再想做薄就比较困难了。新一代的聚合物锂离子电池在聚合物化的程度上已经很高，所以形状上可做到薄形化（最薄

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

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。

2017年动力锂电池市场研究报告

2017年动力锂电池市场研 究报告 2016年12月

目录 前言 (6) 1.动力锂电池产能阶段性过剩，高能量密度三元电池是发展方向 (8) 1.1磷酸铁锂电池市占率暂时领先，高性能三元电池后来居上 (8) 1.1.1 14-15年国内新能源汽车行业维持高增长 (8) 1.1.2新能源客车和乘用车对动力电池需求量较大 (9) 1.1.3磷酸铁锂动力电池装载比例暂具优势 (10) 1.1.4三元材料动力锂电池能量密度优于磷酸铁锂 (11) 1.22020国内动力锂电池需求84GW H，其中三元需求65GW H (13) 1.2.1预计2017年国内新能源汽车产销量达到66万辆 (13) 1.2.2预计2017年国内动力锂电池需求量约30GWh (14) 1.316年底国内动力锂电池产能估算超过100GW H，其中三元产能约39GW H (17) 1.3.1动力锂电池产能主要以磷酸铁锂和三元为主 (17) 1.3.2达到8GWh产能锂电池企业目前仅3家 (17) 1.4锂电池产能过剩推动行业洗牌，高镍NCM和NCA三元电池迎来发展 .. 19 1.4.1 17-18年国内磷酸铁锂和三元锂电池产能均处于过剩 (19) 1.4.2三元需求仍有增长空间，看好高镍NCM和NCA三元材料电池 (20) 1.4.3 17年动力锂电池价格下调压力较大，预计毛利率可维持相对稳定 (21) 2.政策护航，引导锂电池行业健康可持续发展 (23) 2.1新能源汽车补贴政策调整，对电池系统能量密度提出更高要求 (23) 2.1.1新能源客车补贴退坡较大，能量密度要求提升推动磷酸铁锂电池行业洗 牌 (23)

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。

2017年三元锂电池行业前景分析报告

2017年三元锂电池行业前景 分析报告 (此文档为word格式，可任意修改编辑！） 2017年8月

正文目录 一、全球视角：汽车电动化浪潮来袭，新能源汽车产业崛起 (6) （一）全球的汽车电动化浪潮正在来袭 (6) （二）我国已成为全球最大的新能源汽车消费国 (9) 二、我国情况：政策风云发幻，产业运行砥砺前行 (11) （一）政策引领我国新能源汽车行业砥砺前行 (12) （二）新能源汽车产销量逐步恢复，下半年逐月增长 (14) 三、三元锂电池大势所趋，行业回暖高增长可持续 (15) （一）三元锂具备高能量密度，引领电池技术发展方向 (17) （二）三元锂贴合政策要求，推荐目录见微知著 (19) 2.1 补贴政策——高能量密度电池车型可获得1.1~1.2倍补贴 (20) 2.2 积分政策——高能量密度电池车型获得1.2倍积分概率更大 (21) 2.3推荐目录——三元锂电池比例提升至约70% (23) （三）海外Model 3放量在即，指明三元锂方向 (26) （四）三元锂材料价格已进入上行通道，印证行业需求持续回暖 (28) （五）三元锂需求测算，到2020年渗透率达80%，复合增速88% (30) 四、湿法隔膜锦上添花，逐步突破海外封锁 (33) （一）隔膜决定电池安全性能，行业壁垒较高 (33) （二）湿法隔膜能够提升能量密度，干法工艺转湿法有难度 (35) （三）湿法隔膜国产化率有望稳步提升，未来三年需求持续增长 (38) 五、主要公司分析 (40) （一）当升科技 (40) （二）国轩高科 (41) （三）科恒股份 (42) （四）创新股份 (43) 六、风险提示 (44)

锂电池行业研究报告

锂电池行业分析 目录 一、锂电池概述 (2) 1、锂电池构成 (2) 2、锂电池产业链 (2) 二、锂电池行业生命周期 (3) 三、锂电池行业市场现状 (4) 1、3C类产品锂电池市场 (4) 2、新能源汽车锂电池市场 (4) 四、锂电池主要材料行业市场现状 (5) 1、正极材料 (6) 2、负极材料 (8) 3、隔膜材料 (10) 4、电解液 (10) 五、锂电池材料技术特点及技术趋势 (11) 六、动力电池市场前景 (12) 1、国家对汽车动力电池的产能门槛要求 (12) 2、动力电池技术发展路线 (13) 3、纯电动汽车发展 (13) 4、锂电池的竞争格局 (14)

一、锂电池概述 1、锂电池构成 锂离子电池：是一种二次电池（充电电池），它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中，Li+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌：充电时，Li+从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反。电池一般采用含有锂元素的材料作为电极，是现代高性能电池的代表。 锂电池材料主要由正极材料、负极材料、隔膜和电解液四大材料组成，此外还有电池外壳。 2、锂电池产业链 锂电池产业链经过二十年的发展已经形成了一个专业化程度高、分工明晰的产业链体系。 正负极材料、电解液和隔膜等材料厂商为锂离子电池产业链的上游企业，为锂离子电芯厂商提供原材料。 电芯厂商使用上游电芯材料厂商提供的正负极材料、电解液和隔膜生产出不同规格、不同容量的锂离子电芯产品；模组厂商根据下游客户产品的不同性能、使用要求选择不同的锂离子电芯、不同的电源管理系统方案、不同的精密结构件、不同的制造工艺等进行锂离子电池模组的设计与生产。

隔膜对锂电池性能的影响

隔膜对锂电池性能的影响 1）OCV特性： 对于电压一致性要求较高的18650 电池为例，薄隔膜或孔洞过大会加快电池的自放电过程，从而降低电池的电压一致性。笔者经验，较薄的单层隔膜有着相对大一写的自放电速度表现。 2）电化学特性： 三层隔膜与单层隔膜相比，单层隔膜由于通常厚度较薄，离子迁移通道较短，极化现象有一定消弱，电池的低温电压平台相对较高。同理，采用薄隔膜或者大孔径隔膜的电池循环也表现相对较好。 3)厚度: 对于消耗型锂离子电池（手机、笔记本电脑、数码相机中使用的电池），25微米的隔膜逐渐成为标准。然而，由于人们对便携式产品的使用的日益增长，更薄的隔膜，比如说20微米、18微米、16微米、甚至更薄的隔膜开始大范围的应用。对于动力电池来说，由于装配过程的机械要求，往往需要更厚的隔膜，当然对于动力用大电池，安全性也是非常重要的，而厚一些的隔膜往往同时意味着更好的安全性. 4)透气率: 从学术角度来说，隔膜在电池中是惰性的，即隔膜不是电池的必要组成部分，而仅仅是电池工业化生产的要求。隔膜的存在首先要满足它不能恶化电池的电化学性能，主要表现在内阻上。含电解液的隔膜的电阻率和电解液本身的电阻率之间的比值称为MacMullin数。一般来说，消耗型锂离子电池的这个数值为接近 8，当然这个数值越小越好。通常来说，锂离子电池隔膜中会有一个透气率的参数，或者叫Gurley数。这个数是这么定义的，即一定体积的气体，在一定压力条件下通过一定面积的隔膜所需要的时间，气体的体积量一般为 50cc，有些公司也会标100cc，最后的结果会差两倍。面积应该是1平方英寸，压力差记不太清楚了。这个数值从一定意义上来讲，和用此隔膜装配的电池的内阻成正比，即该数值越大，则内阻越大。然而，对于不同的隔膜，该数字的直接比较没有任何意义。因为锂离子电池中的内阻和离子传导有关，而透气率和气体传到有关，两种机理是不一样的。换句话说，单纯比较两种不同隔膜的Gurley数是没有意义的，因为可能两种隔膜的微观结构完全不一样；但同一种隔膜的Gurley数的大小能很好的反应出内阻的大小，因为同一种隔膜相对来说微观结构是一样的或可比较的。 5) 浸润度: 为了保证电池的内阻不是太大，要求隔膜是能够被电池所用电解液完全浸润。这方面没有一个公认的检测标准。大致可以通过以下试验来判断：取典型电解液（如 EC：DMC=1:1，1M LiPF6），滴在隔膜表面，看是否液滴会迅速消失被隔膜吸收，如果是则说明浸润性基本满足要求。更准确的测试可以用超高时间分辨的摄像机记录从液滴接触隔膜到液滴消失的过

锂电池隔膜精华

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。

锂离子电池产业发展研究报告

锂离子电池产业发展研究报告 1、 锂电池分类和结构 锂电池主要是指在电极材料中使用了锂元素作为主要活性物质的一类电池，包括锂原电池与锂二次电池。锂原电池是不能充电重复使用的，二次电池是可以多次充放电使用的。锂原电池主要有锂锰电池、锂硫电池、锂亚硫酰氯电池、锂硫酰氯电池等。手表、计算器、计算机主板CMOS 中用到的3V 锂电池，主要是锂锰电池。而通常所说的锂电池，如手机锂电池，笔记本锂电池，属于锂二次电池。锂二次电池中最常见，也是应用最广泛的是锂离子二次电池，简称锂离子电池。 由于锂离子电池具备可反复充放电的性质，而且在其工作过程中碳排放为零，因此在日常生活中，特别是大型储能设备如车载用电池中得到广泛应用。另外，由于锂离子电池环保安全及循环使用的特点，在电动工具、电动车、路灯备用电源、大型电力储能设备以及手机、数码相机、笔记本计算机等电子产品中得到广泛应用，本文将重点着力于介绍锂离子电池。 锂离子电池在结构上主要有五大块：正极、负极、电解液、隔膜、外壳与电极引线。电池内部采用螺旋绕制结构，用一种非常精细而渗透性很强的聚乙烯薄膜隔离材料在正、负极间间隔而成。正极包括由钴酸锂（或镍钴锰酸锂、锰酸锂、磷酸亚铁锂等）及铝箔组成的电流收集极。负极由石墨化碳材料和铜箔组成的电流收集极组成。电池内充有有机电解质溶液。另外还装有安全阀和PTC 元件(正温度系数热敏电阻)，以便电池在不正常状态及输出短路时保护电池不受损坏。单节锂电池的电压为3.7V（磷酸亚铁锂正极的为3.2V）。由于电池容量也不可能无限大，因此常常将单节锂电池进行串、并联处理，以满足不同场合的要求。

(1) 正极材料 1. 钴酸锂（LiCoO2） 钴酸锂也是目前应用最为广泛的正极材料，钴产生3.9V 的电压平台，对钴酸锂而言，对应于其理论容量，高达274mAh/g，实际容量可达155mAh/g，具有很高的能量密度。主要应用于便携电池领域：如手机、PDA、移动DVD、MP3/MP4和笔记本电脑等。 2. 镍酸锂（LiNiO2） 在镍酸锂电池中，化学离子对Ni4+/Ni3+可产生3.75V 的电压平台，提供接近200mAh/g 的循环容量。但在实际中，很难得到这个结果。首先在高温下，由于Li的挥发，很难合成化学计量比LiNiO2，高温时六方相的LiNiO2 晶体很容易转变为立方相的LiNiO2 晶体。这种锂镍置换的立方的没有电化学活性，而且该反应的逆过程很慢并且不完全。