电池隔膜

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产;4条大型生产线将在 2010年10月启动
1条中试生产线
1条生产线将在2011年2季度 启动
1条生产线将在2011年7月启 动
阶段1:生产 10元/m2膜; 阶段2:生产 +20元/m2膜; 阶段3:生产 +30元/m2膜
生产20元/m2膜,但品质差
机械制造商
由比亚迪获得
市场销售将在2011年二季度 启动
市场状况: 靠湿法工艺制作的隔膜,有良好的性能,通常应用于高端市场,诸如 在电动车、能量储存等行业的隔膜,基本上被日本供应商所控制,这种 进口膜的价格高达30-40元/m2。国内市场上仅有金辉能供应此类膜,但 是性能、品质没有进口膜稳定,卖价只有15元/m2 左右。 成员:仅有金辉开始商业化的生产供货;还有一些新的入行者:红塔、 云天化、成都XXX等等。 电池隔膜工业-3 微孔隔膜的生产技术 干法及湿法工艺之对比
自产 自产 日本 自产
湿
佛山金辉
/

PP
自产
格瑞林 桂林 杭州
沧州明珠
天风 杭州 Foremost

双向拉伸
PP


双向拉伸
PP


双向拉伸
PP

熔融挤出

PP、
成型+纵向

PP/PE/PP
拉伸

PP、

PP/PE/PP
熔融挤出

成型+纵向
PP

拉伸
自产 自产 自产 自产 自产 自产
3000 /
200 200 300 ? ? ? 100 200 100
1、每个隔膜制造商都可以拥有不同的生产技术、保密的机械设计以 及材料要求。
2、协调开发的保密协议。 隔膜原材料 干法工艺: 要求:质量说明(来自于隔膜生产商)
1、熔指:2.3~2.4g/10min。 2、分子量大于6万,且分子量大多分布在较高部分。 3、使用高结晶聚丙烯,可得到很高的结晶度,并且易导致球晶产 生。 4、可承受的的拉力。 5、助剂3-4%。 6、熔融温度:163-168℃。 7、软化点越高越好。 8、高纯度的原材料更好一些。 9、PP等规度>97-98%(通常客户将等规PP与助剂混合在一起)。 10、单一模态。
20umPP单层膜,价格在3-4元/m2.。 4、主要成员:星源、天风、沧州明珠、格瑞恩。
电池隔膜工业-3 微孔隔膜的生产技术-2 湿法工艺: 复杂的材料配方;
采用双向拉伸或熔融挤出成型/纵向拉伸制作母模,然后用特殊溶剂 对母模进行处理(靠加入特殊溶剂进行膜分离)以满足一定的孔隙率;
复杂的技术,高额的投资生产出最好性能的隔膜。 中国市场上的湿法工艺
元)
2、一些机械制造商正推广他们的有关设备/技术,寻求与隔膜生产商
合作,比如德国布鲁克纳(一条LISM生产线正在发展中)。由于其专 利保密的原因,大多数客户不愿接受此类设备,他们更喜欢用自产设备 及技术。
3、干法工艺对于原料的挑选及特性,有着更高的要求——锂电池原 材料供应商的核心技术。
4、仅仅埃克森美孚和日本朝日、宇部公司拥有商品化的PP/PE膜原 料,而且他们高度控制着这些原料及下游市场。最近道达尔公司和北欧 化工对此类市场产生了兴趣。 高度保密的行业:
Celgard公司、宇 部、星源、天风、
格瑞恩
电池隔膜工艺-3
日本是主要生产市场 其它成员: 日本:三菱化学、日本电工株式会社 帝人、维莱恩、三井化学、日立、长野株式会社 韩国:友好技术 台湾:乔恩化学 欧洲:英国国家科技、德国科德宝集团/德国赢创德固赛公司
隔膜领域2 生产成员及其工艺(包括中国大陆) 主要成员:
结构
工艺
商标
市场占有率
旭化成
PE+PP
湿法
Hipore
27
埃克森东亚 PE+PP
湿法
Selela
24
SK化学
未知
湿法
未知
8
英泰薄膜
PE
湿法
Teklon
5
日本住友化学 未知
湿法
未知
1
湿法总计
65
美国celgard公 PP or PE

PP/PE/PP
干法 干法
Celgard Ce/PP
干法
u-pore
9
干法总计
35
电池隔膜工业-3
隔膜领域2 有关生产成员及其工艺(中国大陆)
工 隔膜生产商

工艺说明
结构
设备生 2011年材料需 产商 求,吨/年
情况
熔融挤出
2条小型生产线已商业化量
深圳高科
上海红塔 云天化
干 成型+纵向
PP,

拉伸
PP/PE/PP
湿 /
法 湿
/ 法 湿
/ 法
PE+PP PE+PP PE+PP
全球锂电子市场趋势 :电动车应用上的巨大增长
年份
2009
2010
2011
2012 2013 2014
电动车用锂
电池(十亿
0.3
3.3
9.2
17.6
20.6 25.0
美元)
工业用锂电
池(十亿美 9.1
9.1
9.2
9.3
9.4
9.5
元)
锂电池总计
(十亿美
9.4
12.4
18.4
26.9
30.0 34.5
抗穿刺能力

PP
/
阻隔温度 (℃)
PP/PE/PP PE+PP
未知 138-150
PE
<130
PP
/
完全熔化温度 PP/PE/PP
/
(℃)
PE+PP
155
PE
132
隔膜生产商
旭化成、日本东 亚、SK能源、
金辉
有裂口、分离状况
普通级别
中等(500-800)
纵向/横向不均衡
横向为零 差
155-160 145 / <130 165 165 / 132
工艺类型
湿法
原理
分阶段分离
原材料体系
聚合物+稀释剂
取向
双轴取向
处理工序
复杂
设备成本

机器设备及工

设备加工能

(产线速

干法 拉伸 聚合物 单轴取向 简单 低

度)
孔隙表现
相互连接
均匀度
高度均一的空隙 及膜厚
隔膜性能
渗透率
高一中等(250500)
机械性能
纵向/横向拉伸 强度均衡
收缩性 纵向/横向均衡
电池隔膜工业--2 锂电池隔膜
隔膜的功能: 1、防止正负电极接触; 2、能使离子自由通过; 3、必要时,可阻止电子自由移动——阻隔性; 微孔阻隔膜采用了多孔技术,此类隔膜的要求如下: 化学稳定性; 厚度; 孔隙率/孔径——渗透率; 机械强度主要是抗 穿刺强度; 耐热性/热收缩性; 阻隔性 电池隔膜工业-2 微孔隔膜生产技术-1 干法工艺:通过熔融挤出成型和定向拉伸制作的薄膜可满足一定的孔 隙率,这种膜需要特殊配方设计的原材料,但只须简单的工艺和小额投 资,此类膜包括聚丙烯单层膜和PP/PE/PP多层复合膜。良好的孔隙率、 机械性能及耐热性用湿法工艺达不到。 在中国市面上,干法工艺技术 技术: 1、熔融挤出成型+纵向拉伸或者双向拉伸+轻微横向拉伸;原材料大 多数是高要求的复合体系; 2、双向拉伸拉幅机工艺:同向双向拉伸+分阶段结晶成核;这不是我 们的目标。 3、薄膜的市场状况: 高端水平:混合动力车及好的电动自行车电池几乎全部采用了 PP/PE/PP多层进口膜,规格为40um厚,价格为12元/m2。 中端水平:对于笔记本电脑、电动自行车用的隔膜,天风和星源等占 有一定的市场份额,其薄膜主要规格为40umPP/PE/PP复合膜,价格为910元/m2。 3、低端水平:市场上大多数膜,诸如手机电池等所用的膜主要是
阶段1:生产 10元/m2膜; 阶段2:生产 +20元/m2膜
将在第三季度启动20元/m2 的膜
备注:典型干法工艺是熔融挤出成型+纵向拉伸;某些中国客户改变双
向拉伸生产线或发展LISIM工艺;湿法工艺包括双定向系统和提炼系
统。 电池隔膜工业-4 技术/机械设备/原材料
1、因为湿法膜,拥有更好的均一、平衡的微孔结构,有更好的设备 及热稳定性,所以看起来湿法工艺有更好的未来。但由于干法工艺简 单,投资较低,产量很大,因此干法制膜工艺仍在世界范围内大力推 广,为了满足中、低端市场需求,干法制膜有很重要的意义。
电池隔膜
电池隔膜工业-1
新领域接入点:巨大投资及技术/专利支持的高性能隔膜领域 供应商: 机械设备 原材料
美好展望: 电池技术发展情况 电动车辆市场 锂电池发展情况
政府: 几乎所有政府都在推广电动车及相关行业
客户: 电池生产商 (代加工) 薄膜生产商: 选择使用合适的材料用于有关材料认证
替代品: 燃料电池 超级电容器