锂离子SSB电池隔膜生产技术论文

2025-11-17 09:26:01

在“十二五”规划确认的七大战略性新式工业中，新能源、新资料和新能源轿车不仅是全球高度重视和奋力抢占制高点的重要范畴，还成为展示未来归纳国力的重要战略高地，开展空间极大。实际上，我国新能源和新能源轿车商场自2014年以来一向方针“加身”，一路高歌行进。下面小编整理了一些《锂离子电池隔阂出产技能论文(精选3篇)》，供大家参考借鉴，期望可以帮助到有需求的朋友。

 

锂离子电池隔阂出产技能论文 篇1：

国内锂电池隔阂职业情况

 

锂离子电池是现代高功能电池的代表，由正极资料、负极资料、隔阂、电解液四个首要部分组成。其间，隔阂是一种具有微孔结构的薄膜，是锂离子电池工业链中技能壁垒最高的一種高附加值资料，也是锂电池资料中最终一个完结国产化的要害资料。

 

一、锂电池隔阂的简介

 

隔阂在锂电池中起到两个首要效果：1、离隔锂电池的正负极，避免正、负极触摸构成短路；2、薄膜中的微孔可以让锂离子经过，构成充放电回路。

 

二、锂电池隔阂的重要性

 

从“大”处看，首要体现在电动自行车和电动轿车所运用的锂动力电池方面，透过国内曝光的电动车自燃事情不难看出，安全功能是现在限制动力锂电池的瓶颈。这里面的首要原因表现在三个方面：一是安全性是锂离子电池隔阂理化功能的中心，其他三个功能中恣意一个缺点都可以带来安全功能不稳；二是动力锂电池单体电芯本身容量越大，则需求串联的电芯数就会少些，这在客观上要求动力锂电池选用容量更大的电芯，容量越大，则电芯的功能指标需求更细腻的工艺来保证；三是因为串联电芯的一致性和组合技能会带来安全隐患，这就尤其需求锂电池隔阂的制作更加精细。

 

锂电池隔阂作为锂电池的要害资料之一，是锂电池资料中技能壁垒最高的一种高附加值资料，也是锂电池资料中最终一个完结国产化的要害资料。功能优异的隔阂对进步电池的归纳功能具有重要的效果。

 

1. 在锂电池四大细分范畴中产量增速最快。

 

2016年埋电池四大中心正极、负极、隔阂和电解液的职业产量增速均超越50%。其间隔阂产量增速最高超越100% ， 2016年到2020年隔阂需求是从20%有望增速到60%， 2020年隔阂需求量有望超越30亿平方米。

 

2、在锂电池四大细分范畴中技能壁垒最高，毛利率最高。

 

比较正极、负极、电解液等电极资料而言，隔阂的国产率最低、技能壁垒最高，直接决议锂电池运用功能和安全性。隔阂长期以来都是出资回报率较高的范畴，这就凸显了独自研讨锂电池隔阂的重要性。

 

3、在锂电池四大细分范畴中本钱占比位居第二。

 

整个锂电池的出产本钱中，正极资料占30%的比重，位居第一；隔阂占25%的比重，位居第二；负极资料占15%的比重，位居第三。

 

三、锂电池隔阂的分类

 

商场化的隔阂资料首要是以聚乙烯（polyethylene，PE）、聚丙烯（polypropylene，PP）为主的聚烯烃（Polyolefin）类隔阂，其间PE 产品首要由湿法工艺制得，PP 产品首要由干法工艺制得。至于PE 和PP 这两种资料的特性。

 

全体而言：

 

①PP 相对更耐高温，PE 相对耐低温；

 

②PP 密度比PE 小；

 

③PP 熔点和闭孔温度比PE高；

 

④PP 制品比PE 脆；

 

⑤PE 对环境应力更灵敏。

 

首要的隔阂资料产品有单层PP、单层PE、PP+陶瓷涂覆、PE+陶瓷涂覆、双层PP/PE、双层PP/PP 和三层PP/PE/PP 等，其间前两类产品首要用于3C 小电池范畴，后几类产品首要用于动力锂电池范畴。在动力锂电池用隔阂资料产品中，双层PP/PP 隔阂资料首要由我国企业出产，在我国大陆运用，这首要是因为现在阶段还没有我国企业能将PP 与PE 制成双层复合膜的技能和才干。而全球轿车动力锂电池运用的隔阂以三层PP/PE/PP、双层PP/PE以及PP+陶瓷涂覆、PE+陶瓷涂覆等隔阂资料产品为主。

 

与此同时，其他一些新式隔阂资料产品也在不断涌现并开端完结使用，不过，因量少价高，首要还是用在动力锂电池制作范畴。这些产品首要有：涂层处理的聚酯膜（PET，Polyethylene Terephthalate）、纤维素膜、聚酰亚胺膜（PI）、聚酰胺膜（PA），氨纶或芳纶膜等等。这些隔阂的长处是耐高温，且具有低温输出、充电循环寿数长、机械强度适中的特点。总的来看，锂电池隔阂资料产品呈现出明显的多样化开展趋势。

 

四、锂电池隔阂出产工艺

 

1、锂离子电池的隔阂功能要求：隔阂位于正极和负极之间，首要效果是将正负极活性物质别离隔，避免南北极因触摸而短路；此外在电化学反应时，能坚持必要的电解液，构成离子移动的通道。隔阂原料是不导电的，电池的种类不同，选用的隔阂也不同。关于锂离子电池，因为电解液为有机溶剂系统，其隔阂要求具有以下功能。

 

① 在电池系统内，其化学稳定性要好，所用资料本领有机溶剂。

 

② 机械强度大，运用寿数长。

 

③ 有机电解液的离子电导率比水溶液系统低，为了减少电阻，电极面积必须尽可能大，因此隔阂必须很薄。

 

④ 当电池系统发生异常时，温度升高，为避免发生风险，在快速产热温度（120～140℃）开端时，热塑性隔阂发生熔融，微孔封闭，变为绝缘体，避免电解质经过，从而到达遮断电流的意图。

 

⑤ 从锂电池的角度而言，要能被有机电解液充沛浸渍，并且在反复充放电过程中能坚持高度浸渍。

 

2、隔阂首要技能指标。

 

隔阂的优异与否直接影响锂电池的容量、循环才干以及安全功能等特性，功能优异的隔阂对进步电池的归纳功能具有重要的效果，具体要求如下表：

 

3、聚烯烃隔阂制备的工艺流程。

 

微孔制备技能是锂电池隔阂制备工艺的中心，根据微孔成孔机理的差异可以将隔阂工艺分为干法（熔融拉伸法，MSCS）与湿法（热致相别离法，TIPS）两种。

 

干法单拉：将聚烯烃树脂熔融后挤出并成膜（吹塑或许流延等），结晶化后进行纵拉MD方向热处理并拉伸，从而使聚合物晶片别离构成多孔结构。工艺图如下：

 

干法双拉：将聚烯烃树脂加上β晶型成核剂熔融后挤出并成膜，结晶化后先进行纵拉MD方向热处理并拉伸，然后在横拉TD方向预热拉伸，最终热定型，（α晶型结构）晶型改变晶体体积缩短发生微孔结构。

 

湿法双拉：将聚烯烃（一般PE）与增塑剂（高沸点的烃类或小分子溶剂）熔融混合后进行冷却处理，降温过程中发生相别离，压制膜片，双向拉伸后，用易挥发的溶剂（二氯甲烷或三氯乙烯）将增塑剂从薄膜中萃取出来得到微孔膜，工艺流程如下图：

 

下表是干湿法工艺比照，从比较成果可以得出，湿法隔阂在厚度均匀、力学功能、透气性和理化功能等资料性质方面更为优良，适合做高容量电池。相同，湿法隔阂工艺也存在许多下风，需求很多的溶剂，有污染，设备工艺杂乱，出产效率低等。国内现在集中运用干法工艺，但因为商场倾向大功率、大容量、超薄的电池，湿法越来越成为主流的工艺技能。

 

4、涂层隔阂。

 

首要以PP或PE微孔膜（或无纺布等其它基膜）为作为基膜，涂覆上陶瓷氧化铝、PVDF、芳纶等胶黏剂，可以大幅进步隔阂的热稳定性、降低缩短率，产品功能优于干法薄膜，常规膜与涂覆膜功能比照如下图：

 

虽然能克服常规隔阂的功能缺点，但也相同存在厚度、相容性、致密性、工艺温度、匹配性和对基体资料要求高等技能难点，现在只要少量公司选用此工艺。

 

5、无纺布隔阂。

 

首要以聚酰亚胺PI、聚酯PET、芳纶和纤维素膜等资料制备的纤维无纺布隔阂，因为出产效率低、强度低，工艺更新快，因此，此类薄膜出产企业较少。

 

数据显现，得益于下游动力锂电池的旺盛需求，近年来锂电池隔阂的出货量急剧攀升。2016年，我国锂离子电池隔阂的出货量为12.7亿平米，同比增加64.9%。

 

锂电池隔阂在我国的工业化最早始于2007年，2010年国内企业开端很多布局产线。因为隔阂产能开释周期比较长，从“立项—订设备—調试设备—定型”大概需求两年时刻，国产隔阂产能在2013年逐渐开释，直至2014年才开端完全开释。如上图所示，锂电池隔阂出货量连续6年坚持50%以上的复合增加率， 6年时刻上涨了10倍，可谓需求之旺盛。新能源轿车的开展影响了锂电池的需求，直接带动了电池隔阂井喷式的开展。

 

2、本钱助力锂电池隔阂企业生长。

 

锂电池隔阂职业属于典型的高门槛、高投入的职业，假如没有本钱助力，也很难做大做强。以下是我国锂电池隔阂范畴2016年排名比较靠前的前15名企业：

 

据了解，新的出资项目仍在源源不断上马，若现已公开的项目悉数投产，到2018年，估计我国锂电池隔阂出产企业将到达70家，产能将超越8亿平米。

 

现在干法单拉隔阂均价已跌至每平米3元，双拉跌至每平米2元，湿法跌至每平米4.1元，干法价格下降得比较厉害。不过，关于隔阂价格的下降，星源原料方面则表示，上游企业新能源轿车、电池的价格也在下降，作为资料的锂电池隔阂价格下降也是正常的。一方面隔阂出产厂家在产能、规划方面的急剧进步；另一方面也是经过办理进步、技能进步使得本钱继续下降，但价格的下降始终是有底限的，价格下降的幅度会趋缓。

 

六、隔阂开展的新趋势

 

1、湿法份额加大。近年来湿法企业不断加大扩大产能，同时干法企业大举进入湿法范畴，（星源原料、河南义腾等），其需求占比也将坚持上升，2016年占比超越40%。

 

2、职业洗牌加快。前十企业规划到2017年各自产能均超越2亿平米，未来三年隔阂商场竞赛将不断加大，大企业将不断揉捏小企业商场份额，职业将走向集中化，“大鱼吃小鱼”格局逐渐构成。

 

3、高端膜占比上升。未来锂电池隔阂开展趋势将跟着动力锂电池和储能等新范畴的开展而多元化，简略的聚乙烯隔阂只能适用3C产品，高端商场需求“完美隔阂”来支撑，涂覆、无纺布以及二者结合的技能将是未来的开展方向。

 

从全球锂离子电池隔阂商场来看，现在世界上只要美国、日本、韩国等少量几个国家具有职业领先的出产技能和相应的规划化工业。2015年，全球隔阂出货量为15.5亿平米，同比增加42.67%，其间湿法隔阂为9.06亿平，占比58.53%；我国隔阂出货量6.28亿平米，同比增加49.5%，其间，湿法隔阂产量仅为2.38亿平米，同比增加90.5%。我国国产隔阂仍以干法为主，但是湿法出货量增速正在加快。未来隔阂职业开展趋势是更轻薄、更安全。跟着锂离子电池在消费类电子产品、电动轿车等使用范畴的快速增加，锂离子电池隔阂要为未来的商场迸发提早布局，需求在产品的功能和质量上有所打破，隔阂未来开展趋势是满意高功率、大容量、长寿数循环和安全可靠等功能要求。

 

作者：季春青

 

锂离子电池隔阂出产技能论文 篇2：

锂电池隔阂工业迎机会

 

在“十二五”规划确认的七大战略性新式工业中，新能源、新资料和新能源轿车不仅是全球高度重视和奋力抢占制高点的重要范畴，还成为展示未来归纳国力的重要战略高地，开展空间极大。

 

实际上，我国新能源和新能源轿车商场自2014年以来一向方针“加身”，一路高歌行进。在我国电子信息工业开展研讨院赛迪顾问研讨总监吴辉看来，我国新能源及新能源轿车的开展迫切需求大容量储能电池和安全可靠的锂离子动力电池，这足以使锂离子电池成为决议新能源轿车胜败的要害要素之一，但值得注意的是，当时锂离子电池的四大中心构成部件之一的隔阂工业也备受重视。

 

工业商场迎机会

 

日前，科技部、财政部还牵头成立了新能源轿车子基金，基金一期规划约为5亿至7亿元人民币，国家与企业各出资一部分，首要出资国家科技成果转化项目库中与新能源轿车上下游工业链相关的优质项目。毋庸置疑，新能源轿车再获方针力挺，取得资金扶持后，作为工业链上游的锂电池工业也会深度受益，但吴辉以为，“与之相关联的锂离子电池薄膜工业更可分得红利。”

 

虽然隔阂的本钱仅占电池本钱的20%～30%，但其功能却直接影响电池的安全性、功能特性、循环寿数和可靠性。“具有杰出的电子绝缘性、离子导电性、化学和电化学稳定性、厚度一致性、物理机械功能等技能指标的隔阂是锂离子电池安全性的重要保证。”吴辉告诉《我国经济信息》记者，正因如此，我国隔阂工业在要害技能方面的打破与开展尤为被重视。

 

在广泛调研的基础上，我国电子信息工业开展研讨院还编撰完结了《我国锂离子电池隔阂职业白皮书（2015）》（后文统称《白皮书》）。相关数据显现，受益于下游新能源轿车电池的带动，全球锂离子电池隔阂工业在2014年全体产量为11.85亿平方米，产量到达20.75亿美元，别离同比增加41.58%和12.18%。就我国商场而言，2014年全国隔阂产量到达5.75亿平方米，占有全球产量的大约48%左右，产量到达20.5亿元。

 

吴辉指出，时值国家大力推进新能源轿车工业开展之际，动力锂电池的迸发性需求将延伸到上游隔阂资料工业，并有望一举缓解资料环节过剩的困境。

 

现在，我国隔阂商场产能过剩，估计2015年总产能将达23亿平方米，远超全球电池隔阂的需求量。但高端膜90%依靠进口，隔阂进口率全体超越70%。吴辉主张，“隔阂职业要把握好工业高速开展的有利机遇，不断进步隔阂技能水平，满意高功能动力电池和大容量储能电池的需求。”

 

产品工艺存竞赛

 

《我国经济信息》记者了解到，《白皮书》在详细研讨了全球和我国锂离子电池隔阂工业和企业的基础上，指出了未来隔阂工业的竞赛将集中于湿法隔阂产品的竞赛。

 

当然，国内隔阂工业首要以干法工艺为主，出货量排名靠前的企业也均为干法隔阂企业。谈及成因，吴辉坦言，“因为干法隔阂出资相对较低，工艺相对简略，且国内的干法隔阂产品现已开端为世界的主流厂商如LG等企业供货，在完结进口代替之后逐渐开端出口。”在吴辉看来，未来的干法隔阂企业之间的竞赛将日益激烈。

 

而在湿法隔阂范畴，即使国内还处于进口代替的前期，但依据《白皮书》从企业全体规划、产品与技能水平、团队与途径建造才干和生长潜力等几个维度对国内首要湿法隔阂出产企业的排名可知，以归纳得分3.8分排名第一的鸿猷隔阂，其在产品和技能水平，团队与途径建造才干等单项指标方面排名靠前，被以为是我国未来最具潜力的湿法隔阂企业。

 

从现在占有锂电子电池薄膜首要商场的企业来看，我国有包含星源原料、沧州明珠、河南义腾、中科科技等在内的干法隔阂出产企业，而湿法隔阂出产企业首要包含鸿猷隔阂、金辉高科、纽米科技、姑苏捷力等。

 

虽然从我国商场来看，湿法隔阂企业在出货量方面较干法隔阂企业而言，存在很大距离，但吴辉仍着重指出，“未来湿法隔阂企业会具备较大的生长空间，且现在大部分干法隔阂企业均已开端出资湿法隔阂出产线”。

 

还有数据显现，当时，干法隔阂全体价格下降幅度明显。其间，星源原料平均价格最高也仅有4.9元/平方米，河南义腾更是将基膜的平均价格做到了2.3元/平方米。“全体而言，干法隔阂虽然根本能代替进口隔阂，但关于企业而言，未来面临着较大的价格下行压力。”吴辉说。

 

当然，《白皮书》也总结指出，在干法隔阂逐渐被国内企业技能打破且根本可以完结进口代替的背景下，湿法隔阂有望成为下一代锂离子电池隔阂的开展方向。

 

技能水平驱开展

 

无疑，当时隔阂职业正处于工业高速开展的有利机遇，但吴辉以为，只要不断进步隔阂技能水平，才干满意我国多职业企业对高功能动力电池和大容量储能电池的需求。

 

但是，面临国产低端隔阂产能严峻过剩的情况，吴辉言必有中地指出，我国国内隔阂企业产能急剧扩展，高端隔阂技能有待打破，低水平重复建造严峻。

 

吴辉指出：首先国家应大力实施高端化战略，“努力缩小我国隔阂产品与国外高端膜的距离”。特别是对相关企业而言，要坚持问题导向，明确距离，努力赶超，大力推进产品升级换代，加快推进隔阂在全球工业链中由低端迈向中高端。

 

“如今在建或筹建、未发布的项目，假如悉数在本年投产，总产能将为23亿平方米/年，远超世界需求。”吴辉估计到，从源头扼制了低水平重复建造，改进、进步现有出产技能和配备，化解产能过剩后，未来国内隔阂职业必定掀起价格大战。同时，很多实力雄厚的外资企业加大对我国隔阂商场的开辟，也加重了国内隔阂企业的商场竞赛风险。

 

别的不能忽视的是，在我国工业化与信息化深度融合推出《我国制作2025》，李克强总理提出“互联网+”战略的时代背景下，智能制作、网络制作、数字制作深入改变制作业出产和服务方法的当下，隔阂职业也要捉住这一可贵的开展机会，自动作为，以此带动职业立异和工业升级。

 

“国内隔阂研制出产企业更要以‘立异’和‘进口代替’为导向，大力开发新产品，坚持差异化开展，逐渐构成高、中、低端产品份额合理的产品结构。”吴辉着重，如此加强工业链垂直立异后，我国隔阂企业力求在隔阂用料、出产配备、工艺技能方面进行国产化打破，从而向隔阂工业世界强国的目标冲刺。

 

最终，吴辉呼吁，当时国家关于电动轿车和新能源工业的鼓励方针力度很大，期望隔阂职业在电池工业和塑料加工业新的使用范畴加以立异，推进电池工业等更深、更广的层次开展，创始电动轿车、锂电池、隔阂工业链协同开展的新局面。

 

作者：钱玉娟

 

锂离子电池隔阂出产技能论文 篇3：

十年开展，锂离子电池工业进入黄金期

 

由清华大学与我国科学院物理研讨所联合主办，北京新资料开展中心、《新资料工业》杂志社联合承办北京动力锂离子电池技能及工业开展世界论坛本年将迎来第10届。十年铸剑，本刊也非常有幸与广大读者共同走过锂电子电池工业的上一个重要阶段。

 

10年来，我国动力锂离子电池工业得到了飞速地开展，建立了从资料、出产设备、电池制作至电池收回的较完整的工业链，锂离子电池的安全性、可靠性以及寿数均得得到大幅进步。我国已成为世界上最大的锂离子电池出产制作基地和第2大锂离子电池出产国和出口国，跟着新能源轿车不断在国内遍及与推行，动力锂电池的迸发性需求将延伸到上游锂矿资源、正极、负极、隔阂与电解液等相关资料工业，锂离子动力电池商场正开端进入黄金期。

 

本年，锂离子电池工业开端“井喷”，各大电池厂接单接到手软。许多国内外轿车出产厂商和传统电池出产商纷繁将目光转向了锂电池的研制和出产，继续加大锂离子电池工业的出资也成为了各家公司的共同选择，出资金额动辄数十亿元，有的乃至上百亿元。锂电子电池出资也是一片炽热，据悉，锂电池出产设备需求几乎以100%的速度增加。近期，科技部、财政部牵头成立了新能源轿车子基金，基金一期规划约为5亿至7亿元，国家与企业各出资一部分，首要出资国家科技成果转化项目库中与新能源轿车上下游工业链相关优质项目。新能源轿车再获方针力挺，取得资金扶持后，研制水平将更进一步得到进步。

 

跟着国内锂离子电池出产技能和工艺的进一步完善，锂离子电池进一步扩大其在商场上的运用率，不仅在智能手机、数码相机等消费类电子商场，还有电动自行车、电动三轮车、低速电动轿车等交通工具商场中具有较高的使用，还在不断蚕食其他二次电池商场份额，并不断发明新的商场，在平板電脑、分布式风景发电相配套的家庭储能等新式商场上都有很高的用量。加之从国家到当地新能源轿车扶持方针密布出台，锂离子电池工业开展给了大家满足的想象空间。

 

关于国内厂商来说，估计未来几年，锂离子电池出产企业将迎来业绩继续高增加。以锂电为代表的新能源工业前景将非常光亮，锂离子电池必将迎来新的开展时期。