湿法聚乙烯隔膜及其改性研究.pptx

1、湿法聚乙烯隔膜及其改性研究宋有志河北金力新能源科技股份有限公司河北金力新能源科技股份有限公司HeBei Gellec New Energy Material Science&Technoloy Co.,Ltd.2018年3月上海河北金力新能源科技股份有限公司2主要内容金力股份公司介绍锂离子电池隔膜简介与市场分析高端湿法聚乙烯隔膜开发湿法隔膜原料国产化存在的问题小结1.金力股份公司简介河北金力新能源科技股份有限公司河北金力新能源科技股份有限公司，成立于2010年2月，位于河北省邯郸市；国内率先开发、最早量产（2013年）并有实际销售6m超薄基膜、国内最早开发（2013年）双面同时涂布生产耐高温涂

2、层隔膜的企业；超高新材料产业技术创新战略联盟常务理事单位；锂离子电池聚烯烃隔膜国家标准起草单位；通过ISO9001和ISO14001体系认证，国内唯一符合锂离子电池行业规范条件的隔膜制造企业（2018年1月国家工信部公告）；河北金力新能源科技股份有限公司3截止到2017年12月，拥员工600余人，其中工程技术人员150人（研发及工艺48人、设备技术69人等）;已申请专利49项，其中已授权发明专利2项 发明专利11实审，实用新型专利28项已授权，其他8项实用新型已受理；具有完全自主知识产权的湿法隔膜生产技术（双向同步拉伸和双向异步拉伸技术）、实现生产过程的全程自动监测；建有研究院、工程技术中心、

3、金力股份-浙江大学联合研发中心，具有功能完备的分析检测平台，从事高端湿法隔膜（基膜和涂覆膜）的研究开发；河北金力新能源科技股份有限公司4主主要要产产品品：（基基膜膜）（涂涂覆覆膜膜）河北金力新能源科技股份有限公司5河北金力新能源科技股份有限公司62 锂离子电池隔膜简介与市场分析2.1 锂离子电池隔膜简介隔离正极和负极；提供离子传输通道；技术壁垒和毛利率较高；成本占比可高达 15%；34%8%15%9%8%26%锂锂离子离子电电池成本池成本结结构构正正极极负负极极隔隔膜膜电电解解液液壳壳体体其其他他河北金力新能源科技股份有限公司7原料流延热处理拉伸分切熔融湿法基本工艺原料配料熔融挤出萃取横向拉伸

4、（I）纵向拉伸横向拉伸（II）热定型分切干法基本工艺干法：工艺简单、投资成本低、环境污染小，多为PP隔膜；湿法：工艺复杂、强度高、结构均匀、更易做薄，多为PE隔膜；2.2锂离子电池隔膜的分类河北金力新能源科技股份有限公司8趋势趋势一：国一：国产产隔膜占比逐年增大，隔膜占比逐年增大，20162016 年全球隔膜出年全球隔膜出货货量在量在33.833.8 亿亿平左右，中国占比平左右，中国占比 32%32%，预计预计20202020 年占比将达年占比将达 60%60%；20102011201220132014201520160.550.981.82.674.26.2810.84中国中国锂电锂电池隔膜

5、年池隔膜年销销量量（单单位：位：亿亿平米平米）60484348271912205178161728320204060801002008201320152016全球全球锂电锂电池隔膜出池隔膜出货货量占比量占比变变化（化（单单位：位：%）日本美国韩国中国河北金力新能源科技股份有限公司92.3隔膜市场的发展趋势42%2%21%7%17%11%2016年全球锂离子电池产品结构电动电动汽汽车车电动电动自行自行车车手机手机便携式便携式电脑电脑其他消其他消费电费电子子产产品品其其他他0306090120国内锂电池需求量预测（GWh）20162017动力电池安全性安全性续续航里程航里程河北金力新能源科技股份有

6、限公司102018E2019E2020E3C电池储能电池湿法聚乙烯趋势趋势二：湿法隔膜成二：湿法隔膜成为为市市场场主流主流产产品。由于品。由于动动力力电电池和池和3C3C产产品品对对能量密度的高要求，能量密度的高要求，可以制可以制备备厚度更薄、厚度更薄、均一性更好、均一性更好、孔孔径大小更易控制的湿法工径大小更易控制的湿法工艺优势艺优势明明显显；预计预计20202020 年国内湿法隔膜需求量将达到年国内湿法隔膜需求量将达到 25.825.8 亿亿平方米；平方米；302520151050201620172018E2019E2020E国内隔膜的需求量预测（单位：亿平方米）干法湿法河北金力新能源科技

7、股份有限公司11当前当前20182018年年20192019年年1.45金力股份湿法金力股份湿法PE隔膜隔膜产产能能规规划划（单单位：位：亿亿平方米平方米）102.4金力股份湿法隔膜产能与规划河北金力新能源科技股份有限公司12河北金力新能源科技股份有限公司133 高端湿法聚乙烯隔膜开发3.1 湿法PE隔膜存在的主要问题CH2-CH2n聚聚乙乙烯烯分分子子链链中中缺缺乏乏极极性性基基团团，导导致致隔隔膜膜的的表表面面能能很很低低，与与极极性性电电解解液液之之间间的的兼兼容容性性差差，影影响响注注液液效效率率和和电电池池性能性能发挥发挥，为为惰性隔膜；惰性隔膜；聚聚乙乙烯烯分分子子链链中中缺缺乏乏

8、刚刚性性基基团团，导导致致隔隔膜膜的的热热性性能能较较差差，受受热热时时会会产产生生严严重重的的热热收收缩缩，易易造造成成电电池池内内部部短短路路，存在安全存在安全隐隐患；患；超高分子量聚乙超高分子量聚乙烯烯：分子量40万-200万；（1 1）电电解液浸解液浸润润性差性差河北金力新能源科技股份有限公司14（2 2）严严重的重的热热收收缩缩烘烤前烘烤后图中为水滴3.2 湿法PE隔膜的改性研究（一）（一）活性隔膜开活性隔膜开发发活性隔膜骨架结构示意PE湿法PE-b-PXX将PE与PE-b-PXX共混湿法制膜，具有电化学活性的PXX链段会在隔膜表面富集，形成活性层，即得活性隔膜；活性隔膜与电解液的相

9、容性优异，电化学稳定窗口宽，可促进离子的隔膜孔道内部的传输，提升电池性能；河北金力新能源科技股份有限公司15（二）（二）高高电导电导隔膜开隔膜开发发溶液A溶液BPEMPEPE河北金力新能源科技股份有限公司165s30sMPE5s100sPEMPE56.131.3改性后隔膜性能提升改性后隔膜性能提升百分比百分比（%）吸液吸液率率电导电导率率PEMPE不能充分浸润可以充分浸润MPE断面能谱河北金力新能源科技股份有限公司17将PE基膜以浸涂的方式依次通过溶液A和B，可以将含有O、N等元素的极性基团固定到隔膜表面；实现隔膜的表面超薄涂覆，制得高电导隔膜；改性后的PE隔膜，通过提高隔膜吸液率、促进锂盐解

10、离和抑制锂离子的溶剂化效应，来增加隔膜的电导率和迁移数，降低电池内部极化；河北金力新能源科技股份有限公司18(三三)耐温型隔膜开耐温型隔膜开发发（I I）陶瓷涂覆隔膜陶瓷涂覆隔膜将PE基膜的单面或者双面涂覆陶瓷浆料并进行干燥处理，可得陶瓷涂覆膜，利用陶瓷涂层的耐高温特性，提升隔膜的热性能；PE河北金力新能源科技股份有限公司19MPE热处理前后（1401h）（II II）聚合物涂覆隔膜聚合物涂覆隔膜将PE基膜的单面或者双面涂覆聚合物浆料，经过相转化或者非相转化方法进行涂层孔结构的调控，可得聚合物涂覆膜；利用聚合物本身的高性能（耐高温，阻燃等）提升隔膜的性能；河北金力新能源科技股份有限公司204.

11、4.湿法隔膜原料国湿法隔膜原料国产产化存在的化存在的问题问题河北金力新能源科技股份有限公司21湿法湿法PEPE隔膜隔膜对对原料的要求原料的要求粒径：粒径：100150um100150um粒径大小和分布影响熔融效果、碳化比例以及隔膜的外观；分子量：分子量：4020040200万万低分子量影响高拉伸倍率，分子量分布越窄，膜特性越稳定；熔点：熔点：130136130136熔点影响隔膜的加工温度和闭孔温度，熔点低，加工和闭孔温度亦低；推推进进国国产产隔膜原料隔膜原料势势在必行：在必行：1 1优势优势：产业链产业链国国产产化、技化、技术术服服务务、高性价比、高性价比2 2需要：性能达需要：性能达标标、稳稳定批量供定批量供应应。小结1 1国国产产隔膜将占据全球主要市隔膜将占据全球主要市场场2 2湿法隔膜将成湿法隔膜将成为为市市场场主主导产导产品品3 3金力股份致力于高端湿法隔膜的国金力股份致力于高端湿法隔膜的国产产化，化，并并积积极推极推进进PEPE原料的国原料的国产产化化河北金力新能源科技股份有限公司22谢谢真诚欢迎各位专家和同仁到金力股份公司参观交流！