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乐凯胶片深度分析之锂电隔膜 锂离子电池隔膜
乐凯胶片深度分析之锂电隔膜日，乐凯胶片发布定向增发投资于太阳能背膜扩产和动力锂电池隔膜的方案，此2种投资前景都不错。因此，目前有考虑将乐凯胶片从事件型交易股票――押注航天集团和乐凯集团对于乐凯胶片的重组，转为投资性交易股票――看好集团公司层面对于乐凯胶片的长期资产注入和注入资产的优质回报。一、行业基础知识：（一）锂电池的工作原理图片来源：长江证券 锂电材料系列报告之一 日锂离子电池的工作原理,也就是其充放电的过程，就是锂离子在正负极之间的穿梭，而电解液正是锂离子流动的介质。（二）什么是锂电隔膜锂离子电池隔膜是1种具有纳米级微孔的高分子功能材料，隔膜在电池内部将正、负极板分隔开来，防止两极接触造成短路。同时，隔膜具备有良好的离子通过能力，有保持电解液的能力，和具有一定的保护电池安全的能力。[1]在锂电池的结构中，隔膜是关键的内层组件之一。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。[2]锂离子性能隔膜要求包括[3]：1）厚度均匀性，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。一般均要求控制在+1微米以内。2）机械强度，隔膜的机械强度可用抗穿刺强度和拉伸强度来衡量。拉伸强度，隔膜的拉伸强度与制膜的工艺相关联。采用单轴拉伸，膜在拉伸方向上与垂直方向强度不同；而采用双轴拉伸时，隔膜在2个方向上一致性会相近。一般拉伸强度主要是指纵向强度要达到100MP以上，横向强度不能太大，过大会导致横向收缩率增大，这种收缩会加大锂电池厂家正、负极接触的几率。抗穿刺强度，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，用它来表示隔膜在装配过程中发生短路的趋势。因隔膜是被夹在凹凸不平的正、负极片间，需要承受很大的压力。为了防止短路，所以隔膜必须具备一定的抗穿刺强度。抗穿刺强度值一般在300-500g。3）透过性能,透过性能可用在一定时间和压力下，通过隔膜气体的量的多少来表征，主要反映了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。作为锂电池隔膜材料，本身具有微孔结构，微孔在整个隔膜材料中的分布应当均匀。孔径一般在0.03-0.12um。孔径太小增加电阻，孔径太大易使正负极接触或被枝晶刺穿短路。隔膜厂家现在基本以透气度、孔隙度指标来衡量透气性。透气率是指特定的空气在特定的压力下通过特定面积隔膜所需要的时间，用Gurley值来表示。根据隔膜厚度，一般在300-700s/100ml。孔隙率是单体膜的体积中孔的体积百分率，它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）理化性能，润湿性和润湿速度：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。化学稳定性：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。其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。5）热稳定性：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：锂离子电池的安全性成为锂电池厂家的最为重视的环节。作为锂电池最为关键的核心材料，对隔膜也提出了更高的要求。目前锂电池用隔膜一般都能够提供1个附加的功能，就是热关闭。这一特性可以为锂离子电池提供1个额外的安全保护。该功能主要参数为闭孔温度和破膜温度。闭孔温度是微孔闭合时的温度，即为闭合温度。指电池内部发生放热反应自热、过充或者电池外部短路时，这些情况都会产生大量的热量。由于聚烯烃材料的热塑性，当温度接近聚合物熔点时，微孔闭合形成热关闭，从而阻断离子的继续传输而形成断路，起到保护电池的作用。一般PE为130-140℃，PP为150℃。破膜温度是指电池内部自热，外部短路使电池内部温度升高，超过闭合温度后微孔闭塞阻断电流通过，热熔性能温度进1步上升，造成隔膜破裂、电池短路。破裂时的温度即为破膜温度。因此，锂电池厂家都希望隔膜有较低的闭孔温度和较高的破裂温度。闭孔温度和破膜温度均与隔膜材料的种类有很大关系。任何单层的隔膜将难以满足锂离子电池对隔膜的安全性的要求。为了满足锂电池厂家的这种要求，南通天丰开发出了PE、PP多层隔膜。融合了PE的低温闭合和PP的高温破膜温度2种特性。[4]由于温度升高和过充导致内部短路由针刺和挤压导致的内部短路图片来源：长江证券 锂电材料系列报告之二 日锂电池电解液、锂电池隔膜、正极材料和负极材料并称为锂电池的4大材料。技术壁垒上，石墨类负极材料&&/span&电解液&&/span&钴酸锂以外的正极材料&&/span&隔膜。[5]根据有关研究，隔膜约占到锂电成本的15%。图片来源：长江证券 锂电材料系列报告之一 日（三）锂电隔膜生产工艺：湿法：湿法又称相分离法或热致相分离法，将高沸点的烃类液体或低分子量的物质与聚烯烃树脂混合，加热溶化混合物并把熔体铺在薄片上，然后降温发生相分离，再以纵向或双轴向对薄片做取向处理，最后用易挥发的溶剂提取液体。可制备出相互贯通的微孔膜材料，适用的材料广。采用该法的具有代表性的公司有日本旭化成、东燃及美国Entek等，用湿法双向拉伸方法生产的隔膜由于经过了双向拉伸具有较高的纵向和横向强度。目前主要用于单层的PE隔膜。[6]欢迎您转载分享：
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锂电隔膜工艺有哪些？对产品性能要求是？
锂离子电池隔膜、正极材料、负极材料和电解液是组成锂离子电池最重要的材料。
&　　(1)产品分类　　隔膜、正极材料、负极材料和电解液是组成锂离子电池最重要的材料。锂离子电池内部采用螺旋绕制结构，需用非常精细且渗透性强的薄膜隔离材料在正、负极间间隔而成，具体结构如下图所示：　　目前，大规模商品化的锂离子电池隔膜生产材料以聚烯烃为主，主要包括聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)和聚乙烯(PE)复合材料。聚烯烃可提供良好的机械性能、化学稳定性和高温自闭性能，是当前锂离子电池隔膜的主要原材料，隔膜按不同特性划分的具体分类如下：　　(2)产品功能　　锂离子电池隔膜具有大量曲折贯通的微孔，能够保证电解质离子自由通过形成充放电回路;而在电池过度充电或者温度升高时，隔膜通过闭孔功能将电池的正极和负极分开以防止其直接接触而短路，达到阻隔电流传导，防止电池过热甚至爆炸的作用。隔膜具体功能示意如下：　　(3)产品性能　　由于锂离子电池隔膜性能的优劣决定着锂离子电池的容量、循环性能、充放电电流密度等关键特性，要求隔膜需具有合适的厚度、离子透过率、孔径和孔隙率及足够的化学稳定性、热稳定性和力学稳定性等性能。具体如下：　　(4)产品工艺　　锂离子电池隔膜需要具备的诸多特性，对其生产工艺提出了特殊的要求，而生产工艺包括原材料配方和快速配方调整、微孔制备技术、成套设备自主设计等工艺。其中，微孔制备技术是锂离子电池隔膜制备工艺的核心，其分为干法单向拉伸、干法双向拉伸和湿法工艺。　　国外干法单向拉伸技术工艺主要由美国Celgard 公司研发和掌握，日本宇部向美国Celgard 公司部分购买了该项技术，经过多年发展，该技术在美国和日本已非常成熟;国内干法单向拉伸技术由星源材质2008 年自主研发成功并取得了相应的专利技术;干法双向拉伸技术是我国中国科学院化学所研究自主开发的工艺;湿法工艺技术最早是由日本旭化成提出的。各工艺的主要情况如下：
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干法和湿法的区别
a、干法由于工序简单，固定资产投入比湿法小；但是加工工艺干法的温度等指标控制难，湿法的工艺更简单；
b、干法可以做三层膜，湿法只能做单层膜；（三层膜的优势在于热关闭温度是135 度，但是热稳定温度为160 度，可以防止热惯性，有25 度的空间，更安
c、干法和湿法除了加工工艺不同，使用的原料也不同（虽然都是聚乙烯和聚丙烯，但是聚乙烯还分很多种，比如流动性好或不流动的，分子量低或分子量高
的）。干法使用的原料是流动性好、分子量低的（即更简单的原料），所以高温只能达到135 度（热关闭温度），遇热会收缩（&5%），安全性不适合做大功率、高容量电池；湿法使用不流动、分子量高的原料，热关闭温度可以达到180 度（日本东燃现在能达到190 度，德国德固赛(Degussa)公司的“Separion”陶瓷无机隔膜可达到200 度），能保证大功率电池的安全性；
d、在生产一般的锂电池方面，干法具有优势，成本低、污染小、孔更均匀；大功率电池方面湿法有优势，主要是安全性和热收缩性小
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wuchaoying 发表于
有个帖子是关于隔膜的，兄台在做这一块啊。任务艰巨啊
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