锂电池隔膜技术工艺专题培训课件
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《锂离子电池隔膜》课件
到关注。企业需要采取有效措施，降低生产过程中的环境污染。
03
市场波动
锂离子电池隔膜市场的需求受电动汽车和储能市场的影响较大，市场波
动较大。企业需要加强市场分析和预测，以应对市场波动带来的风险。
06
锂离子电池隔膜的未来展望
新材料与新技术的研发
总结词
随着科技的不断进步，新材料和新技术 在锂离子电池隔膜领域的应用将更加广 泛。
机械性能
隔膜的机械稳定性对电池 的寿命和安全性至关重要 。
•·
拉伸强度：隔膜应具有足 够的拉伸强度，以承受电 池充放电过程中的应力。
厚度与均匀性：隔膜的厚 度应均匀，以确保电池的 一致性和稳定性。
穿刺强度：隔膜应具有一 定的抗穿刺能力，防止因 针刺等意外因素导致的电 池短路。
热性能
•·
热收缩率：隔膜的热收缩率应尽 可能低，以确保电池在充放电过 程中的结构稳定性。
03
锂离子电池隔膜的性能要求
电化学性能
隔膜在电化学反应中的表现，直接影响 电池的充放电性能。
离子选择性：隔膜应具有适当的离子选 择性，使锂离子能够顺利通过，而其他 离子或分子则受到阻碍。
电子绝缘性：隔膜应具有良好的电子绝 缘性，防止正负极直接接触而发生短路 。
•·
离子电导率：隔膜应具有较高的离子电 导率，以降低内阻，提高电池的充放电 效率。
VS
详细描述
随着对锂离子电池隔膜性能要求的提高， 新材料和新技术的发展将为隔膜的研发提 供更多可能性。例如，新型纳米材料、高 分子材料等具有优异性能的新材料，以及 先进的制备技术、改性技术等，都可能为 锂离子电池隔膜的改进和优化提供支持。
提高生产效率与降低成本
总结词
提高生产效率和降低成本是锂离子电池隔膜 未来的重要发展方向。
锂离子电池隔膜培训PPT课件
方法A： 使垂直通过试样的气流稳定在一个恒定的流量，测定在该条件下试样两侧所 形成的压差，计算空气流通阻力等参数。
方法B： 通过调节使试样两侧形成一个恒定的压差，测定一定时间内垂直通过试样给 定面积的气流流量，计算透气率等参数。
11
5.孔隙率
隔膜孔隙率的定义是空隙的体积占整个体积的比例，微孔材料中常见的孔通常 包含通孔、盲孔、闭孔 3 种结构。
弯曲度 弯曲度主要指隔膜分切后产生的弧形，弧形明显时会造成叠片不齐，卷绕时
产生涡状，造成极片外露进而短路。将隔膜条平铺于桌面上，与钢板尺边缘进 行平行度的对比，可以得到隔膜的弧度。
10
4.透气度
透气度反映隔膜的透过能力，一般采用 Gurley 法进行测定，即一定体积的 气体，在一定压力条件下通过给定面积的隔膜所需要的时间。与电池内阻成正比， 数值越大，内阻越大。
15
6.浸润性
目前对浸润性的测试主要有目测法和用接触角仪进行接触角的测量。 目测法是用微量注射器吸取电解液，滴加在隔膜上并开始计时，观察电解液何时将 隔膜完全浸润，并停止计时。 此种方法无法定量的表征隔膜对电解液的浸润性，但可用于甄别对电解液浸润性不 好的隔膜，一般 2~3s 内可完全浸润的隔膜视为浸润性较好。
5
隔膜种类 (Separator classification）
6
隔膜性能指标 (Performance index)
7
1.红外光谱
红外光谱可用于确定隔膜的化学组成，例如聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚 酰亚胺（PI）等，通过了解隔膜的化学组成可初步定性判定隔膜的熔断温度、பைடு நூலகம்孔 特性、电化学稳定性等基本特性。
目前孔隙率的测试方法主要有吸液法、计算法和测试法。
方法B： 通过调节使试样两侧形成一个恒定的压差，测定一定时间内垂直通过试样给 定面积的气流流量，计算透气率等参数。
11
5.孔隙率
隔膜孔隙率的定义是空隙的体积占整个体积的比例，微孔材料中常见的孔通常 包含通孔、盲孔、闭孔 3 种结构。
弯曲度 弯曲度主要指隔膜分切后产生的弧形，弧形明显时会造成叠片不齐，卷绕时
产生涡状，造成极片外露进而短路。将隔膜条平铺于桌面上，与钢板尺边缘进 行平行度的对比，可以得到隔膜的弧度。
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4.透气度
透气度反映隔膜的透过能力，一般采用 Gurley 法进行测定，即一定体积的 气体，在一定压力条件下通过给定面积的隔膜所需要的时间。与电池内阻成正比， 数值越大，内阻越大。
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6.浸润性
目前对浸润性的测试主要有目测法和用接触角仪进行接触角的测量。 目测法是用微量注射器吸取电解液，滴加在隔膜上并开始计时，观察电解液何时将 隔膜完全浸润，并停止计时。 此种方法无法定量的表征隔膜对电解液的浸润性，但可用于甄别对电解液浸润性不 好的隔膜，一般 2~3s 内可完全浸润的隔膜视为浸润性较好。
5
隔膜种类 (Separator classification）
6
隔膜性能指标 (Performance index)
7
1.红外光谱
红外光谱可用于确定隔膜的化学组成，例如聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚 酰亚胺（PI）等，通过了解隔膜的化学组成可初步定性判定隔膜的熔断温度、பைடு நூலகம்孔 特性、电化学稳定性等基本特性。
目前孔隙率的测试方法主要有吸液法、计算法和测试法。
锂离子电池隔膜基础ppt课件
Ls d
tGur
5.18
L d
式中：τ-孔的曲折度，Ls-气体或液体实际 通过的路程，d-隔膜的厚度
式中：tGur-Gurley值；τ-孔的曲折度；L膜厚（cm）; ε-孔隙率；d-孔径
用压降仪来测量电池隔膜的透气率
东燃16u 东然20u celgard20u celgard25u
隔膜空气渗透性/s
械性能的耐久性； 7. 隔膜不含有电解液能溶解的颗粒和金属及对电池
有害的物质。
.
隔膜作用
1. 将电池的正负极隔离以防止短路 2. 吸附电池中电化学反应进行必须的的电解质
溶液,确保有高的离子电导率 3. 保证在电池发生异常时为提高电池的安全性
而附加的使电池反应停止的功能
.
对隔膜的要求：
a.有一定的机械强度，保证在电池变形条件下不破 裂；
下，隔膜的厚度越薄越好。现在，新型的高能电池大都采用膜厚 20μm或 16μm的单层隔膜；电动汽车(EV)和混合电动汽车(HEV)所用电池的隔膜在 40μm左右，这是电池大电流放电和高容量的需要，而且隔膜越厚，其机械强 度就越好，在组装电池过程中不易短路。
隔膜 构造 厚度
Celgard2320 PP/PE/PP 25/20/16
采用单轴拉伸时，膜在拉伸方向与垂直拉伸方向强度不同，而采用双轴拉伸制备的隔 膜其强度在两个方向上基本一致。
东然-16u 东燃-20u Celgard-20u Celgard-25u
抗拉强度均值/Mpa 132.2 141.7 199.6 205.9
伸长率均值/% 89.64 107.96 48.06 77.16
.
(3)孔隙率。
透过性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。孔隙率对膜的透过性和电解液的容纳量 非常重要。大多数商用锂离子电池隔膜的孔隙率在40％- 50％之间。
锂离子电池隔膜培训
锂电池隔膜具有的诸多特性以及其性能指标的难以兼顾决定了其生产工艺技术 壁垒高、研发难度大。隔膜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诸多工艺。其中，微孔制备技术是锂电池隔膜制备工艺的 核心，根据微孔成孔机理的区别可以将隔膜工艺分为干法与湿法两种。
隔膜基础知识
锂离子电池对隔膜的要求包括： （1）具有电子绝缘性，保证正负极的机械隔离； （2）有一定的孔径和孔隙率，保证低的电阻和高的离子电导率，对锂离 子有很好的透过性； （3）耐电解液腐蚀，有足够的化学和电化学稳定性，这是由于电解质的 溶剂为强极性的有机化合物； （4）具有良好的电解液的浸润性，并且吸液保湿能力强； （5）力学稳定性高，包括穿刺强度、拉伸强度等，但厚度尽可能小； （6）空间稳定性和平整性好； （7）热稳定性和自动关断保护性能好； （8）受热收缩率小，否则会引起短路，引发电池热失控。除此之外，动 力电池通常采用复合膜，对隔膜的要求更高。
接触角仪测量方法为在隔膜上滴下电解液，测定液滴两端的距离与高度，计算出接 触角，具体计算方法如图 4 所示。
6.浸润性
接触角仪可定量的给出电解液对隔膜的浸润性，还可通过捕捉液滴在隔膜表面 铺展开来的动态影像计算出浸润速率等数据。该方法亦无参考标准，各个厂家可根 据自己的需求制定该项技术指标，接触角 <37°则视为浸润性较好。
a、隔开锂电池的正、负极，防止正、负极接触形成短路； b、薄膜中的微孔能够让锂离子通过，形成充放电回路。
Fig. 1.Schematic illustration of a typical lithium-ion battery.
隔膜基础知识
高性能锂电池需要隔膜具有厚度均匀性以及优良的力学性能（包括拉伸强度 和抗穿刺强度）、透气性能、理化性能（包括润湿性、化学稳定性、热稳定性、安 全性）。隔膜的优异与否直接影响锂电池的容量、循环能力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。
隔膜基础知识
锂离子电池对隔膜的要求包括： （1）具有电子绝缘性，保证正负极的机械隔离； （2）有一定的孔径和孔隙率，保证低的电阻和高的离子电导率，对锂离 子有很好的透过性； （3）耐电解液腐蚀，有足够的化学和电化学稳定性，这是由于电解质的 溶剂为强极性的有机化合物； （4）具有良好的电解液的浸润性，并且吸液保湿能力强； （5）力学稳定性高，包括穿刺强度、拉伸强度等，但厚度尽可能小； （6）空间稳定性和平整性好； （7）热稳定性和自动关断保护性能好； （8）受热收缩率小，否则会引起短路，引发电池热失控。除此之外，动 力电池通常采用复合膜，对隔膜的要求更高。
接触角仪测量方法为在隔膜上滴下电解液，测定液滴两端的距离与高度，计算出接 触角，具体计算方法如图 4 所示。
6.浸润性
接触角仪可定量的给出电解液对隔膜的浸润性，还可通过捕捉液滴在隔膜表面 铺展开来的动态影像计算出浸润速率等数据。该方法亦无参考标准，各个厂家可根 据自己的需求制定该项技术指标，接触角 <37°则视为浸润性较好。
a、隔开锂电池的正、负极，防止正、负极接触形成短路； b、薄膜中的微孔能够让锂离子通过，形成充放电回路。
Fig. 1.Schematic illustration of a typical lithium-ion battery.
隔膜基础知识
高性能锂电池需要隔膜具有厚度均匀性以及优良的力学性能（包括拉伸强度 和抗穿刺强度）、透气性能、理化性能（包括润湿性、化学稳定性、热稳定性、安 全性）。隔膜的优异与否直接影响锂电池的容量、循环能力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。
《锂电池知识培训》课件
锂电池的电化学反应还伴随着热量的产生，因此需要良好的散热设计以 防止过热。
锂电池的充放电过程
锂电池的充放电过程涉及到电子和离子的流动。充电时，电 流从正极流向负极，同时发生化学反应将电能转化为化学能 储存起来。放电时，电流从负极流向正极，化学能被释放出 来转换为电能。
锂电池的充放电过程需要精确控制，以防止过度充电或过度 放电。过度充电或过度放电可能会对电池性能产生负面影响 ，甚至可能损坏电池。
负极材料的制备
负极材料的选择
常用的负极材料包括石墨、钛酸 锂等，选择合适的负极材料对锂 电池的充放电性能和循环寿命有
重要影响。
合成方法
负极材料的合成方法与正极类似， 也包括固相法、溶胶凝胶法、共沉 淀法等。
表面处理
为了提高负极材料的电化学性能， 常对其表面进行改性，如进行氧化 、还原处理，或采用涂覆、包覆等 手段。
《锂电池知识培 训》ppt课件
目录
• 锂电池简介 • 锂电池的工作原理 • 锂电池的制造工艺 • 锂电池的安全使用 • 锂电池的市场前景和发展趋势
01
锂电池简介
锂电池的发明和发展
锂电池的发明
锂电池的发明可以追溯到20世纪 70年代，当时人们开始探索使用 锂金属作为电池负极的可能性。
锂电池的发展
04
锂电池的安全使用
锂电池的储存和使用注意事项
01
02
03
04
避免在过高或过低的温度环境 下储存或使用锂电池，以防电
池性能下降或发生危险。
避免将锂电池暴露在潮湿的环 境中，以防电池内部短路或腐
蚀。
避免将锂电池置于高温环境中 ，以防电池膨胀或爆炸。
避免将锂电池置于有火源或高 温物体的地方，以防电池燃烧
锂电池的充放电过程
锂电池的充放电过程涉及到电子和离子的流动。充电时，电 流从正极流向负极，同时发生化学反应将电能转化为化学能 储存起来。放电时，电流从负极流向正极，化学能被释放出 来转换为电能。
锂电池的充放电过程需要精确控制，以防止过度充电或过度 放电。过度充电或过度放电可能会对电池性能产生负面影响 ，甚至可能损坏电池。
负极材料的制备
负极材料的选择
常用的负极材料包括石墨、钛酸 锂等，选择合适的负极材料对锂 电池的充放电性能和循环寿命有
重要影响。
合成方法
负极材料的合成方法与正极类似， 也包括固相法、溶胶凝胶法、共沉 淀法等。
表面处理
为了提高负极材料的电化学性能， 常对其表面进行改性，如进行氧化 、还原处理，或采用涂覆、包覆等 手段。
《锂电池知识培 训》ppt课件
目录
• 锂电池简介 • 锂电池的工作原理 • 锂电池的制造工艺 • 锂电池的安全使用 • 锂电池的市场前景和发展趋势
01
锂电池简介
锂电池的发明和发展
锂电池的发明
锂电池的发明可以追溯到20世纪 70年代，当时人们开始探索使用 锂金属作为电池负极的可能性。
锂电池的发展
04
锂电池的安全使用
锂电池的储存和使用注意事项
01
02
03
04
避免在过高或过低的温度环境 下储存或使用锂电池，以防电
池性能下降或发生危险。
避免将锂电池暴露在潮湿的环 境中，以防电池内部短路或腐
蚀。
避免将锂电池置于高温环境中 ，以防电池膨胀或爆炸。
避免将锂电池置于有火源或高 温物体的地方，以防电池燃烧
锂电池隔膜技术和工艺
基体材料为聚丙烯、聚乙烯材 料和添加剂
隔膜作用
分隔电池的正负极，防止短路
充放电过程中使电解质离子来 回通过的功能
材质特性
不导电
电池种类不同，采用不同隔膜 PE 、PP等
隔膜六大性能参数
孔径大小及分布
孔径的大小及分布与制备方法有关； 孔径大小影响隔膜的透过能力； 分布不均匀导致电池内部电流密度不一致， 形成枝状晶刺穿隔膜。
一性-------微孔的尺寸和分布 直接影响到隔膜的孔隙率、透 气性、吸液率。
➢ 产品稳定性保持难。
基体材料
➢ 聚丙烯、聚乙烯材料和添加剂等高分子材料复杂性和高知识含量。
制造设备
➢ 设备精密稳定。
❖ 经济方面 ▪ 投资金额大、周期长、技术风险高。
国内现状： 隔膜的厚度、强度、
孔隙率一致性不够 量产批次稳定性较
干湿法工艺区别
比较方法
工序
工艺比较
固定资产 工艺控制
产品比较
单层膜 三层膜
PP
原料
PE
原料特性
成本
使用范围
产品性能
安全性 热关闭温度
热收缩性
孔径
环境
干法工艺 简单
相对低 难度高
可以 可以 可以 可以 流动性好、分子量低 低 小功率、低容量电池 低 低（135°C） 高 比较大 友好
湿法工艺 复杂 高 低 可以
厚度尽可能薄； 空间稳定性和平整性好；
锂电池隔膜的主要厂商及其主要产品
热稳定性好、自动关断性能好；
动力电池对隔膜要求更高，通常采用复合膜。
隔膜壁垒
❖ 技术方面 造孔工程技术
➢ 隔膜造孔工艺难度高； ➢ 无成套生产设备；
隔膜作用
分隔电池的正负极，防止短路
充放电过程中使电解质离子来 回通过的功能
材质特性
不导电
电池种类不同，采用不同隔膜 PE 、PP等
隔膜六大性能参数
孔径大小及分布
孔径的大小及分布与制备方法有关； 孔径大小影响隔膜的透过能力； 分布不均匀导致电池内部电流密度不一致， 形成枝状晶刺穿隔膜。
一性-------微孔的尺寸和分布 直接影响到隔膜的孔隙率、透 气性、吸液率。
➢ 产品稳定性保持难。
基体材料
➢ 聚丙烯、聚乙烯材料和添加剂等高分子材料复杂性和高知识含量。
制造设备
➢ 设备精密稳定。
❖ 经济方面 ▪ 投资金额大、周期长、技术风险高。
国内现状： 隔膜的厚度、强度、
孔隙率一致性不够 量产批次稳定性较
干湿法工艺区别
比较方法
工序
工艺比较
固定资产 工艺控制
产品比较
单层膜 三层膜
PP
原料
PE
原料特性
成本
使用范围
产品性能
安全性 热关闭温度
热收缩性
孔径
环境
干法工艺 简单
相对低 难度高
可以 可以 可以 可以 流动性好、分子量低 低 小功率、低容量电池 低 低（135°C） 高 比较大 友好
湿法工艺 复杂 高 低 可以
厚度尽可能薄； 空间稳定性和平整性好；
锂电池隔膜的主要厂商及其主要产品
热稳定性好、自动关断性能好；
动力电池对隔膜要求更高，通常采用复合膜。
隔膜壁垒
❖ 技术方面 造孔工程技术
➢ 隔膜造孔工艺难度高； ➢ 无成套生产设备；
锂离子电池隔膜基础知识ppt课件
质分离过程，是一种广泛应用的单
萃
元操作。 萃取有两种方式：液-液
取
萃取和固-液萃取（浸取），萃取操 作是一个物理过程。
说 液-液萃取，用选定的溶剂分离液体
明
混合物中某种组分，溶剂必须与被
萃取的混合物液体不相溶，具有选
择性的溶解能力，而且必须有好的
热稳定性和化学稳定性；固-液萃取
用溶剂分离固体混合物中的组分。
湿
法
流 程 分 解
池 隔 膜
生 产 锂 离
子
电
3.铸片冷却系统
铸片冷却是将从模头出来的熔体 经过激冷辊冷却成为固态厚片的过 程。铸片冷却起到的作用是： (1) 冷却熔体，形成厚片； (2)急冷熔 体，降低厚片结晶度，防止球晶的 形成； (3)急冷“塑料一成孔剂”混 合物熔体，使成孔剂与聚烯烃产生 热致性相分离; (4)急冷厚片表面， 使已产生相分离的大部分成孔剂被 锁在厚片里面，使成孔剂不容易流 走和渗出。
湿
法
流 程 分 解
池 隔 膜
生 产 锂 离
子
电
5.收卷系统
锂离子隔膜的油膜由于成孔剂的存 在，收卷张力过小容易造成打滑跑 偏，而张力过大又会造成纵向碰得 太紧产生纵皱，影响后续加工的质 量。
湿
法
流 程 分 解
池 隔 膜
生 产 锂 离
子
电
6.洗涤烘干系统
洗涤烘干系统是湿法锂离子隔膜生 产特有的工序过程。因为经上工序 加工后的薄膜虽然主料膜网与成孔 剂基本上已经产生了相分离，但成 孔剂还仍然分布在产生了双向取向 的分子链之间。洗涤烘干系统的作 用就是将成孔剂从油膜的孔中赶出 来或萃取出来，形成(准确的讲应 该是“呈现出” )能让锂离子通过的 微孔。
锂离子电池隔膜PPT课件
复合隔膜
此种隔膜有两层（PP/PE）隔膜、三层(PP/PE/PP） 隔膜。三层膜在温度升高时，中部的PE在130度熔化 收缩造成热关闭，但是由于外部的PP熔化温度为160 度，隔膜还可以保持一定的安全性，因此三层膜也较 适用于动力电池。目前Celgard与UBE掌握此种技术 及专利权。
隔膜性能对电池性能的影响
隔膜简介
在锂离子电池中，隔膜的作用主要有两个 方面：一方面起到分隔正、负极，防止短路 的作用；另一方面，隔膜能够让锂离子通过， 形成充放电回路。
隔膜性能的优劣直接影响着电池内阻、放 电容量、循环使用寿命以及安全性能。隔膜 越薄，孔隙率越高，电池内阻越小，高倍率 放电性能越好，性能优异的隔膜对提高电池 的综合性能具有重要的作用。
目前所使用的电极颗粒一般在 10 微米的量级，而所使 用的导电添加剂则在 10 纳米的量级，不过很幸运的是 一般碳黑颗粒倾向于团聚形成大颗粒。一般来说，亚微 米孔径的隔膜足以阻止电极颗粒的直接通过，当然也不 排除有些电极表面处理不好，粉尘较多导致的一些诸如 微短路等情况。
⑥穿刺强度
穿刺强度：在一定的速度（每分钟 3-5 米）下，让一个 没有锐边缘的直径为1mm 的针刺向环状固定的隔膜，为穿 透隔膜所施加在针上的最大力。
来比较两种隔膜的浸润度。
④化学稳定性
要求隔膜在电化学反应中是惰性的，且对强还原、 强氧化不活泼，机械强度不衰减，不产生杂质。一般 认为，目前隔膜用材料PE或PP可满足化学惰性要求。
⑤孔径
防1μm时，锂离子穿透能力太小，大于0.1μm时，电池 内部枝晶生成时电池易短路。
全球主要隔膜生产企业产能分布（2010年）
根据台湾工研院的数据，预计到2013年隔膜需求量可达5.63 亿平米，产值近17亿美元，但由上面的产能表可见，隔膜的产 能远不能满足市场需求。
锂离子电池隔膜及粘结剂基础知识PPT共22页
天 真而不 幼稚， 勇敢而 鲁莽， 倔强而 有原则 ，热情 而不冲 动，乐 观而不 盲目。 ——马 克思
6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
锂离子电池隔膜及粘结 剂基础知识
6、纪律是自由的第一条件。——黑格 尔 7、纪律是集体的面貌，集体的声音， 集体的 动作， 集体的 表情， 集体的 信念。 ——马 卡连柯
8、我们现在必须完全保持党的纪律， 否则一 切都会 陷入污 泥中。 ——马 克思 9、学校没有纪律便如磨坊没有水。— —夸美 纽斯
6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
锂离子电池隔膜及粘结 剂基础知识
6、纪律是自由的第一条件。——黑格 尔 7、纪律是集体的面貌，集体的声音， 集体的 动作， 集体的 表情， 集体的 信念。 ——马 卡连柯
8、我们现在必须完全保持党的纪律， 否则一 切都会 陷入污 泥中。 ——马 克思 9、学校没有纪律便如磨坊没有水。— —夸美 纽斯
锂离子电池隔膜基础ppt课件
下，隔膜的厚度越薄越好。现在，新型的高能电池大都采用膜厚 20μm或 16μm的单层隔膜；电动汽车(EV)和混合电动汽车(HEV)所用电池的隔膜在 40μm左右，这是电池大电流放电和高容量的需要，而且隔膜越厚，其机械强 度就越好，在组装电池过程中不易短路。
隔膜 构造 厚度
Celgard2320 PP/PE/PP 25/20/16
东燃 PE 20/16
旭化成 PE
20/16
宇部 PP/PE/PP
20
.
(2)孔径和分布。
作为电池隔膜材料，本身具有微孔结构，容许吸纳电解 液；为了保证电池中一致的电极/电解液界面性质和均 一的电流密度，微孔在整个隔膜材料中的分布应当均匀。 孔径的大小与分布的均一性对电池性能有直接的影响： 孔径太大，容易使正负极直接接触或易被锂枝晶刺穿而 造成短路；孔径太小则会增大电阻。微孔分布不匀，工 作时会形成局部电流过大，影响电池的性能。
Temperature (°C)
2.隔膜的制造工艺
隔膜的制备方法
干法
单向拉伸 双向拉伸
熔融拉伸（MSCS） 美国celgard、日 本宇部
热致相分（TIPS） 湿法
日本的旭化成、东燃， 美国的Entek
优点：较好的控
制孔径及孔隙率。
缺点：需使用溶
剂，产生污染，提 高成本。
.
干法制备隔膜
定义：干法是将聚烯烃树脂熔融、挤压、吹制成结晶性高分子薄膜，经过结晶
.
(3)孔隙率。
透过性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。孔隙率对膜的透过性和电解液的容纳量 非常重要。大多数商用锂离子电池隔膜的孔隙率在40％- 50％之间。
P%(WwWd)(Vbb)
隔膜 构造 厚度
Celgard2320 PP/PE/PP 25/20/16
东燃 PE 20/16
旭化成 PE
20/16
宇部 PP/PE/PP
20
.
(2)孔径和分布。
作为电池隔膜材料，本身具有微孔结构，容许吸纳电解 液；为了保证电池中一致的电极/电解液界面性质和均 一的电流密度，微孔在整个隔膜材料中的分布应当均匀。 孔径的大小与分布的均一性对电池性能有直接的影响： 孔径太大，容易使正负极直接接触或易被锂枝晶刺穿而 造成短路；孔径太小则会增大电阻。微孔分布不匀，工 作时会形成局部电流过大，影响电池的性能。
Temperature (°C)
2.隔膜的制造工艺
隔膜的制备方法
干法
单向拉伸 双向拉伸
熔融拉伸（MSCS） 美国celgard、日 本宇部
热致相分（TIPS） 湿法
日本的旭化成、东燃， 美国的Entek
优点：较好的控
制孔径及孔隙率。
缺点：需使用溶
剂，产生污染，提 高成本。
.
干法制备隔膜
定义：干法是将聚烯烃树脂熔融、挤压、吹制成结晶性高分子薄膜，经过结晶
.
(3)孔隙率。
透过性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。孔隙率对膜的透过性和电解液的容纳量 非常重要。大多数商用锂离子电池隔膜的孔隙率在40％- 50％之间。
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锂电池制造工艺培训(ppt40张)
使电池芯叠层紧密，方便套壳
潜在问题
压力过大或过小—压力过大易导致电芯压坏短路，压力过小使
电芯压不到位，影响下步操作
电池培训教材
制程过程控制点—14
贴上下胶纸
避免电池芯和壳体或盖板间的短路
潜在问题
位置不当—在电池受外界震动或碰撞时不能完全避免电池的内
部短路，容易出现安全问题
电池培训教材
制程过程控制点—15
路或安全问题，正极活性物质被贴住会影响容量
电池培训教材
制程过程控制点—10
极片烘烤
除去极片中的水分
潜在问题
①温度过高—极片变脆，引起极片掉粉或电池短路，导致电池 自放电大甚至安全问题
②温度过低—极片除水不净，导致电池容量低、内阻不稳定、 循环差及尺寸异常
电池培训教材
制程过程控制点—11
卷绕
隔膜良好绝缘的基础上正负极良好地叠合
②恒压电压不准
a、电压偏高会导致电池过充，影响电池性能和分容准确度，极 端时可能出现爆炸
b、电压偏低会导致电池充电不足，影响电池分容的准确度
电池培训教材
制程过程控制点—30
储存
检测电池的自放电情况
潜在问题
温度对储存结果有影响
电池培训教材
制程过程控制点—31
抛光
清理电池表面
潜在问题
①抛光不良—影响电池的外观
②注液时与外界隔离效果差—容易导致电池内含水量增加，引
起电池容量低、内阻大、平台低及循环性差等问题
电池培训教材
制程过程控制点—26
储存
使电解液充分渗透
潜在问题
储存时环境控制不好—容易使电池吸水，引电池各项性能异常
电池培训教材
制程过程控制点—27
潜在问题
压力过大或过小—压力过大易导致电芯压坏短路，压力过小使
电芯压不到位，影响下步操作
电池培训教材
制程过程控制点—14
贴上下胶纸
避免电池芯和壳体或盖板间的短路
潜在问题
位置不当—在电池受外界震动或碰撞时不能完全避免电池的内
部短路，容易出现安全问题
电池培训教材
制程过程控制点—15
路或安全问题，正极活性物质被贴住会影响容量
电池培训教材
制程过程控制点—10
极片烘烤
除去极片中的水分
潜在问题
①温度过高—极片变脆，引起极片掉粉或电池短路，导致电池 自放电大甚至安全问题
②温度过低—极片除水不净，导致电池容量低、内阻不稳定、 循环差及尺寸异常
电池培训教材
制程过程控制点—11
卷绕
隔膜良好绝缘的基础上正负极良好地叠合
②恒压电压不准
a、电压偏高会导致电池过充，影响电池性能和分容准确度，极 端时可能出现爆炸
b、电压偏低会导致电池充电不足，影响电池分容的准确度
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制程过程控制点—30
储存
检测电池的自放电情况
潜在问题
温度对储存结果有影响
电池培训教材
制程过程控制点—31
抛光
清理电池表面
潜在问题
①抛光不良—影响电池的外观
②注液时与外界隔离效果差—容易导致电池内含水量增加，引
起电池容量低、内阻大、平台低及循环性差等问题
电池培训教材
制程过程控制点—26
储存
使电解液充分渗透
潜在问题
储存时环境控制不好—容易使电池吸水，引电池各项性能异常
电池培训教材
制程过程控制点—27
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隔膜作用
分隔电池的正负极，防止短路
充放电过程中使电解质离子来 回通过的功能
材质特性
不导电
电池种类不同，采用不同隔膜 PE 、PP等
隔膜六大性能参数
孔径大小及分布
孔径的大小及分布与制备方法有关； 孔径大小影响隔膜的透过能力；
分布不均匀导致电池内部电流密度不一致， 形成枝状晶刺穿隔膜。
• 对隔膜微孔的尺寸和分布的均 一性-------微孔的尺寸和分 布直接影响到隔膜的孔隙率、 透气性、吸液率。
基体材料
聚丙烯、聚乙烯材料和添加剂等高分子材料复杂性和高知识含量。
制造设备
设备精密稳定。
经济方面 投资金额大、周期长、技术风险高。
国内现状： 隔膜的厚度、强度、
孔隙率一致性不够 量产批次稳定性较
锂电池隔膜技术工艺
隔膜是锂电池一个重要组件
隔膜是锂离子电池的重要组成部分,是支撑锂离子电池完 成充放电电化学过程的重要构件。
隔膜定义
隔膜性能
影响电池的界面结构、内阻
影响电池容量、循环次数和安 全性能
影响电池的综合性能
锂电池隔 膜材料
高强度薄膜化聚烯烃多孔膜材 料
有耐有机溶剂功能
基体材料为聚丙烯、聚乙烯材 料和添加剂
孔隙率
孔的体积和隔膜体积的比值， 一般隔膜孔隙率在35%-60%之间。
透气率
Gurley指数，是一个重要物化指标； 与电池内阻成正比； 数值越大，内阻越大。
性能参数
热稳定性
隔膜受热时尺寸稳定性
自动关闭机理
一种安全保护性能； 限制温度升高和防止短路； 安全窗口温度越高愈好，电池的安全性越高； 与隔膜的原材料和隔膜的结构有关； 材料熔点决定隔膜的闭孔温度。
差
锂电池材料利润率
锂电池成本构成
熔融拉升MSCS
工艺技术
热致相分离TIPS
成孔机理不同 共性步骤：取向步骤-----使薄膜产生空隙并提高拉升强度。
干法工艺
干法是将聚烯烃树脂熔融、挤压、吹膜制成结晶性聚合物薄膜，经过 结晶化处理、退火后，得到高度取向的多层结构，在高温下进一步拉伸， 将结晶界面进行剥离，形成多孔结构，可以增加薄膜的孔径。
优点：
隔膜孔径范围比较小而均匀； 双向拉伸强度高； 膜更薄。
缺点：
投资大，周期长，工艺复杂； 环境污染。
湿法工艺特点
工艺方式 工艺原理 方法特点
产品特点 厂家
湿法工艺特点
双向拉伸
相分离
设备复杂，投资大，周期长、工艺 复杂、成本高、能耗大、有环境污
染
微孔尺寸小、分布均匀、适应生产 较薄产品，只能生产PE膜
率，对锂离子有很好的透过性；
合膜、隔膜纸、碾压膜等几类；
耐电解液腐蚀，有足够的化学和电化学稳定 性； 对电解液的浸润性好并具有足够的吸液保湿
目前商品化锂电池隔膜材料主要采用聚乙烯、聚 丙烯微孔膜；
力；
固体和凝胶电解质用作一个特殊的组件，同时发
足够力学性能----穿刺强度、拉伸强度等，但挥电解液和电池隔膜的作用-固态电池。
影响膜孔结构形态因素：
冷却速率 聚合物溶液的初始浓度 聚合物分子量 溶剂分子的运动与结晶能力 成核剂--成核剂能更好地控制微孔的尺寸和分布
湿法工艺关键系统
工艺工艺比较
固定资产 工艺控制
产品比较
单层膜 三层膜
PP
原料
PE
原料特性
旭化成、东燃、美国Entek、深圳星 源、金辉高科
干湿法隔膜性能比较
比较性能
干法工艺
湿法工艺
孔径大小
大
小
孔径均匀性
差
好
拉伸强度均匀性 差，显各向异性 好，显各向同性
横向拉伸强度
低
高
横向收缩率
低
较高
穿刺强度
低
高
干
单层隔膜的SEM图
法
工
艺
（
单
向
拉
伸
）
湿 法 工 艺 （ 双 向 拉 伸 ）
湿法工艺原理
湿法制备微孔膜的热力学基础是聚合物-溶剂体系 的相图。通过调节体系的温度和浓度，使得聚合 物直接从体系中结晶析出。
微观影响膜结构的因素
降低挤出温度提高分子取向度
提高退火温度，提高结晶度， 晶片结构排列完善
两种干法工艺特点
工艺方式 工艺原理 方法特点
产品特点
厂家
单向拉伸
双向拉伸
晶片拉伸
晶型转换
设备复杂，精度要求高，投资大，工艺 复杂、控制难度高、环境友好
设备复杂、投资较大，一般需 成孔剂等添加剂辅助成孔-加入
熔融挤出
高倍拉伸
冷却
热处理
拉伸
热定型
分切
收卷
优点：工艺相对简单、附加值高、无环境污染。 缺点：
孔径及孔隙率较难控制； 拉伸比较小，只有约1～3； 低温拉伸时容易导致隔膜穿孔； 产品不能做得很薄。
干法工艺影响因数
工艺影响膜结构的因素
熔融牵伸比； 挤出温度； 隔膜性能参数等。
力学强度
要求抗穿刺强度高； 单向拉伸，拉伸~50N，横向~5N； 双向拉伸，要求2个方向要求一致。
隔膜特性和分类
隔膜特性
隔膜分类
电子绝缘性-------正负极的机械隔离； 根据不同物理、化学特性，锂电池隔膜材料可以
一定的孔径和孔隙率，低电阻和高离子电导 分为：织造膜、非织造膜（无纺布）、微孔膜、复
β晶型改进剂
微孔尺寸、分布均匀、微孔导透性好， 产品横向热收缩差，能够生产出不同厚 度的产品，能够生产PP\PE产品和三层复
合产品
微孔尺寸、分布均匀、透气性 更好，稳定性差。
现只能生产出较厚规格的PP膜
Celgard、UBE、深圳星源科技
新乡格瑞恩
单向拉伸设备
湿法工艺
湿法又称相分离法或热致相分离法，将液态烃或一些小分子物质与聚烯烃树脂 混合，加热熔融后，形成均匀的混合物，然后降温进行相分离，压制得膜片，再 将膜片加热至接近熔点温度，进行双向拉伸使分子链取向，最后保温一定时间， 用易挥发物质洗脱残留的溶剂，可制备出相互贯通的微孔膜材料。
成本
使用范围
产品性能
安全性 热关闭温度
热收缩性
孔径
环境
干法工艺 简单 相对低 难度高 可以 可以 可以 可以
流动性好、分子量低 低
厚度尽可能薄； 空间稳定性和平整性好；
锂电池隔膜的主要厂商及其主要产品
热稳定性好、自动关断性能好；
动力电池对隔膜要求更高，通常采用复合膜。
隔膜壁垒
技术方面 造孔工程技术
隔膜造孔工艺难度高； 无成套生产设备； 产品稳定性保持难。
隔膜一致性：
• 厚度、面密度、力学性能一致 性；