锂离子动力电池专用隔膜产业化与最新进展 ppt课件
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• 可以进行隔膜性能、测厚、孔隙、 孔径分布等方面的全面表征；
• 2009年公司承担了深圳市市级工 程中心建设任务，中心总投资 3000万元人民币。
星源企业生产标准
3.星源材质隔膜产品性能
项目 外观 厚度 面密度
透气性 拉伸强度 穿刺强度
星源隔膜性能指标
自主开发成功的隔膜性能指标
技术标准
表面光滑平整，无污渍，划痕及破损，无通孔
锂离子动力电池 专用隔膜产业化与最新进展
1.我国锂电池隔膜产业化的必要性
锂电池隔膜产业化的必要性
新能源汽车是必然趋势，需要储能元件
在众多的储能元件中,锂电池具有优势:工作电压高、 比能量高、自放电小、应用温度范围宽、循环寿命 长、无记忆效应、安全性能好、无污染等优越性能;
专用隔膜是锂离子电池中不可或缺的关键部件
锂电池隔膜的不可替代性
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。
绝缘材料 隔离电池的正负极
电解质离子 在电池充放电过程中
来回迁移通过
隔膜作用
锂电池隔膜高性能要求 良好的力学性能 尺寸稳定性好 耐热、耐刺穿性好
多孔、孔隙率高 孔的弯曲度低 孔径尺寸均匀 减少任何对电池效能不利的副作用 性能要求
0
Z``
5
10
15
20
25
Z` (ohm)
耐高温隔膜阻抗曲线
耐高温隔膜仍然表现出 优良的离子电导率。
最新产品-耐高温特种隔膜系列
在保持具有其他良好的性能之外 具有更加优异的耐高温特性 对电池的安全性有更大的保证 代表未来市场需求的趋势
5.产能扩展规划
扩大产能规划
当前产能同市场需求缺口巨大
急需扩大产能
硬弹性膜的制备工艺与技术；
硬弹性膜的连续拉伸工艺与技术；
微孔聚烯烃膜性能的在线检测方法和技术；
膜的自闭温度的调节方法与技术；
膜的微孔结构与性能的控制方法与技术。
关键技术突破
微孔聚烯烃膜制造成套设备的设计制造
硬弹性聚烯烃膜的制备工艺与技术
技术
突破
硬弹性聚烯烃膜的拉伸成孔工艺与技术
尺寸稳定的高性能聚烯烃隔膜的制造工艺。
50 45 40 35 30 25 20 15 10
5 0
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Z``
5
10
15百度文库
20
25
30
35
40
45
50
Z` (ohm)
普通隔膜阻抗曲线
普通隔膜
阻抗（ohm) 电导率
1.9
6.55E-02
耐高温隔膜 6
2.07E-02
最新产品-耐高温特种隔膜系列
50 45 40 35 30 25 20 15 10
5 0
通过对各层薄膜的单独的张力控制和 展平操作，避免了多层薄膜在复合过 程中的起皱和错位，为制备高质量的 多层复合隔膜提供了设备和技术保证。
通过多点拉伸、松弛技术的开发 应用，开发了干法隔膜的专用拉 伸设备，该拉伸设备拉伸稳定， 制得的隔膜结构均匀、尺寸稳定。
星源企业质量检测手段的保证
• 目前已拥有进行隔膜研究开发的 专用仪器设备20余台套，价值 500余万元；
深圳市星源材质科技股份有限公司
设计制造了我国第一条熔融挤出/热处理/单轴拉伸(MEAUS) 制备锂离子动力电池专用多层复合微孔隔膜的工业生产线 填补了国内空白，产品部分技术指标优于进口产品
星源企业研发力量
星源材质拥有专职研究开发人员数十名 多名具有高级职称或博士学位专家人员 大部分研发人员具有中级职称或硕士学位 涉及高分子材料、材料学、机械制造、自动化控制学等学科领域
代表国内隔膜的最高质量，并达到国际水平
部分性能指标优于进口产品
4.星源材质最新成果
最新产品-耐高温特种隔膜系列
• 最新研发成果：耐高温特种隔膜 产品特点：
1.优异的耐高温性能，在180℃以上还能保 持隔膜形态； 2.保持了隔膜的低温自关断性能，保护电池 安全性； 3.优异的透过性能，良好的机械性能； 4.更薄的厚度，高热稳定性。
复合隔离膜及其形成方法 申请号：200910110338.1
一种结构均匀的聚烯烃微孔膜制备方法 申请号：200910109634.X
一种上下表面结构对称的聚烯烃微孔膜制备方法 申请号：200910109637.3
一种聚烯烃微孔膜制备方法 申请号：200910109633.5
星源企业隔膜技术研究
从2003年起致力于锂离子电池隔膜干法技术 的研究工作，研究范围涉及以下五个方面：
全世界唯一同时拥有干法和湿法以及多层复合膜产品技术的企业 国家科技部火炬重点企业
国家“863计划项目指定研发单位”
“锂离子动力蓄电池隔膜产业化关键技术研究”项目（2008AA11A104） “锂离子动力蓄电池高性能隔膜研究”项目（2009AA11A103）
用户包括国内外众多具有影响力的电池制造商
中国锂电池隔膜生产企业
锂电池隔膜国际产业化状况
世界上只有美国、日本等少数几个国家拥有锂离子电池隔 膜生产技术，并有相应的规模化产业。
Asahi Kasai
Celgard
Entek Tonen Ube Industry
single layer
single layer multilayer
PVdF coated single layer single layer
原料 选择
星源企业自主产权工艺技术的研发 在高倍熔体挤拉伸条件下硬弹性聚烯烃膜的形成机理 硬弹性聚烯烃膜片晶结构和形成机理
工艺 优化
生产装置 设计制造
研究 开发
熔融挤出/退火/单轴拉伸法 制备聚烯烃微孔隔膜 成套工艺和技术
具有自主知识产权 的生产技术
拉伸工艺对微孔结构、孔隙率、微孔膜性能的影响
…
开发了用于聚烯烃微孔隔膜制造的成套生产线
深圳光明新区华南制造基地
完全投产后产能达到2亿㎡/年
耐高温与普通隔膜高温收缩率比较
最新产品-耐高温特种隔膜系列
160℃
180℃
130℃普通隔膜
耐高温隔膜在自然放置条件下高温存储30min后的状态
最新产品-耐高温特种隔膜系列
普通与耐高温隔膜shut-down特性
最新产品-耐高温特种隔膜系列
耐高温隔膜微观SEM结构图
Z`` (ohm) Z`` (ohm)
星源材质
PP/PP 40.3 20.7 43.7 578 971.4 158.91 134.32 1.5
0 2.4
0
市场检验
经国内外知名电池厂家的应用表明 各项性能指标已达到国外进口产品水平
某国内知名动力电池厂家性能测试结果
某国内知名动力电池厂家性能测试结果
某国外知名动力电池厂家性能测试结果
同国外进口品牌微观图对比
星源隔膜微观图国外厂家对比
SENIOR隔膜
某国外进口隔膜
微孔尺寸分布均匀
星源隔膜性能指标国外厂家对比
性能指标同国外品牌同类隔膜对比，部分关键指标甚至优于进口
项目
材质
厚度 μm 面密度 g/m2
孔隙率 % 透气率 s/100ml
穿刺强度 g 拉伸强度 MPa MD 断裂伸长率 % MD
MD 90℃热收缩 %
TD
MD 105℃热收缩 %
TD
美国某品牌 PP/PE/PP 39.8 21.0 42.1 751 935.7 173.7 82.3 2.3 0 6 0
日本某品牌 PP/PE/PP 39.8 19.8 46.4 606 539.1 148.55 58.37 1.5 0 2.7 0
主要供货客户：
主要合作客户与应用领域
涉及应用领域：
Power lithium battery
Tools
EV
bullet train energy-store war industry
市场综合反馈
• 客户综合反馈： 采用星源材质隔膜电池理化参数、倍率、高 低温、功率特性表现优异
多层复合结构更加保证安全性
最新产品-耐高温特种隔膜系列
产品性能指标
厚度（μm） 孔隙率（%）
20±2 32
25±2 36
透气率（sec/100ml）
350
400
穿刺强度（g）
600
600
拉伸强度（Kgf/cm2）
1600
1600
热收缩（%） MD
≤6
≤6
130℃/0.5hr TD
≤3
≤3
产品应用
高安全性锂离子动力电池
最新产品-耐高温特种隔膜系列
硬弹性聚烯烃膜在拉伸条件下片晶的变形及片晶间无定型区微纤化形成微孔的机理
星源企业自主产权工艺技术路线
• 制备聚烯烃微孔膜的工艺流程
熔融挤出 拉伸
高倍拉伸 热定型
冷却 分切
热处理 收卷
工艺优势： 工艺相对简单、附加值高、无环境污染
1设计制造了专门的薄膜复合设备
星源企业自主产权生产线设计
2设计制造了干法隔膜的拉伸设备
我国动力隔膜需求趋势 深圳等13个节能与新能源汽车推广试点城市确定 到2015年，我国将形成100 万辆电动动力汽车的规模 按每车1500 ㎡隔膜需求量计算 锂离子动力蓄电池高性能隔膜需求为15亿㎡
结论： 我国动力锂电池隔膜的产业化 势在必行
2.星源材质科研与产业化进展
中国锂电池隔膜生产企业
• 深圳市星源材质科技股份有限公司
322 um
402 um
8～11 g/m2
<30sec-in2
10～13
g/m2
<50sec-in2
MD>130MPa；TD>30MPa
≥0.50Kg
≥0.55Kg
602 um
12～15g/m2
<80sec-in2
≥0.60Kg
星源隔膜孔径分布国内厂家对比 同国内其他厂家隔膜产品相比，孔径尺寸控制更加均匀
研究人员长期从事锂离子 电池隔膜产品设计开发工 作，具有丰富经验和能力， 并取得了许多重要的成果 应用于产业化
星源企业自主知识产权情况
申请了40余项锂电池隔膜专利，并且正在申请国际专利
调控聚烯烃微孔膜形成的方法和锂电池隔膜的形成方法 申请号：200910189917.X
聚丙烯片晶的形成方法和片晶型聚丙烯制品 申请号：200910110691.X
Multilayer
PE
PP、PE PP/PE/PP PVdF, PP, PE, PP/PE/PP
PE
PE
PP/PE/PP
wet Hipore
Dry Celgard Dry Celgard Dry Celgard
Wet Telkon Wet Setela
dry U-pore
锂电池隔膜巨大市场需求
我国动力隔膜需求现状 电动自行车等轻型电动车保有量已超过5000万辆 按每车5㎡隔膜需求量计算 锂离子动力蓄电池高性能隔膜需求为2.5亿㎡
• 2009年公司承担了深圳市市级工 程中心建设任务，中心总投资 3000万元人民币。
星源企业生产标准
3.星源材质隔膜产品性能
项目 外观 厚度 面密度
透气性 拉伸强度 穿刺强度
星源隔膜性能指标
自主开发成功的隔膜性能指标
技术标准
表面光滑平整，无污渍，划痕及破损，无通孔
锂离子动力电池 专用隔膜产业化与最新进展
1.我国锂电池隔膜产业化的必要性
锂电池隔膜产业化的必要性
新能源汽车是必然趋势，需要储能元件
在众多的储能元件中,锂电池具有优势:工作电压高、 比能量高、自放电小、应用温度范围宽、循环寿命 长、无记忆效应、安全性能好、无污染等优越性能;
专用隔膜是锂离子电池中不可或缺的关键部件
锂电池隔膜的不可替代性
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。
绝缘材料 隔离电池的正负极
电解质离子 在电池充放电过程中
来回迁移通过
隔膜作用
锂电池隔膜高性能要求 良好的力学性能 尺寸稳定性好 耐热、耐刺穿性好
多孔、孔隙率高 孔的弯曲度低 孔径尺寸均匀 减少任何对电池效能不利的副作用 性能要求
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Z` (ohm)
耐高温隔膜阻抗曲线
耐高温隔膜仍然表现出 优良的离子电导率。
最新产品-耐高温特种隔膜系列
在保持具有其他良好的性能之外 具有更加优异的耐高温特性 对电池的安全性有更大的保证 代表未来市场需求的趋势
5.产能扩展规划
扩大产能规划
当前产能同市场需求缺口巨大
急需扩大产能
硬弹性膜的制备工艺与技术；
硬弹性膜的连续拉伸工艺与技术；
微孔聚烯烃膜性能的在线检测方法和技术；
膜的自闭温度的调节方法与技术；
膜的微孔结构与性能的控制方法与技术。
关键技术突破
微孔聚烯烃膜制造成套设备的设计制造
硬弹性聚烯烃膜的制备工艺与技术
技术
突破
硬弹性聚烯烃膜的拉伸成孔工艺与技术
尺寸稳定的高性能聚烯烃隔膜的制造工艺。
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40
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Z` (ohm)
普通隔膜阻抗曲线
普通隔膜
阻抗（ohm) 电导率
1.9
6.55E-02
耐高温隔膜 6
2.07E-02
最新产品-耐高温特种隔膜系列
50 45 40 35 30 25 20 15 10
5 0
通过对各层薄膜的单独的张力控制和 展平操作，避免了多层薄膜在复合过 程中的起皱和错位，为制备高质量的 多层复合隔膜提供了设备和技术保证。
通过多点拉伸、松弛技术的开发 应用，开发了干法隔膜的专用拉 伸设备，该拉伸设备拉伸稳定， 制得的隔膜结构均匀、尺寸稳定。
星源企业质量检测手段的保证
• 目前已拥有进行隔膜研究开发的 专用仪器设备20余台套，价值 500余万元；
深圳市星源材质科技股份有限公司
设计制造了我国第一条熔融挤出/热处理/单轴拉伸(MEAUS) 制备锂离子动力电池专用多层复合微孔隔膜的工业生产线 填补了国内空白，产品部分技术指标优于进口产品
星源企业研发力量
星源材质拥有专职研究开发人员数十名 多名具有高级职称或博士学位专家人员 大部分研发人员具有中级职称或硕士学位 涉及高分子材料、材料学、机械制造、自动化控制学等学科领域
代表国内隔膜的最高质量，并达到国际水平
部分性能指标优于进口产品
4.星源材质最新成果
最新产品-耐高温特种隔膜系列
• 最新研发成果：耐高温特种隔膜 产品特点：
1.优异的耐高温性能，在180℃以上还能保 持隔膜形态； 2.保持了隔膜的低温自关断性能，保护电池 安全性； 3.优异的透过性能，良好的机械性能； 4.更薄的厚度，高热稳定性。
复合隔离膜及其形成方法 申请号：200910110338.1
一种结构均匀的聚烯烃微孔膜制备方法 申请号：200910109634.X
一种上下表面结构对称的聚烯烃微孔膜制备方法 申请号：200910109637.3
一种聚烯烃微孔膜制备方法 申请号：200910109633.5
星源企业隔膜技术研究
从2003年起致力于锂离子电池隔膜干法技术 的研究工作，研究范围涉及以下五个方面：
全世界唯一同时拥有干法和湿法以及多层复合膜产品技术的企业 国家科技部火炬重点企业
国家“863计划项目指定研发单位”
“锂离子动力蓄电池隔膜产业化关键技术研究”项目（2008AA11A104） “锂离子动力蓄电池高性能隔膜研究”项目（2009AA11A103）
用户包括国内外众多具有影响力的电池制造商
中国锂电池隔膜生产企业
锂电池隔膜国际产业化状况
世界上只有美国、日本等少数几个国家拥有锂离子电池隔 膜生产技术，并有相应的规模化产业。
Asahi Kasai
Celgard
Entek Tonen Ube Industry
single layer
single layer multilayer
PVdF coated single layer single layer
原料 选择
星源企业自主产权工艺技术的研发 在高倍熔体挤拉伸条件下硬弹性聚烯烃膜的形成机理 硬弹性聚烯烃膜片晶结构和形成机理
工艺 优化
生产装置 设计制造
研究 开发
熔融挤出/退火/单轴拉伸法 制备聚烯烃微孔隔膜 成套工艺和技术
具有自主知识产权 的生产技术
拉伸工艺对微孔结构、孔隙率、微孔膜性能的影响
…
开发了用于聚烯烃微孔隔膜制造的成套生产线
深圳光明新区华南制造基地
完全投产后产能达到2亿㎡/年
耐高温与普通隔膜高温收缩率比较
最新产品-耐高温特种隔膜系列
160℃
180℃
130℃普通隔膜
耐高温隔膜在自然放置条件下高温存储30min后的状态
最新产品-耐高温特种隔膜系列
普通与耐高温隔膜shut-down特性
最新产品-耐高温特种隔膜系列
耐高温隔膜微观SEM结构图
Z`` (ohm) Z`` (ohm)
星源材质
PP/PP 40.3 20.7 43.7 578 971.4 158.91 134.32 1.5
0 2.4
0
市场检验
经国内外知名电池厂家的应用表明 各项性能指标已达到国外进口产品水平
某国内知名动力电池厂家性能测试结果
某国内知名动力电池厂家性能测试结果
某国外知名动力电池厂家性能测试结果
同国外进口品牌微观图对比
星源隔膜微观图国外厂家对比
SENIOR隔膜
某国外进口隔膜
微孔尺寸分布均匀
星源隔膜性能指标国外厂家对比
性能指标同国外品牌同类隔膜对比，部分关键指标甚至优于进口
项目
材质
厚度 μm 面密度 g/m2
孔隙率 % 透气率 s/100ml
穿刺强度 g 拉伸强度 MPa MD 断裂伸长率 % MD
MD 90℃热收缩 %
TD
MD 105℃热收缩 %
TD
美国某品牌 PP/PE/PP 39.8 21.0 42.1 751 935.7 173.7 82.3 2.3 0 6 0
日本某品牌 PP/PE/PP 39.8 19.8 46.4 606 539.1 148.55 58.37 1.5 0 2.7 0
主要供货客户：
主要合作客户与应用领域
涉及应用领域：
Power lithium battery
Tools
EV
bullet train energy-store war industry
市场综合反馈
• 客户综合反馈： 采用星源材质隔膜电池理化参数、倍率、高 低温、功率特性表现优异
多层复合结构更加保证安全性
最新产品-耐高温特种隔膜系列
产品性能指标
厚度（μm） 孔隙率（%）
20±2 32
25±2 36
透气率（sec/100ml）
350
400
穿刺强度（g）
600
600
拉伸强度（Kgf/cm2）
1600
1600
热收缩（%） MD
≤6
≤6
130℃/0.5hr TD
≤3
≤3
产品应用
高安全性锂离子动力电池
最新产品-耐高温特种隔膜系列
硬弹性聚烯烃膜在拉伸条件下片晶的变形及片晶间无定型区微纤化形成微孔的机理
星源企业自主产权工艺技术路线
• 制备聚烯烃微孔膜的工艺流程
熔融挤出 拉伸
高倍拉伸 热定型
冷却 分切
热处理 收卷
工艺优势： 工艺相对简单、附加值高、无环境污染
1设计制造了专门的薄膜复合设备
星源企业自主产权生产线设计
2设计制造了干法隔膜的拉伸设备
我国动力隔膜需求趋势 深圳等13个节能与新能源汽车推广试点城市确定 到2015年，我国将形成100 万辆电动动力汽车的规模 按每车1500 ㎡隔膜需求量计算 锂离子动力蓄电池高性能隔膜需求为15亿㎡
结论： 我国动力锂电池隔膜的产业化 势在必行
2.星源材质科研与产业化进展
中国锂电池隔膜生产企业
• 深圳市星源材质科技股份有限公司
322 um
402 um
8～11 g/m2
<30sec-in2
10～13
g/m2
<50sec-in2
MD>130MPa；TD>30MPa
≥0.50Kg
≥0.55Kg
602 um
12～15g/m2
<80sec-in2
≥0.60Kg
星源隔膜孔径分布国内厂家对比 同国内其他厂家隔膜产品相比，孔径尺寸控制更加均匀
研究人员长期从事锂离子 电池隔膜产品设计开发工 作，具有丰富经验和能力， 并取得了许多重要的成果 应用于产业化
星源企业自主知识产权情况
申请了40余项锂电池隔膜专利，并且正在申请国际专利
调控聚烯烃微孔膜形成的方法和锂电池隔膜的形成方法 申请号：200910189917.X
聚丙烯片晶的形成方法和片晶型聚丙烯制品 申请号：200910110691.X
Multilayer
PE
PP、PE PP/PE/PP PVdF, PP, PE, PP/PE/PP
PE
PE
PP/PE/PP
wet Hipore
Dry Celgard Dry Celgard Dry Celgard
Wet Telkon Wet Setela
dry U-pore
锂电池隔膜巨大市场需求
我国动力隔膜需求现状 电动自行车等轻型电动车保有量已超过5000万辆 按每车5㎡隔膜需求量计算 锂离子动力蓄电池高性能隔膜需求为2.5亿㎡