锂电池隔膜工艺与测试
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
扬子双向拉伸PP专用树脂（生产控制）
时间 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 MFI2.16kg (g/10min) 4.9 5.0 5.1 5.0 5.1 5.1 5.0 5.0 时间 20:00 21:00 22:00 23:00 00:00 1:00 2:00 3:00 MFI2.16kg (g/10min) 5.1 5.1 5.0 5.0 5.0 5.1 5.0 5.1 时间 4:00 5:00 6:00 7:00 8:00 9:00 10:00 11:00 MFI2.16kg (g/10min) 4.9 5.0 4.9 5.1 5.1 5.1 5.0 5.1
15
干法单向拉伸：聚丙烯
扬子干法单向拉伸聚丙烯原料
以粒料形式提供，可帮助加入客户的助剂体系； 熔体流动速率、分子量及其分布可根据客户要求进 行调整； 高等规度聚丙烯，单峰分子量分布； 可帮助客户定制试用。
16
干法双向拉伸：聚丙烯
高等规指数
保证良好结晶和成孔的基础。
适当的分子量和分子量分布
制造商 Asahi Kasei 结构 单层 单层 Celgard 多层 单层 Toray Tonen Ube Industries Entek SK Sumitomo Chemical 佛山金辉 深圳星源 新乡格瑞恩 单层 多层 单层 单层 单层 单层 单层/多层 单层 组成 PE PP, PE PP/PE/PP PE PE PP/PE/PP PE PE PE PP, PE PP, PE PP 加工方法 湿法 干法 干法 湿法 湿法 干法 湿法 湿法 湿法 干法/湿法 干法 干法 9250 4500 2700 5600 600 1200 1000 700 10206 出货量 (万 m2) 10350
聚烯烃隔膜成型方法及原料
扬子石化研究院隔膜原料
扬子石化介绍
25
博士后工作站 中国石化塑料技术中 心PTC(扬子分部） 北化院扬子分院 中国石化烯烃聚合及 加工重点实验室 江苏省烯烃聚合与加 工应用工程技术研究 中心(江苏省优秀工 程中心）
26
组织计划 客户管理 过程控制 售后服务与纠纷处理 帐务核算统计 考核
20
干法双向拉伸：聚丙烯
某厂家使用扬子原料的隔膜成型试验 （与对照料相比）
熔体线温度降低7 ℃，熔体压力可降低6bar； 成膜性较好，薄膜缺陷减少，薄膜厚度波动减小， 没有明显的细波浪纹等缺陷； 力学性能较好，断裂伸长率MD在50%以上，TD在 200%以上，穿刺强度3.27~3.55N。
新品销售流程
谢 谢 欢迎大家交流！
28
0.4
0.2
0.0 3 4 5 6 7
Βιβλιοθήκη Baidu
logM
样品 PPH-F02-H SP-1 SP-2
Mn/103 7.18 6.10 5.56
Mw/104 44.4 44.2 43.5
14
PDI 6.19 7.25 7.82
PDI 6.0~9.0可 调
干法单向拉伸：聚丙烯
NMR测试
牌号 mm mr rr mmmm 单位 PPH-F02-H SP-1 SP-2 % % % % 97.1 1.6 1.3 93.6 97.2 1.6 1.2 93.7 97.0 1.7 1.3 93.6
0.6
dwt/dlogM
0.4
0.2
0.0 2 4 6 8
logMw
分子量不低于40万，中等分 子量分布，只有一个主降解 过程，原料成分单一，残渣 含量低，无机成分添加量低
11
干法单向拉伸：聚丙烯
扬子单向拉伸PP树脂：PPH-F02-H
参数 MFI(230℃，2.16kg) 等规指数 灰分 拉伸屈服应力 拉伸断裂应力 单位 g/10min % % MPa MPa PPH-F02-H 1.8~2.0 ≥97.0 ≤0.01 32.2 28.0
5
聚烯烃隔膜原料存在的问题 原料性能不稳
不同批次原料性能 波动，即使进口PP 也存在结晶性能上 的轻微波动。
6
聚烯烃隔膜加工中存在的问题 隔膜成膜率低
7
聚烯烃隔膜加工中存在的问题 薄膜缺陷多
1. 孔径分布不均匀，存在大孔； 2. 局部杂质、缺陷； 3. 薄膜厚度不均，波动大； 4. 薄膜存在褶皱； 5. 成孔过程中存在破裂，强度不够。
12
干法单向拉伸：聚丙烯
DSC测试
样品 PPH-F02-H SP-1 SP-2 Tm/℃ 163.23 164.08 163.36 Xc/% 76.12 70.87 73.89
高于 162℃
其中，SP-1、SP-2为进口隔膜原料
13
干法单向拉伸：聚丙烯
GPC测试
dwt/dlogM
0.8 0.6
PPH-F02-H PP-1 PP-2 PP-3 SP-1 SP-2
独立的高分 子实验室
4
聚烯烃隔膜原料存在的问题 原料使用杂乱
1. 使用其他用途专用料来替代，如电容膜专 用料或BOPP专用料等。 2. 厂家原料使用习惯不同，熔融指数要求不 同，MFR在2.5～6.0之间都有在使用。 3. 行业对原料要求没有统一的标准，指标控 制范围宽泛，使用同一牌号也难控制产品 指标在较窄的范围内。
备注 可调 可调
干法双向拉伸：聚丙烯
扬子双向拉伸PP专用树脂（DSC）
性能 Tmα Tmβ ΔHmα ΔHmβ Xβ KDSC 单位 ℃ ℃ J/g J/g % %
19
基础料 164.05 147.28 -
配方料 169.55 152.92 14.71 140.51 83.39 90.47
干法双向拉伸：聚丙烯
锂电池隔膜原料 开发进展
扬子石化研究院 徐振明
1
主要内容
聚烯烃隔膜成型方法及原料
扬子石化研究院隔膜原料
扬子石化介绍
2
聚烯烃隔膜成型方法
隔膜成型 方法
湿法 （热致相分离） 干法 （熔融拉伸）
单向拉伸 （硬弹性体拉伸） 双向拉伸 （β/α晶型转变）
3
聚烯烃隔膜原料存在的问题 缺乏隔膜专用料
国内外均没有 聚烯烃隔膜专 用料，国内外 石化公司也未 提供相应专用 料。
8
主要内容
聚烯烃隔膜成型方法及原料
扬子石化研究院隔膜原料
扬子石化介绍
9
干法单向拉伸：聚丙烯
高等规指数
保证良好结晶和成孔的基础。
适当的分子量和分子量分布
保证隔膜成型加工性能和力学性能的材料基础。
低凝胶和杂质含量
保证隔膜品质的前提。
10
干法单向拉伸：聚丙烯
GPC&TGA
0.8
隔膜-1 隔膜-2
22
干法双向拉伸：聚丙烯
某厂家使用扬子原料的成型隔膜的SEM照片
23
干法双向拉伸：聚丙烯
扬子干法双向拉伸聚丙烯原料
以粒料形式提供，可帮助加入客户的助剂体系； 熔体流动速率、分子量及其分布可根据客户要求进 行调整； 高等规度聚丙烯，单峰分子量分布； 可帮助客户定制试用。
24
主要内容
保证隔膜成型加工性能和力学性能的材料基础。
低凝胶和杂质含量
保证隔膜品质的前提。
17
干法双向拉伸：聚丙烯
扬子双向拉伸PP专用树脂（基础原料性能）
测试项目 MFI 氧化诱导期 等规指数 拉伸屈服应力 拉伸强度 弯曲模量 单位 g/10min min % MPa MPa MPa
18
测试值 4.6~5.0 >10 97.6% 32.9 32.9 1441
21
干法双向拉伸：聚丙烯
某厂家使用扬子原料的成型隔膜的典型性能
批号 透气率 s/100ml 25020317 25020318 25020319 25020320 25020321 25020297 236 220 288 312 294 281 厚度 μm 25±2 25±2 25±2 25±2 25±2 25±2 拉伸强度/MPa MD 128.19 153.81 137.36 149.58 141.63 141.15 TD 30.58 31.59 30.34 31.92 33.39 31.08 断裂伸长率/% MD 48.4 63.3 55.4 64.6 59.8 62.9 TD 188.1 217.7 238.9 266.6 270.5 235.4 收缩率/% MD 1.5 1.5 1.5 1.3 1.4 1.0 TD 2.3 2.5 2.0 2.1 1.5 1.3 孔隙率 % 46.2 45.4 42.3 42.7 41.5 41.0
时间 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 MFI2.16kg (g/10min) 4.9 5.0 5.1 5.0 5.1 5.1 5.0 5.0 时间 20:00 21:00 22:00 23:00 00:00 1:00 2:00 3:00 MFI2.16kg (g/10min) 5.1 5.1 5.0 5.0 5.0 5.1 5.0 5.1 时间 4:00 5:00 6:00 7:00 8:00 9:00 10:00 11:00 MFI2.16kg (g/10min) 4.9 5.0 4.9 5.1 5.1 5.1 5.0 5.1
15
干法单向拉伸：聚丙烯
扬子干法单向拉伸聚丙烯原料
以粒料形式提供，可帮助加入客户的助剂体系； 熔体流动速率、分子量及其分布可根据客户要求进 行调整； 高等规度聚丙烯，单峰分子量分布； 可帮助客户定制试用。
16
干法双向拉伸：聚丙烯
高等规指数
保证良好结晶和成孔的基础。
适当的分子量和分子量分布
制造商 Asahi Kasei 结构 单层 单层 Celgard 多层 单层 Toray Tonen Ube Industries Entek SK Sumitomo Chemical 佛山金辉 深圳星源 新乡格瑞恩 单层 多层 单层 单层 单层 单层 单层/多层 单层 组成 PE PP, PE PP/PE/PP PE PE PP/PE/PP PE PE PE PP, PE PP, PE PP 加工方法 湿法 干法 干法 湿法 湿法 干法 湿法 湿法 湿法 干法/湿法 干法 干法 9250 4500 2700 5600 600 1200 1000 700 10206 出货量 (万 m2) 10350
聚烯烃隔膜成型方法及原料
扬子石化研究院隔膜原料
扬子石化介绍
25
博士后工作站 中国石化塑料技术中 心PTC(扬子分部） 北化院扬子分院 中国石化烯烃聚合及 加工重点实验室 江苏省烯烃聚合与加 工应用工程技术研究 中心(江苏省优秀工 程中心）
26
组织计划 客户管理 过程控制 售后服务与纠纷处理 帐务核算统计 考核
20
干法双向拉伸：聚丙烯
某厂家使用扬子原料的隔膜成型试验 （与对照料相比）
熔体线温度降低7 ℃，熔体压力可降低6bar； 成膜性较好，薄膜缺陷减少，薄膜厚度波动减小， 没有明显的细波浪纹等缺陷； 力学性能较好，断裂伸长率MD在50%以上，TD在 200%以上，穿刺强度3.27~3.55N。
新品销售流程
谢 谢 欢迎大家交流！
28
0.4
0.2
0.0 3 4 5 6 7
Βιβλιοθήκη Baidu
logM
样品 PPH-F02-H SP-1 SP-2
Mn/103 7.18 6.10 5.56
Mw/104 44.4 44.2 43.5
14
PDI 6.19 7.25 7.82
PDI 6.0~9.0可 调
干法单向拉伸：聚丙烯
NMR测试
牌号 mm mr rr mmmm 单位 PPH-F02-H SP-1 SP-2 % % % % 97.1 1.6 1.3 93.6 97.2 1.6 1.2 93.7 97.0 1.7 1.3 93.6
0.6
dwt/dlogM
0.4
0.2
0.0 2 4 6 8
logMw
分子量不低于40万，中等分 子量分布，只有一个主降解 过程，原料成分单一，残渣 含量低，无机成分添加量低
11
干法单向拉伸：聚丙烯
扬子单向拉伸PP树脂：PPH-F02-H
参数 MFI(230℃，2.16kg) 等规指数 灰分 拉伸屈服应力 拉伸断裂应力 单位 g/10min % % MPa MPa PPH-F02-H 1.8~2.0 ≥97.0 ≤0.01 32.2 28.0
5
聚烯烃隔膜原料存在的问题 原料性能不稳
不同批次原料性能 波动，即使进口PP 也存在结晶性能上 的轻微波动。
6
聚烯烃隔膜加工中存在的问题 隔膜成膜率低
7
聚烯烃隔膜加工中存在的问题 薄膜缺陷多
1. 孔径分布不均匀，存在大孔； 2. 局部杂质、缺陷； 3. 薄膜厚度不均，波动大； 4. 薄膜存在褶皱； 5. 成孔过程中存在破裂，强度不够。
12
干法单向拉伸：聚丙烯
DSC测试
样品 PPH-F02-H SP-1 SP-2 Tm/℃ 163.23 164.08 163.36 Xc/% 76.12 70.87 73.89
高于 162℃
其中，SP-1、SP-2为进口隔膜原料
13
干法单向拉伸：聚丙烯
GPC测试
dwt/dlogM
0.8 0.6
PPH-F02-H PP-1 PP-2 PP-3 SP-1 SP-2
独立的高分 子实验室
4
聚烯烃隔膜原料存在的问题 原料使用杂乱
1. 使用其他用途专用料来替代，如电容膜专 用料或BOPP专用料等。 2. 厂家原料使用习惯不同，熔融指数要求不 同，MFR在2.5～6.0之间都有在使用。 3. 行业对原料要求没有统一的标准，指标控 制范围宽泛，使用同一牌号也难控制产品 指标在较窄的范围内。
备注 可调 可调
干法双向拉伸：聚丙烯
扬子双向拉伸PP专用树脂（DSC）
性能 Tmα Tmβ ΔHmα ΔHmβ Xβ KDSC 单位 ℃ ℃ J/g J/g % %
19
基础料 164.05 147.28 -
配方料 169.55 152.92 14.71 140.51 83.39 90.47
干法双向拉伸：聚丙烯
锂电池隔膜原料 开发进展
扬子石化研究院 徐振明
1
主要内容
聚烯烃隔膜成型方法及原料
扬子石化研究院隔膜原料
扬子石化介绍
2
聚烯烃隔膜成型方法
隔膜成型 方法
湿法 （热致相分离） 干法 （熔融拉伸）
单向拉伸 （硬弹性体拉伸） 双向拉伸 （β/α晶型转变）
3
聚烯烃隔膜原料存在的问题 缺乏隔膜专用料
国内外均没有 聚烯烃隔膜专 用料，国内外 石化公司也未 提供相应专用 料。
8
主要内容
聚烯烃隔膜成型方法及原料
扬子石化研究院隔膜原料
扬子石化介绍
9
干法单向拉伸：聚丙烯
高等规指数
保证良好结晶和成孔的基础。
适当的分子量和分子量分布
保证隔膜成型加工性能和力学性能的材料基础。
低凝胶和杂质含量
保证隔膜品质的前提。
10
干法单向拉伸：聚丙烯
GPC&TGA
0.8
隔膜-1 隔膜-2
22
干法双向拉伸：聚丙烯
某厂家使用扬子原料的成型隔膜的SEM照片
23
干法双向拉伸：聚丙烯
扬子干法双向拉伸聚丙烯原料
以粒料形式提供，可帮助加入客户的助剂体系； 熔体流动速率、分子量及其分布可根据客户要求进 行调整； 高等规度聚丙烯，单峰分子量分布； 可帮助客户定制试用。
24
主要内容
保证隔膜成型加工性能和力学性能的材料基础。
低凝胶和杂质含量
保证隔膜品质的前提。
17
干法双向拉伸：聚丙烯
扬子双向拉伸PP专用树脂（基础原料性能）
测试项目 MFI 氧化诱导期 等规指数 拉伸屈服应力 拉伸强度 弯曲模量 单位 g/10min min % MPa MPa MPa
18
测试值 4.6~5.0 >10 97.6% 32.9 32.9 1441
21
干法双向拉伸：聚丙烯
某厂家使用扬子原料的成型隔膜的典型性能
批号 透气率 s/100ml 25020317 25020318 25020319 25020320 25020321 25020297 236 220 288 312 294 281 厚度 μm 25±2 25±2 25±2 25±2 25±2 25±2 拉伸强度/MPa MD 128.19 153.81 137.36 149.58 141.63 141.15 TD 30.58 31.59 30.34 31.92 33.39 31.08 断裂伸长率/% MD 48.4 63.3 55.4 64.6 59.8 62.9 TD 188.1 217.7 238.9 266.6 270.5 235.4 收缩率/% MD 1.5 1.5 1.5 1.3 1.4 1.0 TD 2.3 2.5 2.0 2.1 1.5 1.3 孔隙率 % 46.2 45.4 42.3 42.7 41.5 41.0