鉅大LARGE | 點擊量:6342次 | 2019年01月03日
鋰電池隔膜上市公司都有哪些
鋰電池隔膜
鋰電池的結(jié)構(gòu)中,隔膜是關(guān)鍵的內(nèi)層組件之一。隔膜的性能決定了電池的界面結(jié)構(gòu)、內(nèi)阻等,直接影響電池的容量、循環(huán)以及安全性能等特性,性能優(yōu)異的隔膜對提高電池的綜合性能具有重要的作用。隔膜的主要作用是使電池的正、負(fù)極分隔開來,防止兩極接觸而短路,此外還具有能使電解質(zhì)離子通過的功能。隔膜材質(zhì)是不導(dǎo)電的,其物理化學(xué)性質(zhì)對電池的性能有很大的影響。電池的種類不同,采用的隔膜也不同。對于鋰電池系列,由于電解液為有機(jī)溶劑體系,因而需要有耐有機(jī)溶劑的隔膜材料,一般采用高強(qiáng)度薄膜化的聚烯烴多孔膜。
鋰電池隔膜性能
鋰離子電池的隔膜性能
隔膜位于正極和負(fù)極之間,主要作用是將正負(fù)極活性物質(zhì)分隔開,防止兩極因接觸而短路;此外在電化學(xué)反應(yīng)時,能保持必要的電解液,形成離子移動的通道。隔膜材質(zhì)是不導(dǎo)電的,電池的種類不同,采用的隔膜也不同。對于鋰離子電池,由于電解液為有機(jī)溶劑體系,其隔膜要求具有以下性能。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
①在電池體系內(nèi),其化學(xué)穩(wěn)定性要好,所用材料能耐有機(jī)溶劑。
②機(jī)械強(qiáng)度大,使用壽命長。
③有機(jī)電解液的離子電導(dǎo)率比水溶液體系低,為了減少電阻,電極面積必須盡可能大,因此隔膜必須很薄。
④當(dāng)電池體系發(fā)生異常時,溫度升高,為防止產(chǎn)生危險,在快速產(chǎn)熱溫度(120~140℃)開始時,熱塑性隔膜發(fā)生熔融,微孔關(guān)閉,變?yōu)榻^緣體,防止電解質(zhì)通過,從而達(dá)到遮斷電流的目的。
⑤從鋰電池的角度而言,要能被有機(jī)電解液充分浸漬,而且在反復(fù)充放電過程中能保持高度浸漬。
電池中常用的隔膜材料一般是用纖維素或編織物、合成樹脂制得的多微孔膜。鋰離子電池一般采用高強(qiáng)度、薄膜化的聚烯烴系多孔膜,常用的隔膜有聚丙烯(PP)和聚乙烯(PE)微孔隔膜,以及丙烯與乙烯的共聚物、聚乙烯均聚物等。
鋰離子電池的廣泛應(yīng)用
近年來,將聚合物電解質(zhì)用于鋰離子電池已實現(xiàn)了商品化,聚合物電解質(zhì)在鋰離子電池中既是離子遷移的通道,又起到正負(fù)極材料間的隔膜作用。聚合物電解質(zhì)可分為固體聚合物電解質(zhì)及凝膠聚合物電解質(zhì),作為實用的聚合物電解質(zhì)隔膜必須滿足以下幾個必要條件:
①具有高的離子電導(dǎo)率,以降低電池內(nèi)阻;
②鋰離子的傳遞系數(shù)基本不變,以消除濃度極化;
③可以忽略的電子導(dǎo)電性,以保證電極間有效的隔離;
④電極材料有高的化學(xué)和電化學(xué)穩(wěn)定性;
⑤低廉的價格,合適的化學(xué)組成,保證對環(huán)境友好。
由于固體聚合物電解質(zhì)室溫電導(dǎo)率較低,難于商品化。凝膠聚合物電解質(zhì)通過固定在聚合物網(wǎng)絡(luò)中的液體電解質(zhì)分子實現(xiàn)離子傳導(dǎo),既有固體聚合物的穩(wěn)定性,又有液態(tài)電解質(zhì)的高離子傳導(dǎo)率,顯示出良好的應(yīng)用前景。
將聚合物電解質(zhì)與聚乙烯、聚丙烯膜一起組成聚合物鋰離子電池隔膜,膠體聚合物覆蓋或填充在微孔膜中,與無隔膜的聚合物電解質(zhì)鋰離子電池相比,具有更優(yōu)越的性能,如:
①內(nèi)部短路時能提供更好的保護(hù);
②可以減少電解質(zhì)層的厚度;
③過度充電時可提供足夠的安全性;
④有較好的力學(xué)性能及熱穩(wěn)定性??梢钥闯觯垡蚁?、聚丙烯膜由于其特殊的結(jié)構(gòu)與性能,在離子電池隔膜中占有很重要的地位,除非有真正的不含液體的聚合物電解質(zhì)出現(xiàn)。
鋰電池隔膜上市公司
佛塑科技(000973)
金輝公司(占32.13%))擁有鋰電池用離子滲析微孔薄膜生產(chǎn)能力1200萬平方米/年。我國目前鋰電池隔膜主要集中在金輝高科等四家公司。新項目建成后預(yù)計可新增鋰離子電池隔膜生產(chǎn)能力4500萬平方米(約542噸)。金輝公司作為國家863新能源汽車項目承擔(dān)單位之一,金輝公司主要任務(wù)是把手機(jī)電池隔膜升級為汽車電池隔膜。
道明光學(xué):年產(chǎn)1500萬平方米功能性薄膜生產(chǎn)線建設(shè)項目,功能性薄膜包括應(yīng)用于液晶顯示屏背光模組重要組件的高性能光學(xué)膜、采用微棱鏡技術(shù)生產(chǎn)的反光膜和鋰電池包裝用鋁塑膜。2014年5月16日,機(jī)構(gòu)調(diào)研情況,公司新項目年產(chǎn)1500萬平方米功能性薄膜生產(chǎn)線建設(shè)項目目前正實施基礎(chǔ)建設(shè)。公司后續(xù)將盡快推進(jìn)廠房建設(shè),設(shè)備選購、人員招聘等相關(guān)項目實施過程。根據(jù)原定的可研報告數(shù)據(jù),取得項目用地后建設(shè)期擬定為24個月。達(dá)產(chǎn)期3年,建設(shè)期滿第一年達(dá)產(chǎn)率為30%,第二年為60%,第三年為100%。
紫江企業(yè):2013年,公司大力推進(jìn)產(chǎn)品創(chuàng)新,加強(qiáng)產(chǎn)品研發(fā)力度,優(yōu)化現(xiàn)有產(chǎn)品結(jié)構(gòu),加大工藝技術(shù)創(chuàng)新力度,努力提高產(chǎn)品技術(shù)附加值。公司研發(fā)的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的鋰離子電池用鋁塑膜已通過了國內(nèi)部分大型鋰電池廠商的認(rèn)證,有望打破日本企業(yè)的壟斷?!?/p>
中材科技(002080)
鋰電池隔膜生產(chǎn)線項目,2013年5月公司擬投資10708萬元建設(shè)“年產(chǎn)2000萬平米鋰電池隔膜生產(chǎn)線”項目。截止2013年,全球鋰電池產(chǎn)能急速擴(kuò)張,作為主要材料的鋰電池隔膜產(chǎn)能增長速度呈現(xiàn)滯后的局面。根據(jù)中國化學(xué)與物理電池協(xié)會的統(tǒng)計數(shù)據(jù),2011年我國鋰電池隔膜需求量達(dá)到1.6億平米,其中80%依靠進(jìn)口,隨著國產(chǎn)鋰電池隔膜制造水平的不斷提升,國產(chǎn)鋰電池隔膜的市場有很大的空間。
云天化(600096)
紐米科技年產(chǎn)1500萬平方米鋰離子電池隔膜項目于2012年6月正式投產(chǎn),成為國內(nèi)幅寬最大、線速最高、制造柔性最大的鋰離子電池隔膜生產(chǎn)線,成功打破國外公司的壟斷局面。公司規(guī)劃在2015年達(dá)到年產(chǎn)2億平米的產(chǎn)能。
鋰電池隔膜發(fā)展
全球范圍內(nèi),鋰電池隔膜產(chǎn)業(yè)最發(fā)達(dá)的國家是日本和美國。根據(jù)真鋰研究的不完全統(tǒng)計,2011年全球共銷售鋰電池隔膜約3.58億m2,日本隔膜材料的產(chǎn)銷量最大,2011年共銷售約2.41億m2,所占市場份額超過全球一半以上,高達(dá)52.62%。
2011年,韓國企業(yè)共銷售鋰離子電池隔膜約3,600萬m2,占全球7.86%。其他地區(qū)主要指歐洲地區(qū)和中國臺灣,這些地區(qū)目前的銷量總的來說還很小。其中,LITARION?鎳鈷錳酸鋰材料(即俗稱的三元材料)和可大幅提高動力鋰電池能效及安全性能的SEPARION?陶瓷電池隔膜,已經(jīng)在電動汽車上進(jìn)行較大規(guī)模的試應(yīng)用。此外,英國也在積極開發(fā)鋰電池隔膜材料。
由于隔膜性能的優(yōu)劣直接影響著電池內(nèi)阻、放電容量、循環(huán)使用壽命以及電池使用的安全性能,故鋰電池制造對隔膜材料產(chǎn)品的一致性要求極高,除了厚度、表面密度、力學(xué)性能這些基本要求之外,對隔膜微孔的尺寸和分布的均一性也都有很高的要求。因此,鑒于技術(shù)工藝的難度,隔膜材料是中國唯一還沒有實現(xiàn)自給的鋰電池關(guān)鍵材料。不過,自2004年率先實現(xiàn)隔膜材料的國產(chǎn)化以來,中國的隔膜材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度非???,國產(chǎn)隔膜在中低端市場快速地、規(guī)模化替代進(jìn)口產(chǎn)品。
主要企業(yè)的隔膜銷量占比圖
據(jù)真鋰研究的統(tǒng)計,2011年中國企業(yè)共實現(xiàn)隔膜銷售約6,700萬m2,全球市場占比14.63%,位居世界第3。同年中國本土企業(yè)的鋰電池銷量占全球25%的比重,以此來計算,中國本土的鋰電池企業(yè)2011年隔膜需求約1.145億m2,這樣,2011年中國隔膜的自給率已經(jīng)超過半數(shù),達(dá)到了58.52%,遠(yuǎn)高于多數(shù)研究機(jī)構(gòu)給出的數(shù)據(jù)。照此速度發(fā)展下去,用不了幾年,中國的隔膜材料就將實現(xiàn)自給。而且,現(xiàn)在部分日韓知名鋰離子電池企業(yè)已經(jīng)在開始考慮采購中國企業(yè)生產(chǎn)的隔膜材料產(chǎn)品,這在一定程度上說明了中國企業(yè)的隔膜產(chǎn)業(yè)化技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了相當(dāng)?shù)乃健?/p>
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