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1、国内隔膜供应商研究目录一、锂电池隔膜的技术要求3二、透过隔膜的参数理解其物理意义3三、锂电池隔膜的生产工艺对比6四、国内锂电池隔膜供应商情况简介9附表一、国内主要锂电池隔膜公司总体情况一览18附表二、A股中涉足锂电池隔膜业务的上市公司业务总结20附表三、各种生产工艺的特点比较22附表四、国内锂电池隔膜生产企业地域分布23 一、 锂电池隔膜的技术要求（1） 隔断性要求：具有电子绝缘性，保证正、负极的有效隔离；（2） 孔隙率要求：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） 化学和电稳定性要求：由于电解质的溶剂为强极性的有机化合物，隔膜必须耐电解液腐蚀，有足够
2、的化学和电化学稳定性；（4） 侵润性要求：对电解液的侵润性好并具有足够的吸液保湿能力；（5） 力学强度要求：具有足够的力学性能，包括穿刺强度、拉伸强度等，但厚度尽可能小；（6） 平整性要求：空间稳定性和平整性好；（7） 安全性要求：热稳定性和自动关断保护性能好。二、 透过隔膜的参数理解其物理意义理解隔膜的技术指标含义对于判断隔膜产品的性能优劣具有重要意义，我们接下来试图将隔膜的主要性能参数指标进行简单的介绍，以助于直观地理解隔膜产品的优劣。1、厚度需要在容量和安全性之间寻找平衡直观地来看，在同样大小的电池中，隔膜厚度越厚，能卷绕的层数就越少，相应容量也就会降低；但是另一方面，较厚的产品，抵抗穿
3、刺的性能会稍高，安全性会高一些，同时同样孔隙率的情况下，越厚的产品，其透气率会稍差，使得电池的内阻会高一点。所以在考虑电池隔膜厚度的时候需要在容量指标和安全性之间寻找一个平衡。隔膜厚度的发展趋势消费类锂电池趋势是追求更薄，动力电池倾向于厚膜。对于手机、笔记本电脑、电子相框等消耗型锂离子电池，25 微米的隔膜逐渐成为标准。然而，由于人们对便携式产品的使用的日益增长，更薄的隔膜，例如20 微米、18 微米、16 微米、甚至更薄的隔膜开始大范围的应用。对于动力电池来说，由于装配过程的机械要求，往往需要更厚的隔膜，同时厚一些的隔膜往往同时意味着更好的安全性。总体来讲隔膜的厚度直接影响电池的安全性、容量
4、和内阻等指标，目前常用的隔膜厚度一般为1640um。2、孔径在通透性和阻隔性之间寻找平衡锂电池隔膜上面要求有微孔，便于锂离子通过。从现有的工艺水平来看，湿法隔膜的孔径在0.010.1um，干法隔膜的孔径在0.10.3um，孔径的大小决定隔膜的透气率，但是过大的孔径有可能导致隔膜穿孔形成电池微短路。总体来看，隔膜的孔径直接影响电池的内阻和短路率。3、透气率影响锂电池的内阻从定义来看，透气率又叫Gurley 数，反映隔膜的透过能力。即一定体积的气体，在一定压力条件下通过1 平方英寸面积的隔膜所需要的时间。常用的气体体积量一般为50ml或者100ml。透气率从一定意义上来讲，和用此隔膜装配的电池的内
5、阻成正比，即该数值越大，则内阻越大。需要指出的是，对于不同类型和厚度的隔膜，该数字的直接比较没有任何意义。因为锂离子电池中的内阻和离子传导有关，而透气率和气体传导有关，两种机理是不一样的。目前市场上产品的典型指标在200800s/100ml 左右。4、吸液率衡量隔膜对电解液的浸润程度，影响锂电池的内阻和容量直观来看，为了保证电池的内阻不是太大，要求隔膜是能够被电池所用电解液完全浸润，但是目前这方面没有一个公认的检测标准。当前市场上通用的衡量标准是：取一定面积的隔膜完全浸泡在电解液中，看隔膜吸收电解液的重量（常用单位是g/m2），同样厚度的隔膜，吸收的重量越大，浸润效果越好。浸润度一方面与隔膜材
6、料本身有关，还与隔膜的表面及内部微观结构密切相关，另一方面与电解液的配方也有很大关系。5、穿刺强度反映隔膜抗外力穿刺的能力，影响电池的短路率和安全性电池生产和使用中都有可能产生外力穿刺。电池生产方面，受限于电极表面涂覆不够平整、电极边缘有毛刺等情况，以及装配过程中工艺水平有限等因素，有可能对隔膜产生穿刺作用；另一方面，电池使用过程中，电池内部会逐渐形成枝状晶体，也有可能刺破隔膜，造成内部微短路。在微结构一定的情况下，相对来说穿刺强度高的，其装配不良率低。但是单纯追求高穿刺强度，也必然导致隔膜的其他性能下降。一般对产品都会做穿刺实验验证隔膜的可靠性，对于湿法工艺一般要求穿刺强度大于300g/20
7、um。6、热收缩率反映隔膜高温环境下的尺寸稳定性一方面，隔膜需要在电池使用的温度范围内（-2060）保持尺寸稳定；另一方面，在电池生产过程中由于电解液对水份非常敏感，大多数厂家会在注液前进行85左右的烘烤，要求在这个温度下隔膜的尺寸也应该稳定，否则会造成电池在烘烤时，隔膜收缩过大，极片外露造成短路。以湿法隔膜为例，一般要求90条件下加热2 小时条件下，纵向5.0%，横向3.0%。7、闭孔温度、破膜温度反映隔膜耐热性能和热安全性能的最重要参数闭孔温度是指达到这一温度后，隔膜能够在热作用下关闭孔隙，从而在电池内部形成断路，防止电池内部温度由于内部电流过大进一步上升，造成安全隐患。这一特性可以为锂离
8、子电池提供一个额外的安全保护。需要指出的是：闭孔温度与材料本身的熔点密切相关，如PE 为128135，PP 在150160。同时，不同的微结构对热关闭温度有一定的影响。破膜温度是造成电池破坏的极限温度，在此温度下，隔膜完全融化收缩，电极内部短路产生高温直至电池解体或爆炸。破膜温度闭孔温度反映了隔膜的温度安全区间，以单层PE 膜为例，闭孔温度在128135，破膜温度一般大于145，温度保护区间为145-135=10。8、孔隙率反映隔膜内部的微孔数量，影响电池内阻孔隙率是材料中孔隙体积占总体积的比例，反映隔膜内部微孔体积占比多少。孔隙率的大小影响电池的内阻，但不同种隔膜之间的空隙率的绝对值无法直接
9、比较。孔隙率较大便于锂离子通过，但是孔隙率过大则影响机械强度和闭孔性能。目前商用隔膜孔隙率一般在40%60%之间。三、 锂电池隔膜的生产工艺对比目前市场上主流的锂电池隔膜生产工艺包括两种技术流派，即干法（熔融拉升工艺）和湿法（热致相分离工艺），其中干法工艺又可细分为干法单向拉伸工艺和干法双向拉伸工艺。两种方法都包括至少一个取向步骤使薄膜产生空隙并提高拉升强度。 干法制备工艺原理干法的制备原理是先将高聚物原料熔融，之后高聚物熔体挤出时在拉伸应力下结晶，形成垂直于挤出方向而又平行排列的片晶结构，并经过热处理得到硬弹性材料。具有硬弹性的聚合物膜经过拉伸环节之后发生片晶之间的分离而形成狭缝状微孔，再经
10、过热定型制得微孔膜。该工艺对过程精密控制要求高，尤其是拉伸温度高于聚合物的玻璃化温度而低于聚合物的结晶温度。目前主要包括干法单向拉伸和双向拉伸工艺。干法工艺的主要难点在于过程控制精度要求严格，孔隙率控制较难把握。1、 干法单向拉伸工艺源自美国Celgard 公司从技术源头来看，干法单向拉伸工艺源自美国Celgard 公司，该方法主要是在在熔融挤出成膜后经退火结晶处理形成半结晶PP/PE/PP，单向拉伸出微裂纹（银纹），孔隙率在30-40%。该工艺经过几十年的发展在美国、日本已经非常成熟，美国Celgard 公司拥有干法单向拉伸工艺的一系列专利，日本UBE 公司则通过购买Celgard 的相关专
11、利使用权进行生产。采用干法单向拉伸方法生产的隔膜具有扁长的微孔结构。从性能上看，没有横向拉伸步骤有利有弊：由于只进行单向拉伸，隔膜的横向强度比较差，但正是由于没有进行横向拉伸，横向几乎没有热收缩。2、 干法双向拉伸工艺源自中科院化学所，美国Celgard 集大成干法双向拉伸技术源自中科院化学所，该所是我国最早从事锂电池隔膜研究的单位，后又得到国家863 计划的支持。该技术通过在聚丙烯中加入具有成核作用的晶型改进剂，利用聚丙烯不同相态间密度的差异，在拉伸过程中发生晶型转变形成微孔，用于生产单层PP 膜。尽管中科院化学所拥有专利技术，但是其集大成者却是美国的Celgard公司。2001 年，化学所
12、将其在美国、英国和日本申请的干法双向拉伸专利权转让给美国Celgard 公司。国内的新乡格瑞恩公司以及新时科技的技术就来自于中科院化学所，采用的是干法“双向拉伸”技术生产单层PP 膜，其中新乡格瑞恩已经成功实现产业化。 湿法工艺目前在日韩厂商中占据主流和干法相比，湿法需要有机溶剂，其基本过程是指在高温下将聚合物溶于高沸点、低挥发性的溶剂中形成均相液，然后降温冷却，导致溶液产生液固相分离或液液相分离，再选用挥发性试剂将高沸点溶剂萃取出来，经过干燥获得一定结构形状的高分子微孔膜。在隔膜用微孔膜制造过程中，可以在溶剂萃取前进行单向或双向拉伸，萃取后进行定型处理并收卷成膜，也可以在萃取后进行拉伸。用这
13、种方法生产的超高分子量聚乙烯微孔膜具有良好的机械性能。和干法相比，湿法的制膜过程相对容易调控，可以较好地控制孔径、孔径分布和孔隙率。但制备过程中需要大量的溶剂，容易造成环境污染，而且与干法熔融拉伸法相比工艺相对复杂。目前日韩厂商采用湿法工艺的公司较多，主要有日本旭化成、东燃化学、三菱化学、韩国SK 化学和美国Entek 等。四、 国内锂电池隔膜供应商情况简介随着锂离子电池产业的快速发展，我国锂电池用隔膜产量逐渐增长。据高工锂电产业研究所统计，国内锂离子隔膜主要厂家深圳市星源材质科技股份有限公司、新乡市格瑞恩新能源材料股份有限公司以及佛山市金辉高科光电材料有限公司，三家企业隔膜占全国总产量80%
14、以上。由于利润率较高，进入锂离子电池膈膜领域的企业越来越多，预计未来三年我国隔膜产量将保持高速增长。隔膜主要壁垒在于技术，资金壁垒不太高。我国隔膜产品主要应用于中、低端市场。应用于动力电池等领域高端产品国内企业研究才起步、技术还有待突破，目前高端产品基本依赖进口。以下是国内隔膜供应商某排名，仅供参考。2011年中国锂离子隔膜企业产业竞争力排名排名企业名称规模得分技术得分总得分1深圳市星源材质科技股份有限公司6035952新乡市格瑞恩新能源材料股份有限公司6030903佛山市金辉高科光电材料有限公司5532874南通天丰电子新材料有限公司5028785天津东皋膜技术有限公司5025756山东正华
15、隔膜技术有限公司4824727铜陵晶能电子股份有限公司4823718浙江南洋科技股份有限公司4523689云南云天化股份有限公司45206510佛山市东航光电科技有限公司402060企业范围：中国本土境内所有锂电膈膜生产企业； 规模说明：综合评价2011年中国锂电膈膜企业的产能和实际产量情况；得分说明：总得分100分，其中规模占60%，技术水平占40%。 NO.1深圳市星源材质科技股份有限公司星源材质成立于2003年9月，主营锂离子电池隔膜的研发、生产和销售，其动力电池隔膜可代替进口，已达到国际先进水平。目前公司注册资本9000万元，总资产6.87亿元。公司总部设在南山区高新科技园，同时在光明新区拥有占地面积29864.39平米，建筑面积70000平米的厂房及研发大楼，目前公司拥有员工500多人。公司承担了国家863计划“锂离子动力蓄电池隔膜产业化关键技术研究”、国家火炬计划“高安全性锂电池复合隔离膜产业化技术”等项目，申请各项专利34项。星源材质同时拥有锂离子隔膜干法和湿法生产线，总设计产能达2亿平方米/年，生产能力达到500
