国内聚烯烃电池隔膜的产业化状况.doc

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1、国内聚烯烃电池隔膜的产业化状况锂离子电池隔膜的制备方法主要有熔融拉伸(MSCS)和热致相分离(TIPS)两大类方法。由于MSCS法不包括任何的相分离过程,其工艺相对简单且生产过程中无污染,目前世界上大都采用此方法进行生产,如日本的宇部、三菱、东燃及美国的塞拉尼斯等。TIPS法的工艺比MSCS法复杂,需加入和脱除稀释剂,因此生产费用相对较高且可能引起二次污染,目前世界上采用此法生产隔膜的有日本的旭化成、美国的Akzo和3M公司等。2005年，中科院广州化学公司研究开发的聚烯烃微孔隔膜制备技术目前已落户山东，双方合作共同打造我国首个手机用锂离子电池聚烯烃微孔隔膜生产企业。通过

2、优化工艺条件及技术，获得了符合锂离子电池要求的隔膜结构与性能，解决了聚合物胶体电解质的工艺配方及与隔膜的复合技术问题，已获授权发明专利两项。1.干法单向拉伸法国内2004年已经开始有这方面工艺的专利（CN），和国外专利的不同之处在于，在聚丙烯中加入具有结晶促进作用的成核剂以及油类添加剂剂，加速了退火过程中的结晶速率。该技术现用于杭州一条生产线，采用单向拉伸的方法进行PP单层隔膜的生产，已经有此种类型的国产隔膜在市场上销售。2.双向拉伸法干法双向拉伸工艺是中国科学院化学研究所在20世纪90年代初开发出的具有自主知识产权的工艺（CN）。通过在聚丙烯中加入具有成核作用的β晶型改

3、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。从2000年开始，在国家863计划项目的支持下，具有自主知识产权的干法双向拉伸制备聚丙烯微孔膜的技术在营口向阳化工厂进行中试。由于资金的匮乏，中试采用伸双轴取向聚丙烯（BOPP）的设备，制备聚丙烯微孔膜所需要的工艺条件无法很好地在该设备上实现，虽然在中试过程实现了小批量生产，但膜的性能无法满足锂电池厂对隔膜性能的要求。从2005年开始，中国科学院化学研究所与新时科技公司合作重新开展干法双向拉伸工艺的中试研究。根据中试工作取得的经验，于2007年11月成功建成并投产了一条年产聚丙烯微

4、孔膜600万ｍ２的生产线。用此工艺生产的聚丙烯微孔膜具有不同于以上工艺制得隔膜的微孔结构（图2c）。通过国内30多家电池厂在锂离子电池上进行评价，产品基本性能已经完全满足锂离子电池隔膜的质量指标要求（表1），市场反应积极，2008年2月份开始已经有产品在市场上销售。目前公司正通过建立、健全企业管理制度，完善质量管理体系进一步提高产品质量水平。同时采用干法双向拉伸工艺的还有河南新乡一家公司，于2004年进行中试及生产，2005年底开始有产品在市场上销售。同期开始筹备新的生产线，于2007年正式投产，现有年生产能力约为1500万ｍ２。该公司大部分产品满足国内低、中端市场需求，

5、少部分产品已经能够满足高端市场的质量要求。由于该公司采用的工艺及配方是通过非正常手段从中国科学院化学研究所获取，有可能面临知识产权方面的困扰，现在中国科学院化学研究所正采取措施，寻求法律解决。国内格瑞恩新能源材料股份有限公司、桂林新时科技有限公司均与中科院合作采用干法双向拉伸工艺。3.湿法国内佛山塑料集团在2004年建立了一条采用湿法工艺生产PE隔膜的双向拉伸生产线，2005年底开始有产品在市场上销售。隔膜具有典型的“高技术、高资本”特点，而且项目周期很长，投资风险较大，国内企业的投资热情并不高。国内能生产隔膜的企业仅有星源科技、金辉高科、格瑞恩等三家企业。其中星源科技采

6、用干、湿法两条工艺、金辉高科采用湿法工艺、格瑞恩采用干法双向拉伸工艺。现在国产隔膜的市场主要集中在中、低端小型锂离子电池领域。高端产品特别是动力电池对隔膜的一致性要求极高。除了厚度、面密度、力学性能这些基本要求之外，对隔膜微孔的尺寸和分布的均一性也有很高的要求。因为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。就国内现有的隔膜生产技术，隔膜的厚度、强度、孔隙率不能得到整体兼顾，量产批次稳定性较差。国内锂电池厂家所采用的基体材料基本都是通过外购，自身研发实力不强。据了解旭化成与Celgard已经自己生产部分聚丙烯、聚乙烯材料。特别是Tonen(东燃化学)和美孚化工

7、合作后，采用美孚化工研发的高熔点聚乙烯材料后，Tonen推出熔点高达170℃的湿法PE锂电池隔膜。采用特殊处理的基体材料，可以极大的提高隔膜的性能，从而满足锂电池一些特殊的用途。深圳市星源材质科技股份有限公司星源材质成立于2003年，注册资本1500万元，总资产4100万元，净资产3300万元，核心业务是新材料——即锂离子电池隔膜的研发、生产和销售。公司于2006年底，研发取得了突破性进展，掌握了锂离子电池隔膜的核心制造工艺及核心配方的关键技术。2007年，公司在东莞投资兴建了3000平方米的生产基地。2008年1月，星源材质