储能隔膜开发方向汇报

1、 储能隔膜开发方向储能隔膜开发方向汇报汇报 储能电池简介1 1储能隔膜特点现有隔膜特点3 32 24 4开发方向方案 调频调峰 事故备用平滑波动 削峰填谷备用电源 特种电源分布式能源智能电网微电网家庭能源系统储能市场潜力巨大。根据美国绿色技术市场调研公司Pike Research公司的预测，从2011年到2021年的10年间，将有1,220亿美元投入到全球储能项目中来。储能电池简介 可再生能源发电与储能：可再生能源发电与储能：可再生能源资源主要指水、风能、太阳能、生物、还有地热能和海洋能。储能电池有利于促进可再生能源的大规模应用，实现电网的削峰填谷、节约能源。 分布式储能系统：分布式储能系统：

2、发电功率在几千瓦至数十兆瓦的小型模块化、分散式、布置在用户附近的高效、可靠的发电单元。 微电网储能系统：微电网储能系统：是指在无电地区或电网末端，以新能源发电作为主要发电源，以储能作为系统能量平衡手段支撑电网，容量一般不大于1MW的小型电网系统。 智能电网与储能：智能电网与储能：目标是将能源利用更加高效、合理。在由现有功率平衡型电网向未来能量平衡型电网发展过程中储能装置必将起到非常重要的作用。 特种储能电源：特种储能电源：启动时间短、备电时间长、支持能量的调节（如调峰）储能电池简介 储能电池简介 储能主要有物理储能、化学储能和电磁储能。 物理储能主要包括抽水蓄能电站、压缩空气蓄能以及飞轮储能。

3、 化学储能技术目前发展很快，主要指钠硫电池、液流电池、铅酸电池、镍镉(镍氢)电池和锂离子电池。据了解，比亚迪已经开发出了固定和移动式的锂电池储能站，容量包括0.2MW、1MW和1.2MW的产品。目前世界最大的锂电储能系统位于智利,系统总容量达12MW。 电磁储能包括超级电容器储能和超导储能。 储能电池简介电池特性参数要求备注容量50Ah目前电池组最大可以做到500Ah放电速率 5-10C储能电池要求有较大的充放电速率，特别是作为特种电源储能系统充电速率 0.5C-2C循环寿命15年，约4000次目前国内磷酸铁锂电池水平为2000次，理论上可以达到5000次功率几KW-几MW储能电池功率跨度较大

4、，根据不同的储能系统功率不通月自放电（%）5.0储能电池对于自放电要求较高，特别是那种长期存放作为备用电源的安全性能相对于电动汽车要求低些，但由于是多组电池串并，安全性能低容易发生电池堆爆炸储能电池特性要求： 储能隔膜特点现有国内储能电池厂家所用隔膜： 项目公司动力电池所用隔膜厂家储能电池所用隔膜厂家隔膜材质及工艺存在问题备注惠州比亚迪电池股份有限公司美国Cellgard-深圳星源-沧州明珠美国Cellgard-深圳星源-沧州明珠PP/PE/PP、PP/PP 考虑降低成本用国产膜东莞新能源电子科技有限公司美国Cellgard美国CellgardPP/PE/PP深圳比克电池有限公司日本宇部日本宇

5、部PP/PE/PP广州力柏新能源有限公司日本宇部日本宇部PP/PE/PP该公司只是试产广州丰江电池新技术股份有限公司美国Cellgard、日本宇部美国Cellgard、日本宇部PP/PE/PP 25um安全性差10Ah-50Ah目前还无法了解到其他公司所用储能隔膜，接下来会继续想办法进行了解。 储能隔膜特点性能参数单位储能锂电池隔膜指标备注厚度m20-60在保证安全性能前提下隔膜厚度尽量小，目前储能电池厂家用的隔膜厚度范围20-40um孔隙率%50-70在保证隔膜骨架稳定性前提下可以提高隔膜孔隙率孔径大小nm300-600隔膜小孔径多，大电流充放电性能差，储能电池一般要求要快速充放电，孔径宜大

6、些但同时需1um；透气s/100ml 100-300保证循环次数和大倍率充放电拉伸强度MDMPa100目前国内电池主要是卷绕工艺，对纵向强度要求比横向高，叠片电池对拉伸强度要求不高（目前国内叠片电池厂家只有几个大厂）TDMPa10穿刺强度g600制作过程中减少短路率和提高安全性能闭孔温度120-140储能电池相对于动力电池，安全性要求低些；但储能电池是由一系列电池串并的，一个电池着火会引起一个电池堆爆炸破膜温度165热收缩 （120、1h）MD%6隔膜横向热收缩大会导致正负极短路，对于卷绕工艺，隔膜纵向热收缩要求没有横向高，但也要控制在一定范围内，如果纵向热收缩太大会导致隔膜纵向所受应力太大，

7、从而变成弧形导致正负极短路TD%1抗氧化性靠正极表面不发黄、发黑 在电化学环境下抗氧化性要好循环次数2000目前国内一般磷酸铁锂电池循环寿命达到2000次，锰酸锂达到800次，一般储能电站要求要达到3500次吸液率%50高吸液保液能力可以更好改善大倍率充放电杂质要求Zn、Fe等对金属杂质控制严格，减少自放电（比3C电池要求高） 现有隔膜特点锂离子电池隔膜主要生产企业锂离子电池隔膜主要生产企业企业名称隔膜结构组成工艺备注东然单层PE湿法旭化成单层PE湿法SK单层PE湿法ENTEK单层PE湿法Cellgard单层、多层PP、PP/PE/PP、PVDF涂覆干法PVDF涂覆待确认宇部多层PP/PE/P

8、P干法购买Cellgard专利金辉单层PE湿法星源单层、多层PP、PP/PP、PP/PP/PP干法湿法PE未见产品格瑞恩单层PP干法杜邦PI静电纺丝中科院理化所据了解PI，待确认静电纺丝深圳惠程PI静电纺丝 现有隔膜特点 隔膜类型隔膜类型性能项目性能项目商业化产品商业化产品开发、中试阶段开发、中试阶段单层单层PEPE单层单层PPPPPP/PE/PPPP/PE/PP无纺布无纺布无机涂覆（无机涂覆（PEPE基材）基材）有机涂覆（有机涂覆（PEPE基材）基材）厚度（厚度（umum）122512251232123216401640208020802040204020402040拉伸强度拉伸强度 （Mp

9、aMpa）MDMD1002001002009015090150120220120220530530100200100200100200100200TDTD8018080180103010301030103053053080180801808018080180刺穿强度（刺穿强度（g g）5009005009002006002006004006004006003015030150500900500900500900500900透气阻力（透气阻力（s/100mls/100ml）1505001505002006002006002506002506001020010200200650200650（基材相

10、关）（基材相关）200600200600（基材相关）（基材相关）孔隙率（孔隙率（% %）405540554055405535503550508050803045304535453545闭孔温度（闭孔温度（）128135128135152160152160128135128135无无128135128135128135128135破膜温度（破膜温度（）1421521421521621721621721621721621721703501703501604001604001653501653509090、2h2h热收缩热收缩（% %）MDMD24240.520.521313010103031313

11、TDTD020201010101010101010101120120、1h1h热收热收缩（缩（% %）MDMD510510585851051008081818310310TDTD51051001010101080816161818单层PE主要参考SK、TONEN、金辉；单层PP主要参考Cellard、星源； PP/PE/PP主要参考Cellard；无纺布主要参考日本宝翎、比亚迪；无机涂覆主要参考金辉、比亚迪；有机涂覆主要参考比亚迪。 现有隔膜特点拉伸强度MD(Mpa)拉伸强度TD(Mpa) 现有隔膜特点穿刺强度 (g)透气阻力（s/100ml） 现有隔膜特点闭孔温度()破膜温度() 现有隔膜特

12、点120、1h热收缩MD（%）120、1h热收缩TD（%） 开发方向方案方案一：聚烯烃隔膜基材上静电纺其他耐氧化性、热稳定好的纳米纤维。（方案一：聚烯烃隔膜基材上静电纺其他耐氧化性、热稳定好的纳米纤维。（优选优选方案方案）具体方案一：两层，靠近正极为静电纺丝层（耐氧化），负极为聚烯烃材料可以为PVDF、P(VDF-HFP)、PVP、PI、PAN；改善热稳定性，提高破膜温度；改善电化学稳定性，使膜不变黄变黑；改善吸液性。聚乙烯基材为高透性、高强度基材，作为隔膜支架；提供较低闭孔温度；聚乙烯靠负极，不会变黄变黑。目前该方案已经送往华工做PVDF静电纺试验 开发方向方案 静电纺丝层与聚乙烯复合膜优点

13、1、性能方面：比表面积大、孔隙率大、高电导率、高吸液率、热稳定性好、闭孔温度低2、与无机涂覆膜相比：该种复合膜不存在由于无机粒子堵住基材孔而导致内阻增大、循环寿命下降问题；且静电纺丝层是整体一片的，本身纤维间就互相粘合，不存在局部掉料问题；静电纺丝层本身孔隙率高，且材料亲液性好，更有利于大倍率充放电。 我司开发此种复合膜的优势1、我司可以提供高透性及高强度聚乙烯基材；2、更容易拿到静电纺丝层高端原料，如日本帝人的耐高温芳纶纳米纤维。 静电纺丝层与聚乙烯复合膜工艺难点预计1、静电纺丝层与聚乙烯贴合A、利用静电纺丝加工过程中纤维还没完全固化，贴合在聚乙烯表面再最终固化，和聚乙烯粘在一起（这个得进行

14、一系列工艺摸索）；B、在聚乙烯表面涂覆胶层，再在上面进行静电纺丝；C、利用正负电离子进行贴合或者在后处理工序中进行层压处理。2、静电纺丝层厚度均一性控制 开发方向方案材料可以为PVDF、 P(VDF-HFP) 、PVP、PI、PAN；改善热稳定性，提高破膜温度；改善电化学稳定性，使膜不变黄变黑。聚乙烯基材为高透性、高强度基材，作为隔膜支架；提供较低闭孔温度。具体方案二：三层，中间为聚烯烃，两边为静电纺丝层 开发方向方案PP等无纺布；提供隔膜支架PVDF、 P(VDF-HFP)、PI；吸液性强；耐热层方案二：现有无纺布基材上静电纺其他耐热、亲液性材料方案二：现有无纺布基材上静电纺其他耐热、亲液性材料具体方案一：三层，中间无纺布，两边静电纺丝层 开发方向方案聚乙烯基材为高透性基材，高强度，作为隔膜支架；提供较低闭孔温度。P(VDF-HFP)、PMMA；吸液性强，锂离子运输通道，方案三：聚烯烃基材上涂覆耐热、亲液性有机材料（更多应用于聚合物电方案三：聚烯烃基材上涂覆耐热、亲液性有机材料（更多应用于聚合物电池）。池）。具体方案：在聚乙