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隔膜的基本要求电池隔膜最主要的功能是电子绝缘离子导通，即阻止正负电极在电池中的直接的电子接触，但是离子可以自由通过。对于锂离子电池用隔膜，基本要求如下：1.厚度:2.透气率:3.浸润度:4.化学稳定性:5.孔径:6.穿刺强度:7.热稳定性:8.热关闭温度:9.孔隙率:1. 厚度对于消耗型锂离子电池（手机、笔记本电脑、数码相机中使用的电池），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，比如说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，当然对于动力用大电池，安全性也是非常重要的，而厚一些的隔膜往往同时意味着更好的安全性.2.透气率:从学术角度来说，隔膜在电池中是惰性的，即隔膜不是电池的必要组成部分，而仅仅是电池工业化生产的要求。隔膜的存在首先要满足它不能恶化电池的电化学性能，主要表现在内阻上。含电解液的隔膜的电阻率和电解液本身的电阻率之间的比值称为MacMullin数。一般来说，消耗型锂离子电池的这个数值为接近8，当然这个数值越小越好。通常来说，锂离子电池隔膜中会有一个透气率的参数，或者叫Gurley数。这个数是这么定义的，即一定体积的气体，在一定压力条件下通过一定面积的隔膜所需要的时间，气体的体积量一般为50cc，有些公司也会标100cc，最后的结果会差两倍。面积应该是1平 方英寸，压力差记不太清楚了。这个数值从一定意义上来讲，和用此隔膜装配的电池的内阻成正比，即该数值越大，则内阻越大。然而，对于不同的隔膜，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，而透气率和气体传到有关，两种机理是不一样的。换句话说，单纯比较两种不同隔膜的Gurley数是没有意义的，因为可能两种隔膜的微观结构完全不一样；但同一种隔膜的Gurley数的大小能很好的反应出内阻的大小，因为同一种隔膜相对来说微观结构是一样的或可比较的。3.浸润度: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。这方面没有一个公认的检测标准。大致可以通过以下试验来判断：取典型电解液（如EC：DMC=1:1，1M LiPF6）， 滴在隔膜表面，看是否液滴会迅速消失被隔膜吸收，如果是则说明浸润性基本满足要求。更准确的测试可以用超高时间分辨的摄像机记录从液滴接触隔膜到液滴消失 的过程，计算时间，通过时间的长短来比较两种隔膜的浸润度。浸润度一方面个隔膜材料本身相关，另一方面个隔膜的表面及内部微观结构密切相关。4.化学稳定性:换句话说就是要求隔膜在电化学反应中是惰性的。经过若干年的工业化检验，一般认为目前隔膜用材料PE或PP是满足化学惰性要求的。5.孔径:一般来说，隔膜为了阻止电极颗粒的直接接触，很重要的一点就是防止电极颗粒直接通过隔膜。目前所使用的电极颗粒一般在10微米的量级，而所使用的导电添加剂则在10纳米的量级，不过很幸运的是一般碳黑颗粒倾向于团聚形成大颗粒。一般来说，亚微米孔径的隔膜足以阻止电极颗粒的直接通过，当然也不排除有些电极表面处理不好，粉尘较多导致的一些诸如微短路等情况。6.穿刺强度:这个参数实际上是由于电极表面不够平整，以及装配过程中工艺水平有限而提出的一个要求，因此要求隔膜有相当的穿刺强度。穿刺强度的测试有工业标准可遵循，大致是在一定的速度（每分钟3-5米）下，让一个没有锐边缘的直径为1mm的 针刺向环状固定的隔膜，为穿透隔膜所施加在针上的最大力就称为穿刺强度。同样的，由于测试的时候所用的方法和实际电池中的情况有很大的差别，直接比较两种 隔膜的穿刺强度不是特别合理，但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。但单纯追求高穿刺强度，必然导致隔膜的其他性能下降。7.热稳定性:隔膜需要在电池使用的温度范围内（-20C60C）保持热稳定。一般来说目前隔膜使用的PE或PP材料均可以满足上述要求。当然还有一个就是由于电解液对水份敏感，大多数厂家会在注液前进行80C左右的烘烤，这对PP/PE隔膜也不会存在太大的问题8.热关闭温度:内容由于安全性问题比较严重，目前锂离子电池用隔膜一般都 能够提供一个附加的功能，就是热关闭。一般我们将原理电池（两平面电极中间夹一隔膜，使用通用锂离子电池用电解液）加热，当内阻提高三个数量级时的温度称 为热关闭温度。这一特性可以为锂离子电池提供一个额外的安全保护。实际上关闭温度和材料本身的熔点密切相关，如PE为135C附近。当然不同的微结构对热关闭温度有一定的影响。但对于小电池，热关闭机制所起的作用很有限。9.孔隙率:内容目前，锂离子电池用隔膜的孔隙率为40%左右。孔隙率的大小和内阻有一定的关系，但不同种隔膜之间的空隙率的绝对值无法直接比较。市场情况：目前隔膜供应商主要为以下几家：美国：Celgard （三层PP/PE/PP）, Entek (单层PE)荷兰：DSM （单层PE）德国：Degussa (为无机有机复合膜，较厚，主要适用于动力型大电池)日本：Asahi, Tonen （单层PE）, UBE （三层PP/PE/PP）此外国内有三到五家在做，但目前产品性能还不尽如人意。国内制作的目前主要有以下一些问题：1.孔隙率不够2。厚度不均3 有针孔4。 均匀度不够5。强度不够Bellcore技术大概是使用共聚物和某种溶剂形成胶状物，然后刮在电极或其他平面表面，然后使溶剂蒸发形成多孔膜，然后和电极片堆叠或卷绕在一起，用铝塑膜封装，然后注液。具体的工艺就各家稍有不通。这种电池使用自成膜的电解质，不再需要PP/PE隔膜了。to Park国内的有：新乡的格瑞恩，浙江有一家（名字忘了），此外有BYD和衫衫在做。目前市面上新乡的和浙江的已经有样品了，但相对来说性能和进口的还有较大的差距。三层隔膜是分别做好单层隔膜后,将他们压在一起来制作单层隔膜的吗?另外平时所说的干法和湿法分别对应着日本和BELLCORE技术吗?分别做好单层隔膜，然后将它们压 在一起也是一种可行的三层膜的制作方法，但每种制备方法都会有它的优势和缺点，对隔膜生产商来说就是成本和被客户接受的程度，对电池厂来说就是成本和性能 特点。如果大家都接受，那么就可以了。至于具体采取哪种方法，这和具体生产商有关，已经有些属于机密了。详细请参考：/showtopic-11885-1.html锂离子电池隔膜材料市场简析 1、锂离子电池隔膜概述 锂电池因能量密度高、循环寿命长、质量轻、体积小等特性，又具有安全、可靠且能快速充放电等优点，成为近年来新型电源技术研究的热点，在高能量和高功率领 域备受欢迎。在锂电池的结构中，隔膜是关键的内层组件之一。隔膜采用塑料膜制成，可隔离电池正负极，以防止出现短路；还可以在电池过热时，通过闭孔功能来 阻隔电池中的电流传导。 根据不同的物理、化学特性，锂离子电池隔膜材料可以分为：织造膜，非织造膜（无纺布），微孔膜，复合膜，隔膜纸，碾压膜等几类。聚烯烃材料具有优异的力学 性能、化学稳定性和相对廉价的特点，因此聚乙烯，聚丙烯等聚烯烃微孔膜在锂离子电池研究开发初期便被用作锂离子电池隔膜。时至今日，商品化的锂离子电池隔 膜仍然是聚烯烃微孔膜。近年来，固体和凝胶电解质开始被用作一个特殊的组件，同时发挥电解液和电池隔膜的作用，是一项新兴的技术手段。 锂电池 隔膜成本占电池成本的1/3左右。隔膜的性能决定了电池的界面结构、内阻等，直接影响电池的容量、循环性能以及安全性能等特性，性能优异的隔膜对提高电池 的综合性能具有重要的作用。目前60%70%的隔膜市场主要采用湿法双向拉伸工艺，因为湿法双向拉伸纵向横向更加均匀平衡。而且湿法主要用于高端隔膜， 干法用于中低端产品。 2、隔膜生产工艺 目前市场化的锂离子电池隔膜主要是以聚乙烯、聚丙烯为主的聚烯烃隔膜，包括单层PE,单层PP，三层PP/PE/PP复合膜。现有的聚烯烃隔膜生产工艺可按照干法和湿法分为两大类，同时干法又可细分为单向拉伸工艺和双向拉伸工艺。 干 法单向拉伸工艺是通过生产硬弹性纤维的方法，制备出低结晶度的高取向聚丙烯或聚乙烯薄膜，在高温退火获得高结晶度的取向薄膜。这种薄膜先在低温下进行拉伸 形成银纹等微缺陷，然后高温下使缺陷拉开，形成微孔。这种方法最早见于美国Celanse公司1970年专利USPatent3426754，用于生产单 层的聚丙烯多孔膜。该工艺经过几十年的发展在美国、日本已经非常成熟，现在美国Celgard公司、日本UBE公司采用此种工艺生产单层PP、PE以及三 层PP/PE/PP复合膜。用这种方法生产的隔膜具有扁长的微孔结构，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。 由于受国外专利保护及知识产权方面的制约，国内采用单向拉伸方法制备隔膜的工业化进展很慢。国内2004年已经开始有这方面工艺 的专利，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。 湿法又称相分离法或热致相分离法，将高沸点小分子作为致孔剂添加到聚烯烃中，加热熔融成均匀体系，然后降温发生相分离，拉伸后用有机溶剂萃取出小分子，可 制备出相互贯通的微孔膜材料，适用的材料广。采用该法的具有代表性的公司有日本旭化成、东燃及美国Entek等，目前主要用于单层的PE隔膜。用湿法双向 拉伸方法生产的隔膜由于经过了双向拉伸具有较高的纵向和横向强度。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。 3、隔膜国际主要生产厂商 便携式电动工具、移动电话、笔记本电脑、摄录机等可充电锂离子电池、小型动力工具电池用主要使用聚烯烃隔膜，技术及市场都已经十分成熟，最大的供应商为 Asahi(旭化成工业)、美国Celgard及Tonen(东燃化学)，旭化成5成以上的隔膜主要供应给Sanyo；而Celgard则是MBI和比亚 迪的主要供应商；由于拥有Sony、SDI、LGC等客户，东燃化学成为全球此类隔膜的第三大供应商。美国Celgard及UBE生产三层聚丙烯/聚乙烯 /聚丙烯（PP/PE/PP）复合膜。此类型隔膜材料特点在于其强度较好，成本较低，而且在电池内部温度较高时，PE在130左右时熔化，而熔点较高的 PP（150左右）形成隔膜闭孔，使电池内部断路，大大提高了电池的安全性能，但其制造工艺复杂，且超薄16um以下尤为难做到。旭化成、东燃、美国 ENTEK等公司单层聚乙烯（PE）隔膜。此类型隔膜材料由于是单层PE，故生产成本较高，但对制造超薄16um以下隔膜尤为有条件，故很受大电池厂家如 三洋、索尼、松下、万胜等青睐。 表1：锂离子电池隔膜的主要生产厂商及其主要产品制造商 结构 组成 加工方法 商用名 Asahi Kasai（日） 单层 PE 湿法 Hipore Celgard LLC（美） 单层 多层 PVDF覆盖 PP，PE PP/PE/PP PVDF，PP，PE，PP/PE/PP 干法 干法 干法 Celgard Celgard Celgard Entek Membrans 单层 PE 湿法 Teklon Mitsui Chemicals 单层 PE 湿法 Nitto Denko 单层 PE 湿法 DSM 单层 PE 湿法 Solupur Tonen（日） 单层 PE 湿法 Setela UBE Industries 多层 PP/PE/PP 干法 U-Pore 表2：2007年国际锂电池隔膜企业生产能力状态旭化成 Celgard 东燃 宇部 SK ENTEK 住友 生产数量（M平方米） 84.0 70.0 68.0 22.0 15.0 11.0 3.0 占比（%） 30.8 25.6 24.9 8.1 5.5 4.0 1.1 4、国内隔膜产业发展现状 随着锂离子电池产业的发展，国内市场上的国产锂电池用隔膜已经渐渐走进锂电圈，以河南新乡格瑞恩和中科科技、佛山金辉高科、台湾高银等为代表的国内锂离子 电池隔膜厂家迅速成长成来，其产品与进口隔膜相比，价格只有进口隔膜的1/31/2，采货周期也相对短些，但国产隔膜的厚度、强度、孔吸率不能得到整体 兼顾，且量产批次稳定性较差，国内绝大多数锂电厂家都选用进口隔膜。因此研究开发低成本、制作工艺简单、孔径尺寸适当、空隙率高、机械强度能满足要求的微 孔聚合物隔膜对于提高电池性能和降低电池成本具有重要的实际意义。如何进一步提高隔膜的各项质量指标，是我国电池业目前急需解决的问题。 表3：中国锂电池隔膜生产能力状况 新乡 佛山 东莞 新时科技 山东 上海 数量（平方米） 1500 700 250 600 500 600 占比（%） 36.1 16.9 6.0 14.5 12 14.5 注：后三者建设中。 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（CN1062357）。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。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，中试采用拉伸双轴取向聚丙烯的设备，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 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。2008年2月份开始已经有产品在市场上销售。同时采用干 法双向拉伸工艺的还有河南新乡格瑞恩公司，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，少部分产品已经能够满足高端市场的质量要求。 5、国内隔膜市场容量分析 中国锂离子电池生产所需的隔膜材料主要依靠进口。2007年耗用外汇超过1.8亿美元（价格以每平方米2.8美元计），每年进口锂离子电池隔膜在6080 万平方米，并以12%的速度递增。到2011年全球需要的锂离子电池隔膜将达到3.53亿平方米，销售额将达到11.26亿美元。市场需求量将是目前市场 的1.8倍，销售额将是2007年的2.3倍。 表4-7：锂离子电池隔膜市场需求预测年份2007 2008 2009 2010 2011市场需求（亿m2） 2.242.512.813.153.53 出厂价金额（亿美元） 5.886.928.139.5711.26 6、国内隔膜主要生产企业 星源材质深圳市星源材质科技股份有限公司成立于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。目前公司拥有干法生产线两条，湿法生产线一条，主要生产12m到40m不同规格的锂电池隔膜。同 时，年设计生产能力5000万平方米的锂电池隔膜生产基地正在建设之中。公司被评为国家火炬计划重点企业；深圳市民营领军骨干企业，锂电池隔膜产业化项目 被列入深圳市重大建设项目。公司在2008年引进战略投资者深圳创东方投资公司，并进入上市辅导期，计划在深圳创业板上市。 金辉高科佛山市金辉高科光电材料有限公司成立于2006年2月16日，由佛塑股份（000973）与BYD共同出资281万美元组建，其中佛塑股份占 55%股权；BYD占45%股权，经营范围包括离子渗透微孔薄膜、功能性聚合物膜片、绝缘薄膜、各种用途半透膜等环保用有机膜类制品，拥有特种电池用离子 渗析微孔薄膜生产能力756万平方米/年。根据佛塑股份（000973）最新公告：预计金辉高科2008年实现营业收入7592万元，净利润3585万 元。 7、锂离子电池隔膜发展趋势 电池隔膜的发展主要是随着锂离子电池的需求不断变化而不断发展的，从体积上看，锂离子电池正在朝着小和大两个截然不同的方向发展。在一些如手机、数码相机 等电子产品上，为了迎合美观、便于携带的需求，电池厂将电池的电芯做得非常小巧。为了追求高的能量密度，在狭小的体积中能容纳下更多的电极材料，电池厂家 希望隔膜的厚度越薄越好。体积更小是对隔膜的一个挑战，因为必须把隔膜做得薄，但要能够保持原来的电池容量、循环性能以及安全性能等功能，同时有更大的功 率，设计更简单。 而与此相反，在电动自行车、电动汽车及电动工具等所使用的动力电池方面，为了获得高容量、大功率，通常一个电池需要使用几十个甚至上百个电芯进行串接。由 于锂电池具有潜在的爆炸危险，隔膜的安全性相当重要。由于体积越来越大，技术上要求效率更高，能减少温室气体排放，功率更强 1、隔膜概述锂电池因能量密度高、循环寿命长、质量轻、体积小等特性，又具有安全、可靠且能快速充放电等优点，成为近年来新型电源技术研究的热点，在高能量和高 功率领域备受欢迎。在锂电池的结构中，隔膜是关键的内层组件之一。隔膜采用塑料膜制成，可隔离电池正负极，以防止出现短路；还可以在电池过热时，通过闭孔 功能来阻隔电池中的电流传导。根据不同的物理、化学特性，锂离子电池隔膜材料可以分为：织造膜，非织造膜（无纺布），微孔膜，复合膜，隔膜纸，碾压膜等几类。聚烯烃材料具有优异 的力学性能、化学稳定性和相对廉价的特点，因此聚乙烯，聚丙烯等聚烯烃微孔膜在锂离子电池研究开发初期便被用作锂离子电池隔膜。时至今日，商品化的锂离子 电池隔膜仍然是聚烯烃微孔膜。近年来，固体和凝胶电解质开始被用作一个特殊的组件，同时发挥电解液和电池隔膜的作用，是一项新兴的技术手段。锂电池隔膜成本占电池成本的1/3左右。隔膜的性能决定了电池的界面结构、内阻等，直接影响电池的容量、循环性能以及安全性能等特性，性能优异的隔 膜对提高电池的综合性能具有重要的作用。目前60%70%的隔膜市场主要采用湿法双向拉伸工艺，因为湿法双向拉伸纵向横向更加均匀平衡。而且湿法主要用 于高端隔膜，干法用于中低端产品。2、生产工艺目前，在锂离子二次电池工业中广泛应用的微孔隔膜几乎全部采用聚烯烃微孔膜，该方法主要是通过熔融挤出得到半结晶的聚合物薄膜，然后对其进行拉伸， 以便在薄膜中产生许多微孔，其制造过程不需要溶剂，生产速率较高，所用的高分子材料为聚丙烯（PP）和聚乙烯（PE），属最廉价的膜材料之一。但该种微孔 膜也存在许多缺点，如膜的裂缝孔径最长为0.4m，最宽0.04m，空隙率最高为40%左右。因吸液量低，限制了锂离子迁移率的提高，不利于电池的大 电流充放；同时，聚丙烯延展性较差，表面能低，属于难粘塑料，不利于与正、负极片的粘结，隔膜与电极界面结合不紧密，影响电池的能量密度；此外，此法设备 复杂，制作成本较高，价格也较昂贵，电池的生产成本也相应上升。锂离子电池隔膜的制备工艺可以广义地分为干法和湿法两种。两种方法都包括至少一个取向步骤 使隔膜产生孔隙并且/或者增大其抗拉强度。干法的过程是：熔化聚烯烃树脂并挤压铺成薄膜，退火处理以增加片状晶区的尺寸和数量，然后经精确的机械拉伸 形成紧密排列的微孔。Celgard和UBE公司用这种方法生产PE和PP隔膜。湿法工艺是以烃类液体或低分子量的物质与聚烯烃树脂混合，加热溶化混合物 并把熔体铺在薄片上，再以纵向或双轴向对薄片做取向处理，最后用易挥发的溶剂提取液体。Asahi、Tonen、Mitsui Chemicals、Polypore/Membrana和Entek用湿法生产电池隔膜。通过调节混合溶液的组成，或在凝胶化、固化过程中蒸发/减少溶 剂，可以改变薄膜的结构和性质。这种方法生产的超高分子量PE膜有良好的机械性能。3、国际生产厂商便携式电动工具、移动电话、笔记本电脑、摄录机等可充电锂离子电池、小型动力工具电池用主要使用聚烯烃隔膜，技术及市场都已经十分成熟，最大的供应 商为Asahi(旭化成工业)、美国Celgard及Tonen(东燃化学)，旭化成5成以上的隔膜主要供应给Sanyo；而Celgard则是MBI和 比亚迪的主要供应商；由于拥有Sony、SDI、LGC等客户，东燃化学成为全球此类隔膜的第三大供应商。美国Celgard及UBE生产三层聚丙烯/聚 乙烯/聚丙烯（PP/PE/PP）复合膜。此类型隔膜材料特点在于其强度较好，成本较低，而且在电池内部温度较高时，PE在130左右时熔化，而熔点较 高的PP（150左右）形成隔膜闭孔，使电池内部断路，大大提高了电池的安全性能，但其制造工艺复杂，且超薄16um以下尤为难做到。旭化成、东燃、美 国ENTEK等公司单层聚乙烯（PE）隔膜。此类型隔膜材料由于是单层PE，故生产成本较高，但对制造超薄16um以下隔膜尤为有条件，故很受大电池厂家 如三洋、索尼、松下、万胜等青睐。表1：锂离子电池隔膜的主要生产厂商及其主要产品制造商结构组成加工方法商用名Asahi Kasai（日）单层PE湿法HiporeCelgardLLC（美）单层多层PVDF覆盖PP，PEPP/PE/PPPVDF，PP，PE，PP/PE/PP干法干法干法CelgardCelgardCelgardEntek Membrans单层PE湿法TeklonMitsui Chemicals单层PE湿法Nitto Denko单层PE湿法DSM单层PE湿法SolupurTonen（日）单层PE湿法SetelaUBE Industries多层PP/PE/PP干法U-Pore2、国内发展现状随着锂离子电池产业的发展，国内市场上的国产锂电池用隔膜已经渐渐走进锂电圈，以河南新乡格瑞恩和中科科技、佛山金辉高科、台湾高银等为代表的国内 锂离子电池隔膜厂家迅速成长成来，其产品与进口隔膜相比，价格只有进口隔膜的1/31/2，采货周期也相对短些，但国产隔膜的厚度、强度、孔吸率不能得 到整体兼顾，且量产批次稳定性较差，国内绝大多数锂电厂家都选用进口隔膜。因此研究开发低成本、制作工艺简单、孔径尺寸适当、空隙率高、机械强度能满足要 求的微孔聚合物隔膜对于提高电池性