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锂电池用聚烯烃微孔隔膜生产技术

项目概况:

    随着数码电子设备、移动通讯3G时代的到来,小型锂离子二次电池在世界范围内的需求非常巨大;而动力锂离子电池由于在电动工具、机器人、电动汽车/混合动力汽车、航空航天、国防军工等诸多领域的重要应用,其发展已上升到国家战略需求的高度。
    聚烯烃微孔隔膜是锂离子电池中四大关键组件(正极材料、负极材料、隔膜、电解液)之一。隔膜价格占锂离子电池原材料成本的20~30%。
电池的容量、循环性能和充放电电流密度等关键性能与隔膜有着直接的关系,性能优异的隔膜对提高电池及动力电池的综合性能起着重要作用。
    目前,我国已成为世界锂离子电池的生产大国,2011年1~11月份,我国锂离子电池产量26.78亿只,需要隔膜材料3.2亿平方米以上,隔膜产值超过50亿元。

技术创新点:

    本团队从上世纪90年代开始开发干法双向拉伸工艺,通过在聚丙烯中加入具有成核作用的β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。
    2000年国家“863”计划项目给予支持。
    2005年开始,开展干法双向拉伸工艺的中试研究。
    2007年11月成功建成并投产了一条年产聚丙烯微孔膜600万平方米的生产线。
    用此工艺生产的聚丙烯微孔膜具有不同于传统工艺制得隔膜的微孔结构,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电池隔膜的质量指标要求,达到国内领先水平,市场反应积极。

主要应用范围

    各类型锂离子二次电池

市场情况

    目前我国有几千家锂离子电池生产企业,2011年锂离子电池产量近30亿只,隔膜需求量大约在3.5亿平米左右,市值为几十亿元人民币。
    随着国家对新能源行业特别是电动汽车产业的大力推广,随着电动汽车和电动代步车产量的激增,隔膜行业的产能与产值将会在未来的几年得到飞速发展。

投资规模:

根据设计规模的不同,该项目投资额如下表所示。
投资
万元
1000万
㎡/年
2000万
㎡/年
3000万
㎡/年
5000万
㎡/年
设备投资 3100 4100 6000 9300
流动资金 1000 2000 3000 5000
合计 4100 6100  9000  14300

    此表格数据不包含土地、土建、动力、人力资源费用。
    由表格数据可知,随着产能的增加,由于生产线上部分设备共用,单位产能的投资额逐渐减少。年产2000~3000万㎡隔膜产品的项目即具有较高的投资效益,并且投资额越高,投资效益越高。
    年产量1000万㎡以下生产线会造成部分设备产能得不到完全发挥,作为批量生产项目并不推荐,但如果作为中试生产线使用可以考虑。