咨询热线

400-007-6266

010-86223221

2017年我国涂覆隔膜行业主要涂覆方式及涂覆工艺对比分析(图)

        涂覆方式多样,灵活性大 

        隔膜涂覆在技术上难度不高,使用凹版辊涂、浸涂、窄涂或喷涂等方式,国内主流厂商和大量代工厂都能够实现,一些电池厂如比亚迪、国轩高科也开展了自己的涂覆业务以完善本身的产业链结构。 


        凹版辊涂工艺是目前常用的涂覆方法,微凹版辊将浆料从浆料盒中带出,由定厚刮刀刮下多余涂料,然后在压力下涂覆到隔膜上。这种方法原理比较简单,凹版辊凹槽容量容易控制,产品精度较好。缺点是由于高硬度的氧化铝陶瓷颗粒作用,网纹辊容易磨损,会导致连续涂覆过程中涂层逐渐变薄,需要更换新辊;涂覆目标厚度改变时就需要更换辊,不能灵活调节。 
窄缝挤压涂覆,简称窄涂,是通过一定压力将浆料从挤压嘴挤出涂覆到隔膜上的工艺,涂层厚度由挤压嘴缝宽和计量泵控制。这种工艺适用粘度范围广,产品精度好,可涂覆薄层,涂覆速度高,但挤压嘴的维修相对困难。 

 
图:凹版辊压涂覆和窄缝挤压涂覆方式示意图

        浸涂的基本原理是将隔膜浸泡到一定浓度的浆料中一定时间,取出后晾干或烘干,在隔膜表面得到一定厚度的涂层。这种方法的原理和操作简单,但厚度控制相对较难。 
  
图:浸涂法示意图
 

        静电纺丝法是通过电场力将浆料喷涂到隔膜上的工艺,给浆料带上电荷,在电场力作用下浆料突破表面张力,形成纳米丝喷射向隔膜。这种工艺有适用材料范围广,操作方便,比表面积大,孔隙率高,纤维丝均一性好,产率高等优点,但存在结晶度、取向度小,机械性能、力学性能差的缺点,需要通过热处理、共混等改性方式优化。

图:静电纺丝法示意图
 

        据调研,涂覆工艺的损耗主要发生在分切步骤上,该步骤在工艺流程上的顺序因企业选择而异。例如上海恩捷使用的产线规模较大,采用先涂覆后分切的流程;鸿图隔膜的设备较小,采用先分切后涂覆的流程,两者主要损耗均在分切段,损耗量与分切次数相关。目前国内的隔膜涂覆厂商在涂覆损耗方面有很大提升空间,这与企业工艺的成熟性有关。 

        参考中国报告网发布《2017-2022年中国隔膜行业发展格局现状及十三五发展规划分析报告

        涂覆加工的设备目前基本需要进口,供给稳定,设备紧凑成套,一条产线需要投入 150-200 万元,产量约 400 万平米/年,对于同时具备基膜生产和涂覆加工能力的企业,一般每条基膜产线需要配套 10 条涂覆产线。涂覆隔膜的成本主要来自于浆料、设备折旧、人工、能源等,其中浆料是最为主要的成本。 

        以上的几种方法中,隔膜涂覆厂商大多采用凹版辊涂方法,原因是凹版辊涂的加工速度、精度均较高,工艺成熟,同时辊的加工、维护相对窄涂简单,成本较低。窄涂往往也被选作优选方案,因为该工艺精度高,加工速度快,粘度灵活性大,但窄涂的挤压嘴加工、维修相对困难,成本相对较高。 

        油性 vs 水性,各有优势 

        涂覆工艺根据浆料的区别可以分为水性涂覆和油性涂覆,两种工艺各有优势和缺点。 水性涂覆的浆料溶剂使用去离子水、乙醇、丙三醇等极性溶剂,使用后无需回收,环境污染小。但由于隔膜本身存在亲油性,会导致产品的均匀性和粘附性下降,产品可能出现透光点(涂覆厚度太薄)和暗点(涂覆厚度太厚),水性涂覆隔膜价格和产品定位相对较低。 

        油性涂覆的浆料使用油性溶剂,如丙酮、NMP。该工艺中溶剂与粘结剂和隔膜本身亲和性好,产品的均匀性和粘附性较水性涂覆隔膜优秀,也更能减少透光点和暗点的发生,但油性溶剂价格高,污染较大,需要回收,成本较高,因此油性涂覆隔膜通常定位中高端。

表:水性涂覆和油性涂覆比较
 

        对于这两种涂覆工艺,目前国内主流涂覆厂商均在技术上可以实现,生产过程中对工艺的选择往往取决于对成本、产品定位和下游需求的考虑。国内下游电池厂通常会根据电池性能要求和价格选择水性涂覆,而国外知名厂商,尤其是在动力电池领域往往倾向于使用油性涂覆隔膜。 

        成本方面每平米水性涂料的成本在 1 块钱左右,不同的配方会有一定的价格波动,最多到 1.5 元;油性涂料成本,每平米 2 元多,溶剂成本较高,占了总成本很大一部分。主要原因是水性涂料的溶剂是水,较为便宜,对废气的处理成本较低。 

        对于一些特殊要求,采用油性和水性工艺相结合应用的方式。例如一些涂覆隔膜对孔隙率有一定要求,厂家就可能通过造孔工艺来满足需求:油性涂覆工艺,在浆料中按一定小比例添加造孔剂如水、乙醇、正丁醇、PVP 等极性材料,这些材料不溶于油性溶剂,分布相对集中,在涂覆完成后可以通过水洗溶解去除,留下孔道。 
  
图:利用 PVP 造孔剂造孔的隔膜电镜图片
 

        使用造孔剂造孔能极大提升涂覆隔膜的离子迁移率,改善导电性能,但会降低其力学性能和机械性能,对于上述的几种极性材料,PVP 造孔隔膜抗拉伸能力最强,乙醇、正丁醇造孔隔膜次之,水造孔隔膜力学性能最差。 

        水性和油性涂覆的使用取决于下游电池厂商的需求和应用场景,一定时期内两种技术将并行发展。未来随着三元动力电池占比的上升,湿法涂覆隔膜可以在一定程度上提升电池的安全性能从而降低风险。而成本的持续下降,也使得涂覆隔膜被大多数锂电池企业所接受,使用比例将越来越高。

资料来源:中国报告网整理,转载请注明出处(ZQ)


更多好文每日分享,欢迎关注公众号

【版权提示】观研报告网倡导尊重与保护知识产权。未经许可,任何人不得复制、转载、或以其他方式使用本网站的内容。如发现本站文章存在版权问题,烦请提供版权疑问、身份证明、版权证明、联系方式等发邮件至kf@chinabaogao.com,我们将及时沟通与处理。

我国生物降解塑料行业:广东省相关企业注册量断层领先 恒力石化营收优势突出

我国生物降解塑料行业:广东省相关企业注册量断层领先 恒力石化营收优势突出

从行业参与情况来看,截至2024年12月25日我国生物降解塑料相关企业注册量为3649家,其中注册量前五的省市分别为广东省、安徽省、江苏省、河北省、云南省;企业注册量分别为1354家、304家、230家、225家、212家;占比分别为37.11%、8.33%、6.30%、6.17%、5.81%。

2024年12月28日
我国液氨行业产业链及相关上市企业对比:华锦股份研发投入最多

我国液氨行业产业链及相关上市企业对比:华锦股份研发投入最多

从经营情况来看,2023年我国液氨行业上市公司相关业务营收最高为华昌化工,相关业务毛利率最高的是陕西黑猫。

2024年12月26日
我国电解水制氢行业产业链图解及上中下游相关企业竞争优势分析

我国电解水制氢行业产业链图解及上中下游相关企业竞争优势分析

我国电解水制氢行业产业链上游为能源电力与电解水制氢设备原材料,包括电解槽隔膜、电解液、正/负电极板等;中游为电解水制氢设备及建设项目,其主要工艺包括ALK/PEM/SOEC;下游主要包括氢能储运、燃料电池、工业应用、发电等应用领域。

2024年12月24日
我国香精香料市场集中度较低 新和成、百润股份处于行业第一梯队

我国香精香料市场集中度较低 新和成、百润股份处于行业第一梯队

从行业竞争梯队来看,位于我国香精香料行业第一梯队的企业为新和成、百润股份,注册资本在10亿元以上;位于行业第二梯队的企业为华宝股份、爱普股份、安德利;注册资本在3亿元到10亿元;位于行业第三梯队的企业为新化股份、科思股份等,注册资本在1亿元到3亿元;位于行业第四梯队的企业则为其他企业,注册资本在1亿元以下。

2024年12月21日
防腐涂料行业:重防腐涂料为主要产品 海虹老人、国际油漆等国外企业处第一梯队

防腐涂料行业:重防腐涂料为主要产品 海虹老人、国际油漆等国外企业处第一梯队

防腐涂料可以‌防止金属腐蚀、提高材料的耐久性,还具有良好的装饰效果,在海洋工程、交通运输、能源工业等基础设施领域有着广泛的应用,而我国在基础设施方面的持续投资也带动防腐涂料需求的增长。数据显示,到2022年我国防腐涂料产量达到了836万吨。

2024年12月20日
我国纯碱行业竞争呈现四个梯队 企业产能较为集中

我国纯碱行业竞争呈现四个梯队 企业产能较为集中

企业来看,纯碱行业相关上市企业主要有远兴能源 (000683)、和邦生物 (603077)、三友化工 (600409)、中盐化工 (600328)、金晶科技 (600586)和雪天盐业 (600929)等。

2024年12月13日
我国磷酸二铵行业产能激增且集中度较高 山东省企业注册量远高于其他省市

我国磷酸二铵行业产能激增且集中度较高 山东省企业注册量远高于其他省市

当前农业对化肥需求的持续增长带动磷酸二铵行业的发展,加上产业升级与技术进步,我国磷酸二铵产能及产量增长。数据显示,到2023年我国磷酸二铵产能为2394万吨,为近些年顶峰。

2024年12月05日
我国聚偏二氟乙烯行业:锂电池为最大应用领域 市场集中度较高

我国聚偏二氟乙烯行业:锂电池为最大应用领域 市场集中度较高

从产能及产量情况来看,在2021年之后我国聚偏二氟乙烯产能及产量大幅增长,到2023年我国聚偏二氟乙烯产量约为12.4万吨,同比增长7.84%;产量为10.6万吨,同比增长21.84%。

2024年12月04日
微信客服
微信客服二维码
微信扫码咨询客服
QQ客服
电话客服

咨询热线

400-007-6266
010-86223221
返回顶部