國內(nèi)聚烯烴電池隔膜的產(chǎn)業(yè)化狀況

1、國內(nèi)聚烯烴電池隔膜的產(chǎn)業(yè)化狀況鋰離子電池隔膜的制備方法主要有熔融拉伸(MSCS)和熱致相分離(TIPS)兩大類方法。由于MSCS法不包括任何的相分離過程,其工藝相對簡單且生產(chǎn)過程中無污染,目前世界上大都采用此方法進行生產(chǎn),如日本的宇部、三菱、東燃及美國的塞拉尼斯等。TIPS法的工藝比MSCS法復雜,需加入和脫除稀釋劑,因此生產(chǎn)費用相對較高且可能引起二次污染,目前世界上采用此法生產(chǎn)隔膜的有日本的旭化成、美國的Akzo和3M公司等。2005年，中科院廣州化學公司研究開發(fā)的聚烯烴微孔隔膜制備技術目前已落戶山東，雙方合作共同打造我國首個手機用鋰離子電池聚烯烴微孔隔膜生產(chǎn)企業(yè)。通過優(yōu)化工藝條件及技術，獲

2、得了符合鋰離子電池要求的隔膜結(jié)構與性能，解決了聚合物膠體電解質(zhì)的工藝配方及與隔膜的復合技術問題，已獲授權發(fā)明專利兩項。干法單向拉伸法國內(nèi)2004年已經(jīng)開始有這方面工藝的專利（CN1272374），和國外專利的不同之處在于，在聚丙烯中加入具有結(jié)晶促進作用的成核劑以及油類添加劑劑，加速了退火過程中的結(jié)晶速率。該技術現(xiàn)用于杭州一條生產(chǎn)線，采用單向拉伸的方法進行PP單層隔膜的生產(chǎn)，已經(jīng)有此種類型的國產(chǎn)隔膜在市場上銷售。雙向拉伸法干法雙向拉伸工藝是中國科學院化學研究所在20世紀90年代初開發(fā)出的具有自主知識產(chǎn)權的工藝（CN1062357）。通過在聚丙烯中加入具有成核作用的晶型改進劑，利用聚丙烯不同相態(tài)間

3、密度的差異，在拉伸過程中發(fā)生晶型轉(zhuǎn)變形成微孔，用于生產(chǎn)單層PP膜。從2000年開始，在國家863計劃項目的支持下，具有自主知識產(chǎn)權的干法雙向拉伸制備聚丙烯微孔膜的技術在營口向陽化工廠進行中試。由于資金的匱乏，中試采用伸雙軸取向聚丙烯（BOPP）的設備，制備聚丙烯微孔膜所需要的工藝條件無法很好地在該設備上實現(xiàn)，雖然在中試過程實現(xiàn)了小批量生產(chǎn)，但膜的性能無法滿足鋰電池廠對隔膜性能的要求。從2005年開始，中國科學院化學研究所與新時科技公司合作重新開展干法雙向拉伸工藝的中試研究。根據(jù)中試工作取得的經(jīng)驗，于2007年11月成功建成并投產(chǎn)了一條年產(chǎn)聚丙烯微孔膜600萬的生產(chǎn)線。用此工藝生產(chǎn)的聚丙烯微孔膜

4、具有不同于以上工藝制得隔膜的微孔結(jié)構（圖2c）。通過國內(nèi)30多家電池廠在鋰離子電池上進行評價，產(chǎn)品基本性能已經(jīng)完全滿足鋰離子電池隔膜的質(zhì)量指標要求（表1），市場反應積極，2008年2月份開始已經(jīng)有產(chǎn)品在市場上銷售。目前公司正通過建立、健全企業(yè)管理制度，完善質(zhì)量管理體系進一步提高產(chǎn)品質(zhì)量水平。同時采用干法雙向拉伸工藝的還有河南新鄉(xiāng)一家公司，于2004年進行中試及生產(chǎn)，2005年底開始有產(chǎn)品在市場上銷售。同期開始籌備新的生產(chǎn)線，于2007年正式投產(chǎn)，現(xiàn)有年生產(chǎn)能力約為1500萬。該公司大部分產(chǎn)品滿足國內(nèi)低、中端市場需求，少部分產(chǎn)品已經(jīng)能夠滿足高端市場的質(zhì)量要求。由于該公司采用的工藝及配方是通過非正

5、常手段從中國科學院化學研究所獲取，有可能面臨知識產(chǎn)權方面的困擾，現(xiàn)在中國科學院化學研究所正采取措施，尋求法律解決。國內(nèi)格瑞恩新能源材料股份有限公司、桂林新時科技有限公司均與中科院合作采用干法雙向拉伸工藝。3. 濕法國內(nèi)佛山塑料集團在2004年建立了一條采用濕法工藝生產(chǎn)PE隔膜的雙向拉伸生產(chǎn)線，2005年底開始有產(chǎn)品在市場上銷售。隔膜具有典型的“高技術、高資本”特點，而且項目周期很長，投資風險較大，國內(nèi)企業(yè)的投資熱情并不高。國內(nèi)能生產(chǎn)隔膜的企業(yè)僅有星源科技、金輝高科、格瑞恩等三家企業(yè)。其中星源科技采用干、濕法兩條工藝、金輝高科采用濕法工藝、格瑞恩采用干法雙向拉伸工藝。現(xiàn)在國產(chǎn)隔膜的市場主要集中在

6、中、低端小型鋰離子電池領域。高端產(chǎn)品特別是動力電池對隔膜的一致性要求極高。除了厚度、面密度、力學性能這些基本要求之外，對隔膜微孔的尺寸和分布的均一性也有很高的要求。因為微孔的尺寸和分布直接影響到隔膜的孔隙率、透氣性、吸液率。就國內(nèi)現(xiàn)有的隔膜生產(chǎn)技術，隔膜的厚度、強度、孔隙率不能得到整體兼顧，量產(chǎn)批次穩(wěn)定性較差。國內(nèi)鋰電池廠家所采用的基體材料基本都是通過外購，自身研發(fā)實力不強。據(jù)了解旭化成與Celgard已經(jīng)自己生產(chǎn)部分聚丙烯、聚乙烯材料。特別是Tonen(東燃化學)和美孚化工合作后，采用美孚化工研發(fā)的高熔點聚乙烯材料后，Tonen推出熔點高達170的濕法PE鋰電池隔膜。采用特殊處理的基體材料，

7、可以極大的提高隔膜的性能，從而滿足鋰電池一些特殊的用途。深圳市星源材質(zhì)科技股份有限公司星源材質(zhì)成立于2003年，注冊資本1500萬元，總資產(chǎn)4100萬元，凈資產(chǎn)3300萬元，核心業(yè)務是新材料即鋰離子電池隔膜的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售。公司于2006年底，研發(fā)取得了突破性進展，掌握了鋰離子電池隔膜的核心制造工藝及核心配方的關鍵技術。2007年，公司在東莞投資興建了3000平方米的生產(chǎn)基地。2008年1月，星源材質(zhì)公司在原有一條濕法生產(chǎn)線的基礎上，為適應市場需求，啟動了年產(chǎn)1000萬平方米鋰電池隔膜干法生產(chǎn)線投資項目，該生產(chǎn)線由星源材質(zhì)公司自主研發(fā)、自行設計、具有自主知識產(chǎn)權，總投資人民幣4788萬元，該

8、生產(chǎn)線關鍵零部件和儀器分別從德國、美國、意大利等國家進口，其他輔助、配套設施在國內(nèi)采購。生產(chǎn)線順利建成并于2008年9月正式投產(chǎn)。產(chǎn)品產(chǎn)能達到設計要求，產(chǎn)品質(zhì)量達到美國、日本同類產(chǎn)品質(zhì)量。該生產(chǎn)線投產(chǎn)后，將年新增產(chǎn)能1000萬平方米。目前星源材質(zhì)科技股份有限公司擁有干法生產(chǎn)線兩條，濕法生產(chǎn)線一條，主要生產(chǎn)12m到40m不同規(guī)格的鋰電池隔膜。同時，年設計生產(chǎn)能力5000萬平方米的鋰電池隔膜生產(chǎn)基地正在建設之中。公司被評為國家火炬計劃重點企業(yè)；深圳市民營領軍骨干企業(yè)，鋰電池隔膜產(chǎn)業(yè)化項目被列入深圳市重大建設項目。公司在2008年引進戰(zhàn)略投資者-深圳創(chuàng)東方投資公司，并進入上市輔導期，計劃在深圳創(chuàng)業(yè)板

9、上市。星源材質(zhì)目前的客戶群定位于珠三角地區(qū)，主要為手機和筆記本電池。主要產(chǎn)品：普通鋰離子電池隔膜（I）星源SD2單層PP鋰電池隔膜（II）星源SD1單層PE鋰離子電池隔膜（III）星源SD3三層PP/PE/PP鋰離子電池隔膜特種鋰離子電池隔膜（I）星源SW3高容量鋰電隔膜（II）星源SW3大倍率鋰電隔膜（III）星源SW3動力鋰電隔膜動力鋰離子電池專用隔膜薄膜厚度： 16 ,20 ,32 ,40 m 性能參數(shù)型號厚度（m）透氣率（s/100ml）孔隙率（%）拉伸強度MD（Kg/cm2）穿刺強度（g/m）熱收縮率（%）901h MDTDSD432A3238047150084030型號厚度（m）透

10、氣率（s/100ml）孔隙率（%）拉伸強度MD（Kg/cm2）穿刺強度（g/m）熱收縮率（%）901h MDTDSD440A4056045160087030 適用范圍：電動汽車、電動自行車、電動摩托車、高爾夫球車、電動工具、大型儲能設備、軍工用大型磷酸鐵鋰及錳酸鋰系動力電池及鋅鎳電池。佛山市金輝高科光電材料有限公司佛塑股份是一家為現(xiàn)代工業(yè)、農(nóng)業(yè)、科技、交通、通訊、建筑等領域提供新型材料的高新技術企業(yè)，主要生產(chǎn)經(jīng)營各種塑料薄膜及復合包裝材料、人造革、塑料編織復合制品、建筑工程與光電、裝飾材料以及其它功能性高分子新材料等五大系列產(chǎn)品。公司擁有多項核心技術，是分支機構遍布全國各地的特大型企業(yè)集團，是

11、國內(nèi)生產(chǎn)規(guī)模最大、品種最齊全、出口量最大、綜合競爭力位居同行前列的塑料新材料生產(chǎn)企業(yè)。佛塑股份利用其在高分子新材料上的技術力量，擁有了一批進口及自主研發(fā)的先進生產(chǎn)設備和檢測儀器，并擁有近40人的高技術高學歷研發(fā)隊伍。由外國專家及國內(nèi)知名高校的博士、碩士及本科生組成的“鋰離子電池用隔膜”項目攻關小組經(jīng)過三年多的開發(fā)工作，2004年建立了一條采用濕法工藝生產(chǎn)PE隔膜的雙向拉伸生產(chǎn)線，于2004年末正式出性能合格的產(chǎn)品，并經(jīng)過長期試驗及穩(wěn)定生產(chǎn)后于2005年末投放市場。2006年佛塑股份與比亞迪共同出資281萬美元成立了生產(chǎn)鋰電池隔膜的佛山市金輝高科光電材料有限公司。目前實現(xiàn)了年產(chǎn)600萬平方米的生

12、產(chǎn)能力。目前，國內(nèi)年需求大概是1.3億平方米，而金輝公司做了1200多萬平方米。金輝高科生產(chǎn)雙向拉伸聚丙烯(BOPP)薄膜、雙向拉伸尼龍(BOPA)薄膜、雙向拉伸聚酯薄膜(BOPET)薄膜的佛塑股份因涉足鋰電池隔離膜生產(chǎn)。盡管如此，金輝公司每年1200萬平方米的隔膜產(chǎn)品，用在汽車動力電池上的卻很少，絕大部分還是用在通訊電池。包括銷售給比亞迪的隔膜，也主要是用在手機用鋰電池。財務數(shù)據(jù)顯示，成立僅三年的金輝公司，利潤呈現(xiàn)大幅增長態(tài)勢，08年已經(jīng)為佛塑股份帶來了2000萬元的利潤。本公司制造16um，18um，20um，25um各寬度隔膜新鄉(xiāng)市格瑞恩新能源材料股份有限公司新鄉(xiāng)市格瑞恩新能源材料股份有

13、限公司是由金龍精密銅管集團股份有限公司投資興建的致力于鋰離子電池材料研發(fā)、生產(chǎn)、銷售于一體的全資子公司。公司通過與國內(nèi)多家高校開展各種形式的技術人才合作，匯集了鋰離子電池材料領域研發(fā)、生產(chǎn)、品管頂尖人才。目前公司有各類專業(yè)技術人員100余人，主要產(chǎn)品為鋰離子電池隔膜材料、錳酸鋰、磷酸亞鐵鋰材料等。新鄉(xiāng)市格瑞恩新能源材料股份有限公司于2004年進行隔膜中試及生產(chǎn)，采用的是雙向拉伸工藝的干法工藝，2005年底開始有產(chǎn)品在市場上銷售。同期開始籌備新的生產(chǎn)線，于2007年正式投產(chǎn)，2008年底生產(chǎn)能力約為1500萬m2。該公司大部分產(chǎn)品滿足國內(nèi)低、中端市場需求，少部分產(chǎn)品已經(jīng)能夠滿足高端市場的質(zhì)量要求

14、。不僅可以滿足對25、30、40微米傳統(tǒng)隔膜的需求，而且可以極大滿足眾多公司對12、16、20微米超薄隔膜的要求。根據(jù)客戶要求進行彈性分切，寬度從10-1000 mm。目前格瑞恩正在加強與國內(nèi)鋰電池生產(chǎn)企業(yè)聯(lián)系，積極擴產(chǎn)。計劃在09年底達到3000-3500萬m2生產(chǎn)能力。薄膜厚度范圍1560微米孔隙率30%50%透氣率7s/20ml厚度公差3拉伸強度（Mpa）縱向90橫向30熱收縮率（%）縱向2橫向2桂林新時科技公司2005年開始，中國科學院化學研究所與新時科技公司合作重新開展干法雙向拉伸工藝的中試研究。根據(jù)中試工作取得的經(jīng)驗，于2007年11月成功建成并投產(chǎn)了一條年產(chǎn)聚丙烯微孔膜600萬m

15、2的生產(chǎn)線。用此工藝生產(chǎn)的聚丙烯微孔膜具有不同于以上工藝制得隔膜的微孔結(jié)構。通過國內(nèi)30多家電池廠在鋰離子電池上進行評價，產(chǎn)品基本性能已經(jīng)完全滿足鋰離子電池隔膜的質(zhì)量指標要求，市場反應積極，2008年2月份開始已經(jīng)有產(chǎn)品在市場上銷售。目前公司正通過建立、健全企業(yè)管理制度，完善質(zhì)量管理體系進一步提高產(chǎn)品質(zhì)量水平。國內(nèi)產(chǎn)品和國外產(chǎn)品的主要差距在穩(wěn)定性上，即產(chǎn)品的性能指標每個批次不穩(wěn)定，該教授稱星源的成品率在80%，高于國內(nèi)其它公司（60-70%）；國內(nèi)的主要企業(yè)是星源材質(zhì)、佛山金輝科技和新鄉(xiāng)格瑞恩，星源在性能和穩(wěn)定性上都高于其他公司；另外新時科技和新鄉(xiāng)格瑞恩的技術都來自中國科學院化學所，目前新時科

16、技和中科院化學所有法律糾紛。目前，國內(nèi)能生產(chǎn)隔膜的企業(yè)僅有星源科技、金輝高科兩家技術相對成熟，市場供應量嚴重不足，大部分依賴進口，市場主要被日本旭化成工業(yè)、東燃化學，及美國Celgard把持。隔膜具有典型的“高技術、高資本”特點，而且項目周期很長，投資風險較大，國內(nèi)企業(yè)的投資熱情并不高。云天化股份有限公司重慶分公司于2005年正式入駐長壽化工園區(qū)，建設6萬噸年聚甲醛樹脂項目。看到長壽良好的發(fā)展環(huán)境和眾多產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展后勁，公司決定在晏家園區(qū)建一個產(chǎn)品研發(fā)中心，主攻兩個園區(qū)的部分產(chǎn)品研發(fā)。2007年10月正式簽訂協(xié)議，投資3億元建一個234畝的國家級產(chǎn)品研發(fā)中心。2008年9月，該項目開始地勘。

17、據(jù)公司副總經(jīng)理陳東介紹，研發(fā)中心主要從事玻纖、聚甲醛、新材料等系列產(chǎn)品研發(fā)。同時，還將從事3000萬M2/年高性能鋰離子電池微孔隔膜、1萬噸/年改性工程塑料和玻璃纖維增強復合材料、500噸/年低溫陶瓷基材（CTCC）材料的小規(guī)模生產(chǎn)。江蘇天豐電子材料科技有限公司江蘇“德豐”集團下屬的高科技企業(yè)。從2005年開始研發(fā)新型納米鋰電隔膜，歷經(jīng)實驗室、小試、中試試驗成功。2008年研發(fā)成功具有完全自主知識產(chǎn)權的干法同步拉伸生產(chǎn)工藝，2009引進國外先進設備，新上隔膜同步拉伸生產(chǎn)線。年可生產(chǎn)新型納米鋰電隔膜1000萬平方米。產(chǎn)品主要應用在通訊、電動工具、玩具、電動自行車、電動汽車、軍工等領域。產(chǎn)品性能已

18、達到同類進口產(chǎn)品水平，在動力電池應用性能尤為優(yōu)越。產(chǎn)品自投放市場后將極大的改變國內(nèi)鋰電隔膜依賴進口的局面。公司在2011年和2012年將投入1.8億元人民幣先后建成二期、三期隔膜生產(chǎn)線項目。三期工程建成后，可形成年產(chǎn)新型納米鋰電隔膜6000萬平方米的規(guī)模。公司與南京大學共建鋰電隔膜聯(lián)合實驗室并建立了長期的戰(zhàn)略合作關系。產(chǎn)品北京東皋膜技術有限公司研究了一種用于鋰離子二次電池的復合隔膜，該隔膜有至少兩層高分子量聚乙烯微多孔隔膜復合而成，其中至少一層為耐高溫聚乙烯微多孔隔膜A，另外至少一層為高強度、可關斷聚乙烯微多孔隔膜B。耐高溫隔膜是這樣制造的，首先利用熱致相分離法制造高分子量聚乙烯微多孔隔膜母片

19、，然后對母片進行輻照交聯(lián)處理；上述用于鋰離子二次電池的復合隔膜，復合是利用隔膜A殘余的自由基將隔膜A和隔膜B直接熱輥壓復合在一起；復合隔膜既可以是A/B兩層結(jié)構，也可以是A/B/A三層或B/A/B三層結(jié)構CN1744348（申請日：2004.08.30、公開日：2006.03.08）。 但是未查到公司產(chǎn)品。德州東鴻制膜科技有限公司是滄州明珠塑料股份有限公司于今年5月14日以1.12億元的價格，收購了德州東力塑膠制品有限公司整體資產(chǎn)所組建的企業(yè)。簽約后第三天，東鴻公司二十名管理、技術人員進駐到山東省平原縣原東力公司廠區(qū)，開始了資產(chǎn)、設備的交接，同時對設備進行檢修改造。6月19日投料試產(chǎn)，并全線開

20、車成功。據(jù)了解，公司組建以來已投資400多萬元，對原有設備進行了技術改造?，F(xiàn)第一條生產(chǎn)線已開工生產(chǎn)。設備全部運轉(zhuǎn)達效后，年可生產(chǎn)BOPA尼龍薄膜1萬噸，實現(xiàn)銷售收入4億元，可創(chuàng)利稅7500萬元。德州東鴻制膜科技有限公司的開業(yè)，為明珠公司成為國內(nèi)尼龍膜細分行業(yè)的第一名奠定了基礎?，F(xiàn)在正在研發(fā)鋰離子電池隔膜產(chǎn)品。但是目前公司研制的鋰電池隔膜小樣性能尚未達到鋰電池中低端用水平。河南環(huán)宇集團有限公司研究了一種聚合物鋰離子電池的聚合物隔膜，其特征在于，其組分及重量百分比組成為：固體原料2-50、溶劑50-98，所述固體原料的組分及重量百分比組成為：聚合物單體材料75-100、無機粉料0-25，其中聚合物

21、單體材料的組分及重量百分比組成為：可溶于電解液成凝膠的單體材料0-99、在電解液中穩(wěn)定存在的單體材料1-100，所述溶劑的組分及重量百分比組成為：聚合物單體材料可溶性溶劑10-95、聚合物單體材料非可溶性溶劑5-90；聚合物單體材料中可溶于電解液成凝膠的單體材料為：聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸乙酯、聚甲基丙烯酸丙酯、聚甲基丙烯酸丁酯、聚甲基丙烯酸異丁酯、聚甲基丙烯酸烯丙酯、聚丙烯酸甲酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、聚丙烯腈、丙烯腈聚丁橡膠、丙烯腈氯乙烯樹脂、丙烯腈異丁烯酸樹脂、丙烯腈丙烯酸樹脂之一或任意組合，聚合物單體材料中在電解液中穩(wěn)定存在的單體材料為：聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯-共-六氟

22、丙烯之一或任意組合；無機粉料為：SiO2、Al2O3、Fe2O3、TiO2、ZrO2、TiB2、PbTiO3、CaSiO3之一或任意組合。溶劑中聚合物單體材料可溶性溶劑為：丙酮、丁酮、四氫呋喃、二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮之一或任意組合，溶劑中聚合物單體材料非可溶性溶劑為：去離子水、甲醇、乙醇、丙三醇、丁醇之一或任意組合CN1632968（申請日：2005.01.27、公開日：2005.06.29）。 未查到該公司產(chǎn)品。鋰離子電池隔膜上市公司分析目前，國內(nèi)能生產(chǎn)隔膜的企業(yè)僅有星源科技、金輝高科兩家技術相對成熟，其中星源科技隸屬于上市公司佛塑股份，目前隔膜市場供應量嚴重不足，大部分依賴進口，市

23、場主要被日本旭化成工業(yè)、東燃化學，及美國Celgard把持。隔膜具有典型的“高技術、高資本”特點,而且項目周期很長，投資風險較大，國內(nèi)企業(yè)的投資熱情并不高。佛塑股份(000973)：是一家為現(xiàn)代工業(yè)、農(nóng)業(yè)、科技、交通、通訊、建筑等領域提供新型材料的高新技術企業(yè)，主要生產(chǎn)經(jīng)營各種塑料薄膜及復合包裝材料、人造革、塑料編織復合制品、建筑工程與光電、裝飾材料以及其它功能性高分子新材料等五大系列產(chǎn)品。2006年，比亞迪與佛塑股份共同出資281萬美元，組建了佛山市金輝高科光電材料有限公司，其中佛塑股份占了55%的股份。正是這個公司，將佛塑股份和比亞迪概念聯(lián)系了起來。目前，國內(nèi)年需求大概是1.3億平方米，而

24、金輝公司做了1200多萬平方米。金輝高科生產(chǎn)雙向拉伸聚丙烯(BOPP)薄膜、雙向拉伸尼龍(BOPA)薄膜、雙向拉伸聚酯薄膜(BOPET)薄膜的佛塑股份因涉足鋰電池隔離膜生產(chǎn)。盡管如此，金輝公司每年1200萬平方米的隔膜產(chǎn)品，用在汽車動力電池上的卻很少，絕大部分還是用在通訊電池。包括銷售給比亞迪的隔膜，也主要是用在手機用鋰電池。財務數(shù)據(jù)顯示，成立僅三年的金輝公司，利潤呈現(xiàn)大幅增長態(tài)勢，08年已經(jīng)為佛塑股份帶來了2000萬元的利潤。顯然，盡管新能源汽車的發(fā)展前景非常廣闊，金輝公司也在進行電池隔膜的技術研發(fā)，佛塑股份的同行中達股份（600074）也是制膜大王。中達股份大股東申達集團在技術創(chuàng)新上尋找新

25、的突破，自主研發(fā)生產(chǎn)太陽能光伏新材料、電池隔離膜等一批具有國際領先水平的項目。中達股份是我國高分子軟塑新材料龍頭，生產(chǎn)BOPP薄膜、BOPET薄膜、CPP薄膜三大系列產(chǎn)品，生產(chǎn)規(guī)模國內(nèi)領先，但這些都是較低檔產(chǎn)品，多用于做包裝材料，而聚烯烴薄膜若應用于鋰離子隔離膜、薄膜太陽能電池中，將身價百倍，中達股份具有佛塑股份般的潛力。附錄資料：不需要的可以自行刪除 電機繞組的繞制與嵌線項目二 電機繞組的繞制與嵌線實現(xiàn)目標通過對電機繞組的繞制和嵌線拆除，進一步了解電機的基本結(jié)構與原理，掌握繞制嵌線步驟、工藝規(guī)范及注意事項，學會正確的使用專業(yè)工具。主要內(nèi)容1.定子繞組展開圖的繪制。2.繞組的繞制。3.繞組的嵌

26、放和接線。教學方法1、項目引導法2、啟發(fā)式教學3、現(xiàn)場教學實施場景實訓室、多媒體教室教學工具PPT、三相異步電動機、繞線嵌線工具總學時12應知繞組展開圖原理、步驟和方法；嵌線的工藝方法。應會1.繞組的繞制；2.繞組展開圖的繪制；3.應用專用工具嵌線。項目評價總結(jié)能否正確繪制繞組展開圖，能否繞制繞組，能否熟練嵌線項目實施過程設計項目導入從上一節(jié)的內(nèi)容可以看出電機繞組的繞制和嵌線都是按照一定的規(guī)律排布和設置的。定子繞組的這種繞制和嵌線方法能夠有利于電動機內(nèi)部產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，提出問題，學生思考：繞組的繞制和嵌放是按照什么規(guī)律設置的？我們是否可以重新繞制定子繞組并嵌放到電動機內(nèi)部呢？從而引入本節(jié)內(nèi)容。項

27、目實施1繞線專用工具介紹（實物展示、PPT演示、視頻） (1)繞線機。在工廠中繞制線圈都采用專用的大型繞線機。對于普通小型電機的繞組，可用小型手搖繞線機。 (2)繞線模。繞制線圈必須在繞線模上進行，繞線模一般用質(zhì)地較硬的木質(zhì)材料或硬塑料制成，不易破裂和變形。 (3)劃線板。由竹子或硬質(zhì)塑料等制成，如圖3-6所示，劃線端呈鴨嘴形或匕首形，劃線板要光滑，厚薄適中，要求能劃入槽內(nèi)23處。 (4)壓線板。一般用黃銅或低碳鋼制成，形狀如圖37所示，當嵌完每槽導線后，就利用壓線板將蓬松的導線壓實，使竹簽能順利打入槽內(nèi)。 2定子繞組展開圖的繪制(PPT演示、模型展示、掛圖) 現(xiàn)以4極24槽單層繞組的三相籠式

28、異步電機為例來說明定子繞組展開圖的繪制過程。什么是展開圖呢?設想用紙做一個圓筒來表示定子的內(nèi)圓，用畫在圓筒內(nèi)表面上的相互平行的直線表示定子槽內(nèi)的線圈邊，用數(shù)字標明槽的號數(shù)，如圖38(a)所示。然后，沿1號槽與最末一個槽之問的點劃線剪開，如圖38(b)所示。展開后就得到如圖38(c)所示的平面圖，把線圈和它們的連接方法畫在這個平面圖上，就是展開圖。 (1)定子繞組展開圖的繪制步驟。 畫槽標號。在紙上等距離地把所修電動機的定子槽畫成平行線。因電動機定子為24槽，故畫24根平行線代表槽數(shù)，并標明每個槽的序號，如圖3-9(a)所示。 定極距(分極性)。從第一槽的前半槽起，至最末一槽的后半槽畫長線，線的

29、長度代表電動機的總電角度。再按電動機的磁極數(shù)來等分，每一等份代表一個極距，相當于180。電角度，然后依次標出極性。極性的排列為N、S、N、S，如圖3-9(b)所示。 標電流方向。按照同一極性下導線的電流方向相同，不同極性下導線的電流方向相反的原則畫出電流方向。在圖3-9(b)中設N極下各線圈邊的電流方向都向上，則S極下各線圈邊的電流方向都向下。分相帶。將每一極劃分為3等份，即60度相帶，在圖3-9(b)中每一相占兩槽；假如第l槽為u相的首端，則l、2、7、8、13、14、19、20槽均屬于u相。V相首端應與u相首端相差120。電角度，即5、6、11、17、18、23、24槽均屬V相，其他槽屬于

30、w相。最后在每一個三等份(即60度相帶)上依次重復地標出相序號u、V、w。 分別連接各相繞組。按照采用的繞組類型及線圈節(jié)距，安置和連接每相線圈組。在上圖中，先將u相的兩個線圈順著電流方向連接成線圈組，再依照電流方向?qū)相各線圈連起來組成u相繞組，如圖3-9(c)所示。根據(jù)三相間隔120電角度的原則，U相、V相和W相繞組的首端應依次各移過l20電角度，即移過一個極距的23；如u相首端是從第一槽開始，那么，v相的首端就從第5槽開始，w相的首端就從第9槽開始，再按上述方法將V相和w相的各線圈組串接起來，組成V相和W相繞組，這樣就構成了一個完整的三相定子繞組展開圖，如圖3-9(d)所示。圖中所示為24

31、槽4極的定子繞組展開圖，其極距P為： P=Q2P=244=6(槽) 相應的電度角為180O；U、V相問間隔l20電角度；每極下相占60O相帶。 用上述方法畫出的各相繞組在定子槽中的位置和所占的槽數(shù)清晰明了，可以清楚地看出各相繞組的連接方式和端部接線的方法，因此展開圖是嵌線的重要依據(jù)。掌握上述的基本概述及繪制步驟后，就可以著手畫展開圖了。畫展開圖時，最好用3種不同顏色的筆來畫，這樣就能更清楚、更容易地區(qū)別各相繞組定子槽內(nèi)的分布情況、安置位置以及連接方法。(2)繞組的連接方法。三相24槽4極電機的單鏈繞組有短節(jié)距和全節(jié)距之分。圖310為單層鏈式短節(jié)距繞組展開圖。畫圖時先將u相繞組畫出，U相繞組的有

32、效邊分別安置在線槽l6、712、1318、1924之中，然后再將各線圈連接起來，如圖311所示。可以設定任意一個線槽為U相的首端。 圖310三相24槽4極電動機的單鏈(短節(jié)距)繞組展開圖 同理，W相和V相繞組的安置和連接方法與u相是一樣的，只不過w和V相繞組的首端相對第一相繞組的首端依次移過l20的電角度，即移過一個極距的23。如果u相繞組的首端U1從第6號線槽引出，移過一個極距的23，也就是4槽(623)。因此，w相繞組的首端W1應從第2號線槽內(nèi)引出，V相繞組的首端V1應從第l0號線槽內(nèi)引出。注意w相繞組的各線圈的連接方向應與另外兩相繞組相反，這樣可使三相繞組的6根首尾端引出線比較集中，便于

33、和電動機接線板連接。 線圈與線圈的連接方法有反串聯(lián)和順串聯(lián)兩種。當每相繞組中線圈組的數(shù)目等于電動機磁極數(shù)時，每相繞組中各線圈之問的連接次序就是首端接首端，尾端接尾端，即反串聯(lián)；當每相繞組中線圈組的數(shù)目等于電動機磁極數(shù)的一半時，每相繞組中各線圈之間的連接次序是首端接尾端，即順串聯(lián)。這兩種方法是絕大多數(shù)電動機同一相繞組中各線圈組問的連接規(guī)律。 圖312為單層鏈式全節(jié)距繞組展開圖。圖中每兩只線圈連繞成一個線圈組，每相共有兩個線圈組，正好等于電動機磁極數(shù)的一半，因而繞組的連接為順串聯(lián)。這個規(guī)律對于任何類型的繞組、不同槽數(shù)與極數(shù)的電動機都是適用的。 圖312三相24槽4極電動機的單鏈繞組(全節(jié)距)展開圖

34、3繞組的繞制方法（互動方法、學生參與，現(xiàn)場教學） (1)繞線模尺寸的確定。在線圈嵌線過程中，有時線圈嵌不下去，或嵌完后難以整形；線圈端部凸出，蓋不上端蓋，即便勉強蓋上也會使導線與端蓋相碰觸而發(fā)生接地短路故障。這些都是因為繞線模的尺寸不合適造成的。繞線模的尺寸選得太小會造成嵌線困難；太大又會浪費導線，使導線難以整形且繞組電阻和端部漏抗都增大，影響了電動機的電氣性能。因此，繞線模尺寸必須合適。 選擇繞線模的方法：在拆線時應保留一個完整的舊線圈，作為選用新繞組的尺寸依據(jù)。新線圈尺寸可直接從舊線圈上測量得出。然后用一段導線按已決定的節(jié)距在定子上先測量一下，試做一個繞線模模型來決定繞線模尺寸。端部不要太

35、長或太短，以方便嵌線為宜。 (2)繞線注意事項。 新繞組所用導線的粗細、繞制匝數(shù)以及導線面積，應按原繞組的數(shù)據(jù)選擇。 檢查一下導線有無掉漆的地方，如有，需涂絕緣漆，晾干后才可繞線。 繞線前，將繞線模正確地安裝在繞線機上，用螺釘擰緊，導線放在繞線架上，將線圈始端留出的線頭纏在繞線模的小釘上。 搖動手柄，從左向右開始繞線。在繞線的過程中，導線在繞線模中要排列整齊、均勻、不得交叉或打結(jié)，并隨時注意導線的質(zhì)量，如果絕緣有損壞應及時修復。 若在繞線過程中發(fā)生斷線，可在繞完后再焊接接頭，但必須把焊接點留在線圈的端接部分，而不準留在槽內(nèi)，因為在嵌線時槽內(nèi)部分的導線要承受機械力，容易被損壞。 將扎線放入繞線模

36、的扎線口中，繞到規(guī)定匝數(shù)時，將線圈從繞線槽上取下，逐一清數(shù)線圈匝數(shù)，不夠的添上，多余的拆下，再用線繩扎好。然后按規(guī)定長度留出接線頭，剪斷導線，從繞線模上取下即可。 采用連繞的方法可減少繞組間的接頭。把幾個同樣的繞線緊固在繞線機上，繞法同上，繞完一把用線繩扎好一把，直到全部完成。按次序把線圈從繞線模上取下，整齊地放在擱線架上，以免碰破導線絕緣層或把線圈搞臟、搞亂，影響線圈質(zhì)量。 繞線機長時間使用后，齒輪嚙合不好，標度不準，一般不用于連繞；用于單把繞線時也應即時校正，繞后清數(shù)，確保匝數(shù)的準確性。4嵌線的基本方法（互動方法、學生參與，現(xiàn)場教學） (1)絕緣材料的裁制。為了保證電動機的質(zhì)量，新繞組的絕

37、緣必須與原繞組的絕緣相同。小型電動機定子繞組的絕緣，一般用兩層0.12mm厚的電纜紙，中間隔一層玻璃(絲)漆布或黃蠟綢。絕緣紙外端部最好用雙層，以增加強度。槽絕緣的寬度以放到槽口下角為宜，下線時另用引槽紙，如圖313所示。 如果是雙層繞組，則上下層之間的絕緣一定要墊好，層間絕緣寬度為槽中間寬度的1.7倍，使上下層導線在槽內(nèi)的有效邊嚴格分開。為了方便，不用引槽紙也可以，只要將絕緣紙每邊高出鐵心內(nèi)徑2530mm即可，如圖314所示。我們用0.2mm厚的絕緣紙（復合紙）長度=槽長+52=90+10=100mm，寬度=槽深22=1522=60mm。 圖3-13伸出槽外的絕緣 圖3-14絕緣的大小線圈端

38、部的相間絕緣可根據(jù)線圈節(jié)距的大小來裁制，保持相間絕緣良好。(2)嵌線方法。單鏈短節(jié)距繞組的嵌線的方法(線圈展開圖參見圖310)。 a先將第一個線圈的一個有效邊嵌入槽6中，線圈的另一個有效邊暫時還不能嵌入1槽中。因為線圈的另一個有效邊要等到線圈十一和十二的一個有效邊分別嵌入槽2、槽4中之后，才能嵌到槽l中去。為了防止未嵌入槽內(nèi)的線圈邊和鐵心角相磨破壞導線絕緣層，要在導線的下面墊上一塊牛皮紙或絕緣紙。嵌線示意圖如圖3-15所示。 空一槽暫暫時不嵌入槽內(nèi) 時不嵌線 第l號線槽 第3號線槽 （a） （b） 圖315三相24槽4極電動機的單鏈繞組嵌線程序示意圖 b空一個槽(7號槽)暫時不下線，再將第二個

39、線圈的一個有效邊嵌入槽8中。同樣，線圈二的另一個有效邊要等線圈十二的一個有效邊嵌入槽4以后才能嵌入槽3中，如圖315(a)所示。然后，再空一個槽(9號槽)暫不嵌線，將線圈三的一個有效邊嵌入槽l0中。這時，由于第一、二線圈的有效邊已嵌入槽6和槽8中去了，所以，第三個線圈的另一個有效邊就可以嵌入槽5中。接下來的嵌法和第三個線圈一樣，依次類推，直到全部線圈的有效邊都嵌入槽中后，才能將開始嵌線的線圈一和線圈二的另一個有效邊分別嵌入槽1和槽3中去，如圖315(b)所示。 單鏈全節(jié)距繞組的嵌線方法(線圈展開圖參見圖312)。全節(jié)距線圈的嵌線方法和上面介紹的嵌線方法基本相同，不同的是每兩只線圈連繞一起作為一

40、個線圈組。所以在嵌線時要將第一組的兩只線圈的有效邊分別嵌入槽7和槽8中，第一組線圈的另外兩只有效邊暫時不嵌入槽l和槽2中；然后，空兩個槽(9、10)不嵌線；再嵌另一組的兩只線圈的有效邊(4個有效邊都可以嵌入槽ll、12及5、6內(nèi))；然后，再空兩個槽(13、14)不嵌線，再將另一組的兩只線圈的有效邊嵌入槽15、16及9、10中；依次類推，將全部線圈的有效邊都嵌入槽內(nèi)，最后將第一組線圈的兩個有效邊嵌入槽l、2中。 (3)嵌線的主要工藝要求。嵌線是電機裝配中的主要環(huán)節(jié)，必須按特定的工藝要求進行。 嵌線。嵌線前，應先把繞好線圈的引線理直，并套上黃蠟管，將引槽紙放入槽內(nèi)，但絕緣紙要高于槽口2530mm，在槽外部分