独家预测:值得期待的十大锂电池新材料
7、涂覆隔膜
隔膜的各个性能指标是相互制约,相互影响的,所有隔膜厂家都在找其中的最优的组合,并不存在所有指标都最优的隔膜,所以需要在电性能、安全性能以及规模化生产的综合评判指标中找出平衡点。由于传统的隔膜越做越薄,因此需要在隔膜上涂胶或者图陶瓷来满足热稳定性以及抗拉强度的需要。
隔膜对锂电池的安全性至关重要,这要求隔膜具有良好的电化学和热稳定性,以及反复充放电过程中对电解液保持高度浸润性。
涂覆隔膜是指在基膜上涂布PVDF等胶黏剂或陶瓷氧化铝。涂覆隔膜可提高隔膜耐热收缩性,防止隔膜收缩造成大面积短路;此外,涂覆材料热传导率低,可防止电池中的某些热失控点扩大形成整体热失控。
对于隔膜的未来发展,随着技术水平的进步,隔膜逐渐由微孔向无孔过渡。目前研究路线有:
1、通过热压法制备的三明治结构的无纺布复合隔膜,显著改善了陶瓷层的脱落、改善电池的自放电等性能。
2、通过静电纺丝法制备的PI纳米纤维膜,不近改善了隔膜本身的机械强度,也在吸收电解液以及离子电导率方面也有了显著改善。
3、三明治结构的PI-PVDF-PI纳米纤维隔膜,在160℃是PVDF熔化,堵塞PI的微孔,从而实现了闭孔的功能,显著改善了电池的安全性能。
编辑视点
作为锂离子电池四大主材之一的隔膜,它的存在直接影响着电池的安全性,它的孔隙率、厚度、吸液性、静电值直接影响着电池的电性能。而随着锂离子电池能量密度的逐年提升,非活性物质的量也是越来越少,隔膜也越来越薄,这将给锂离子电池的安全性带来极大的挑战。从锂电未来发展的趋势看,涂覆隔膜和目前的锂电池技术发展是匹配的,高安全性、高稳定性的隔膜将是未来七八年的研究热点。
8、陶瓷氧化铝
在涂覆隔膜中,陶瓷涂覆隔膜主要针对动力电池体系,因此其市场成长空间较涂胶隔膜更大,其核心材料陶瓷氧化铝的市场需求将随着三元动力电池的兴起而大幅提升。
用于涂覆隔膜的陶瓷氧化铝的纯度、粒径、形貌都有很高要求,日本、韩国的产品较成熟,但价格比国产的贵一倍以上。国内目前也有多家企业在研发陶瓷氧化铝,希望逐渐实现进口替换。国内陶瓷涂覆隔膜企业主要有义腾新能源和中材科技等。
义腾新能源规划陶瓷涂覆隔膜生产线6条,年产陶瓷涂覆隔膜1.8亿平方米,现已建成5条。
2017年7月,安瑞达陶瓷涂覆隔膜开始应用市场,产品采用高纯度原料,保证电池不引入杂质离子的同时,采用特殊憎水性胶黏剂,对电池装配过程中的水分进行控制。该产品基材具有稳定黏附力,可确保不掉粉及产品透气性的稳定。2017年10月,安瑞达高强度单层涂覆隔膜ASC2024,ASC1614研发成功,并成功应用市场。
截止到2017年11月,中科科技双拉干法隔膜以及干法双拉单面涂覆陶瓷隔膜销量共计近8000万平方米,实现销售收入近2亿元,在同类产品中的市场占有率达15%,市场占有率及技术水平长期位居国内同类产品前列。
2017年12月21日,中材科技透露,2.4亿平米新生产线(包括2条单线产能4000万平米的生产线,2条单线产能6000万平米的生产线,同时配套建设4条陶瓷涂覆生产线,产能4000万平米建设比较顺利,预计在今年一季度左右能够全部完成。
编辑视点
涂覆隔膜乃是当今隔膜应用发展的焦点所在,隔膜表面采用涂覆层优势明显。随着三元动力电池逐渐成为主流的动力电池,陶瓷涂覆隔膜将成为电池隔膜市场的新增长点。但仍需提高隔膜孔径、孔隙率、透气度等关键参数的均一性和稳定性。未来掌握陶瓷涂覆隔膜前沿技术将助力企业在之后的竞争中掌握主动权。
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