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【专访】台塑三井张世强:从材料入手可有效解决电池安全问题

“2018年,台塑三井电解液销售量较2017年同期增长4.5倍。”在2月27-3月1日的日本智慧能源周上,台塑三井营业处长张世强接受OFweek锂电网的专访,在回答关于去年业绩问题时如此表示。台塑三井2018年的表现着实让人刮目相看。那么,台塑三井是如何做到的呢?相对于其他同行有什么优势呢?在2019年的规划是怎样的?

台塑三井营业处长张世强

台塑三井:强大实力助推业绩高涨

台塑三井是日本三井化学和台湾塑胶工业的合资公司,2013年在浙江宁波开设电解液生产厂。三井化学于1995年展开电解液事业,有着20年以上的技术及经验积累。三井化学拥有专门从事解析的子公司,能够针对锂电池进行最先端的解析。张世强认为,“台塑三井成立以来,重视生产管理、安全环境,运用电解液及锂电池相关的丰富经验知识,并借助锂电池的高度解析能力,通过电解液解决了顾客很多电芯上的问题。”

此外,据OFweek锂电网了解,两家母公司均为综合性化工集团,具备独自开发新型添加剂的强大能力。迄今为止已经检讨了数千种添加剂,并将多种独自开发的添加剂量产运用到电解液产品中。张世强向OFweek锂电网举例,“对硅碳系负极及高电压三元系极为有效的添加剂PST(丙烯基-1,3-磺酸内酯)就是由三井化学独自开发的添加剂。”

强大的研发实力以及深厚的经验积累,成就了台塑三井在行业发展受限的2018年里实现4.5倍的增长。更让我们惊讶的是,张世强预计,2019年台塑三井电解液销量再成长3.5倍。

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除了业绩的猛增,在产品方面,台塑三井也正发力。目前,三元锂电池成为了行业的热点方向,张世强预测NCM811系等高镍电池将在2019年末开始慢慢替换现有NCM532/622产品。张世强表示,“关于高镍电池的研究,台塑三井投入了大量的资源,目前已经开发出高温产气少、循环寿命长的第一代NCM811电解液,经多家电芯厂评测结果良好,正在向量产化推进。”

关于第二代NCM811电解液,他认为如何抑制反复循环后的内阻增加是其技术难点。目前台塑三井正在开发的第二代产品,相较第一代产品在内阻增加方面能改善高达200%。台塑三井的目标是在2022年实现第二代电解液的量产化以及相对应电芯的新能源车搭载应用。

锂电安全性愈发重要,从内部材料解决为上策

随着锂电市场迅速发展,人们对电池的安全性提出了更高的要求,那么如何改进才能提升电池的安全性呢?对此,张世强认为,“虽然影响锂电池安全性的根本原因是有机电解液与正负极活性物质在高温下发生放热反应,但引发电池的安全事故通常是叠加原因导致的复杂问题。例如,电池内部构造不均一导致部分电流集中,电池内混入异物导致内短路等诸多问题才是电芯事故的致命诱发要素。当代锂电池由于仍在使用有机电解液,所以无法规避电解液与正负极活性物质发生放热反应这个现实问题。因此,如何在电池内部避免高温,例如隔断热传导可以作为对策之一。”

综上,在生产工艺上提升电池均一性防止局部过充过防,品质管控上防止金属异物混入,通过新材料的导入提升电池各部件的耐热性,配合能够检测出电池异常并及时阻断的安全回路,多项技术的叠加才能够更有效的解决安全问题。

随后,他补充道,“当下,不燃性的固态电池备受关注,但固态电池距离实用化仍存在其必须解决的课题。特别是要达到传统锂电池同样的高性能和一致性,仍有较长的路要走。”

在电池安全方面,当下通过选用高温下最大限度抑制与正负极活性物质发生反应的材料,台塑三井正努力探索如何改善高温安全性。

另一方面,在电解液泄漏等极端状况下保证电解液的难燃性的研究开发也正在进行,但由于价格等因素导致尚未实现量产。

除了电解液以外,锂电池中会用到其他多种化学物质,台塑三井的母公司三井化学,正针对其他材料如何提升安全性及改善强度进行着先端研究。在这方面,张世强向OFweek锂电网透露其研发进展:“现在PP及PE材质的隔离膜在150℃下即会熔解导致内短路从而引发危险。但如果能让隔膜的熔点升高至200℃,加之依靠比金属更薄且强度更高的树脂从外部保护电池,即便短路也可以推迟热暴走。三井化学正在着力进行着新技术的研发,为了早日实现产业化并以此推动新能源车发展而不懈努力。”

补贴退坡竞争加剧,挡不住企业新能源的发展

2019年,新能源汽车的补贴力度将继续下降,行业内一直关注此次补贴政策,台塑三井也不例外。那么,对于此次补贴下调的幅度及方式,台塑三井是怎么看的呢?张世强认为,“由于2020年补贴将会全面退出市场,为了缓解补贴全面退出后的压力结合目前的市场趋势,个人认为2019年的补贴额度将在2018年的基础上下降50%左右,另各地的地方补贴也有可能被取消。主要调整方式,按目前趋势猜测将会取消续航里程低于250KM的补贴、电池整包能量密度低于160Wh/kg或将要扣补贴、持续提高百公里能耗要求等调整方式。

鉴于以上,未来市场小微型电动车将受到重大打击,相关车型的数量或将急剧减少;轻量化技术或将被高度重视,车企技术门坎大幅度提高,新能源车市场将会面临优胜劣汰式的洗牌。”

除了面对补贴退坡的压力,我国的材料厂商还要面临日韩企业的竞争。目前我国在锂电材料领域与国外相比有优势也有及不足之处。对此,张世强谈到:“截至2018年底,全球新能源汽车销量总共突破了550万辆,中国占到了53%以上。市场前景广阔,目前全球52%的电解液市场在中国。锂电材料在国内的优势主要是原材料成本低和市场空间大优势,但技术部分还是日韩更有优势。比如在正极材料方面,国内三元高镍起步较晚,材料以及电芯生产配套设施受到国外厂家牵制比较大,还有就是整个正极材料行业受到的专利问题,具不完全统计,个别材料厂每年光支付的专利费用就有五千万。另外,日韩还有很多大量不对外授权的专利。”

即使现在行业面临的压力不小,但面对白热化的新能源汽车市场,许多锂电材料公司选择与下游的电池企业并购重组或通过增资投产的方式提高公司的竞争力。这是市场的自发行为,对此,张世强表示认同,他表示,“随着新能源汽车的产销增速,更多的企业及资金进入新能源领域,如何在这么大的竞争市场环境下获得更多的利润及不被市场所淘汰,是每一个锂电企业所关心的。”此外,他还针对锂电材料具体分析,他强调,“锂电材料后期的竞争不仅仅是产量的竞争,更多的是技术的竞争,更早的提高产能及投资下游的电池企业有利于完善自身的产业结构及提高自身的竞争力。台塑三井计划2019年年底新建三期产线,总计产能可达2万吨。”

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