星源材質(zhì)高東波：到2025年隔膜規(guī)劃產(chǎn)能100億平米
在日前舉行的“2022中國（遂寧）國際鋰電產(chǎn)業(yè)大會暨新能源汽車及動力電池國際交流會”上，深圳市星源材質(zhì)科技股份有限公司隔膜技術(shù)研究院院長高東波，分享了高安全輕量化隔膜的開發(fā)及應(yīng)用進展。他提到，2022年上半年，全球動力電池裝機量已經(jīng)超過200GWh，隔膜出貨量已經(jīng)達到54億平米。
圖為深圳市星源材質(zhì)科技股份有限公司隔膜技術(shù)研究院院長高東波作演講
要提升電池的比能量，隔膜必須把厚度降低，但隔膜的安全性也會下降。高東波指出，無論是干法還是濕法隔膜，都需要對這兩方面進行平衡。另外，通過涂覆改性方法，以傳統(tǒng)隔膜為基礎(chǔ)，涂覆凝膠電解質(zhì)、聚合物電解質(zhì)，也可以提升基膜的安全性。據(jù)介紹，星源材質(zhì)同時擁有干法、濕法、涂覆技術(shù)，是全球最早進行隔膜開發(fā)的企業(yè)之一。
對于干法基膜，高東波表示，在降低厚度的同時，要提升產(chǎn)品的拉伸強度、穿刺強度，提升其機械性能，來確保產(chǎn)品的安全。雖然厚度降低了，但是本身隔膜的強度反而有所提升。目前在動力電池領(lǐng)域用的主流隔膜的是12um，10um今年進入小批量實驗階段。濕法隔膜也是同樣的思路，現(xiàn)在行業(yè)的主流產(chǎn)品都為7-9um。
高東波談道，由于濕法基膜用的是聚乙烯，所以耐熱性不是特別理想。解決這個問題的方法是，開發(fā)陶瓷涂覆隔膜，在基膜上涂上耐熱的氧化鋁。首先最顯著的作用是降低了隔膜在高溫下的熱收縮，改善了耐熱性，同時提升了電解液對隔膜的性能，另外還可以防止對隔膜的刺穿作用，能夠提升隔膜的整體安全性。
除了氧化鋁涂覆外，另一種陶瓷涂覆是成本更低的勃姆石涂覆。高東波介紹，因為在電池制造過程中間，經(jīng)常會出現(xiàn)隔膜與電極脫離的問題。為此，星源材質(zhì)研發(fā)了一個高性能的涂膠隔膜，在隔膜表面涂上粘接劑，在電池制造過程中，使隔膜和極片能夠牢牢地粘接在一起。但采用的不是100%的涂覆，涂覆面積15%-70%是可控的。
此外，星源材質(zhì)還開發(fā)了一個高耐熱的納米纖維涂覆。該產(chǎn)品可以在比較薄的涂層上面達到較厚的三氧化鋁涂覆的效果，可以減輕隔膜的克重，但是它的耐熱性反而比陶瓷涂層更好，陶瓷涂層的耐熱區(qū)間為155-156℃，但納米纖維涂覆可以耐熱到180℃。另外，納米纖維涂覆對電解液的浸潤性能也有明顯改善，普通陶瓷涂覆的擴散面積大概50多平方毫米，但納米纖維涂覆擴散面積增加了一倍。
高東波還介紹，在納米纖維基礎(chǔ)上，星源材質(zhì)又考慮了另外特殊工藝——膠黏涂覆，在涂覆完成之后對涂層進行化學(xué)膠黏。因為之前涂陶瓷、涂納米纖維，都是通過分子間在產(chǎn)生粘接作用，但是通過膠黏之后使其變成一個化學(xué)作用力，從而使整個涂層的耐熱性進一步顯著提升。
“我們陶瓷涂覆壁孔溫度大概160多攝氏度，納米纖維涂覆達到180攝氏度，膠黏涂覆的達到200多攝氏度。所以說這個改性顯著地提高了這個隔膜的耐熱性，提高了它的安全性。”高東波比較說。
據(jù)介紹，目前星源材質(zhì)在隔膜市場所占份額大概13%，排行第二。目前公司深圳總部基地有產(chǎn)能約6億平米，合肥基地濕法和涂覆隔膜約5億平米，常州基地濕法基膜約10億平米，歐洲基地濕法隔膜15億平米、涂覆隔膜15億平米，南通基地規(guī)劃濕法和涂覆產(chǎn)能30億平米、干法產(chǎn)能20億平米。
根據(jù)星源材質(zhì)的規(guī)劃，到2026年公司總產(chǎn)能將達到100億平米，到2028年規(guī)劃基膜產(chǎn)能將達到160億平米。
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