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星源材质曹江博士发表锂离子电池隔膜应用与开发进展
《高工锂电》编辑部 / 时间:2018-10-22 16:06:46

  据高工锂电微信公众平台2018年10月13日讯 10月18日,高工锂电(2018)国际锂电池关键材料技术创新峰会在深圳盛大开幕。本次峰会由高工产业研究院(GGII)主办,高工锂电、江门市商务局、江门市经济和信息化局承办,邀请了锂电材料各个环节及动力电池企业超80位行业专家、技术领袖及超400位业内人士就现阶段动力电池核心材料的技术研发创新、产业化升级等进行共同探讨。
  星源材质(300568)高级工程师曹江博士在会议上发表了“锂离子电池隔膜应用与开发进展”的主题演讲。


星源材质曹江博士发表锂离子电池隔膜应用与开发进展


  资料显示,星源材质成立于2003年9月,注册资本1.92亿元,总部位于深圳市光明新区,是中国战略新兴产业新能源材料领域的国家级高新技术企业。自成立以来,企业立足研发、扎实向前,取得了多项显著成果。
  企业成为中国第一家打破国外垄断的锂电池隔膜干法单拉技术的企业、中国第一家产品批量出口海外市场的锂电池隔膜制造企业、世界第一家同时拥有锂电池隔膜干法、湿法和涂覆制备技术的企业、中国第一家以隔膜为主营业务登陆资本市场的企业。
  目前企业产品主要包括干法隔膜、湿法隔膜以及涂覆隔膜三大系列。
  “目前企业的干法隔膜产品有四大系列,前期有SD、SQ常规系列,近两年又开发了ST和SZ高强度以及抗注液起皱两大系列,厚度最薄可以做到12μm。”曹江先容。
  ST是一种高韧性干法隔膜,主要为三元高镍体系而开发。众所周知,干法隔膜TD方向的强度很低,很容易撕裂,在三元体系是很难通过安全测试。
  星源材质针对这个问题进行了产品的研发和升级,ST这款高韧性产品在常规产品的基础上提高了断裂生成率。数据显示,在一定的拉伸条件下,常规产品的断裂生成率小于100%,而这种高韧性产品断裂生成率可以达到400%。
  星源材质另外一款干法产品是一款抗注液起皱产品。曹江表示,本身这种干法工艺会产生内应力,这种应力释放会造成内部起皱,企业通过产品升级,解决了抗注液起皱的问题。
  从湿法隔膜来看,一大特点是企业设备采用了三枪膜头,在同一种膜上可以用不同的料,比如中间层可以有一些高分子量的PE原料或者陶瓷和聚合物的一些混合原料,两边层可以采用一些低分子量的原料。
  从涂覆隔膜来看,企业涂覆隔膜产品种类丰富,涂覆材料包含氧化铝、勃姆石、PVDF、PVDF+HFP、纳米复合材料、芳纶等,涂布方式包括微凹版辊涂、微凹辊点涂、浸涂、喷涂等。
  高工锂电从会议现场了解到,星源材质陶瓷涂覆隔膜有低热收缩和低水份两大特点,目前最低水份含量可以做到300ppm。
  企业水性聚合物SP系列的喷涂产品,特别适用于卷绕电芯。对于卷绕电芯电池来说,卷绕过程中本身是有张力。高能量密度体系的卷绕电芯,在充放电循环过程中很容易产生膨胀收缩,这种膨胀收缩到造成的大应力,集中到某一点会造成褶皱,企业通过喷涂的“岛状”涂覆,可以使隔膜跟极片之间存在一点的空间,从而保持结构稳定性。
  另外一款水性聚合物涂覆的SF产品,通过将水性聚合物的二次工艺得到一种大颗粒球,这种大颗粒球大于陶瓷层的厚度,就像一个小岛一样镶嵌在陶瓷层里面。
  如此避免了聚合物的含量过高造成电化学性能的下降,以及聚合物含量过高造成的热收缩性能的下降。因为企业“岛状”设计,本身其胶层高于陶瓷层,跟极片是有一个很好的接触,所以在热压过程中这种隔膜与极片有很好的黏结性。
  除了水系涂覆的产品之外,星源材质也有油性产品,目前企业主要是针对海外客户开发的有三大系列,包括纯PVDF涂覆、陶瓷与PVDF分层涂覆以及混涂,混涂目前是用于储能领域的主流产品。
  企业还有各种涂胶隔膜,其中芳纶隔膜是针对特定客户的特殊要求定制的。测试表明,采用芳纶涂覆隔膜之后某一点的耐热性能优于陶瓷膜和基膜。
  值得一提的是,企业还开发了特种涂覆隔膜,比如超薄涂层膜在高端电池中应用进一步提升电池能量密度。“企业采用一些纳米材料,包括纳米陶瓷、纳米纤维等材料,涂层厚度大概在200纳米左右,但同样能起到2-4微米的陶瓷涂覆抗热收缩的效果。”曹江透露。

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