無紡布隔膜還有沒有發(fā)展前景？

【EV江湖 asiachem】鋰電隔膜基體材料主要包括聚烯烴材料和無紡布材料。由于聚烯烴材料具有優(yōu)異的力學(xué)性能、化學(xué)穩(wěn)定性和相對(duì)廉價(jià)的特點(diǎn),使得其在鋰離子電池研發(fā)初期便得到廣泛應(yīng)用,并成為鋰電隔膜的主流方向。但隨著近年來國(guó)家政策層面對(duì)動(dòng)力電池單體及系統(tǒng)能量密度提出更高的要求,對(duì)聚烯烴隔膜的性能提出了挑戰(zhàn)。

無紡布材料具有耐高溫、孔隙率高等優(yōu)點(diǎn),此外,由于其三維孔結(jié)構(gòu),可有效避免因針刺造成的短路現(xiàn)象,提高保液率。無紡布隔膜的上述性能,尤其適合應(yīng)用于動(dòng)力鋰離子電池。但亞化咨詢《中國(guó)鋰電隔膜年度報(bào)告2017》顯示,近年來無紡布隔膜的大規(guī)模應(yīng)用一直進(jìn)展緩慢。

無紡布隔膜基材通常選用聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)、纖維素、聚亞酰胺(PI)、芳綸(聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺)、氨綸(聚氨基甲酸酯纖維)等。自2010年美國(guó)杜邦宣布利用靜電紡絲技術(shù)制備出PI隔膜以來,國(guó)內(nèi)外多家企業(yè)積極研發(fā)無紡布材料隔膜。亞化咨詢《中國(guó)鋰電隔膜年度報(bào)告2017》顯示,2010-2016年部分企業(yè)的研發(fā)成果如下表所示。

近兩年有如下企業(yè)和機(jī)構(gòu)進(jìn)行了相關(guān)研發(fā)與產(chǎn)業(yè)布局。

Dreamweaver

2016年,Dreamweaver推出多款無紡布隔膜,包括Silver、Gold與Titanium三種系列,其中Silver系列為三者中最薄的,其厚度為20μm左右。公司目標(biāo)是在2017年將其厚度降至15μm,在2018年將其厚度降至12μm。公司表示,該隔膜能為各種有儲(chǔ)能需求的應(yīng)用提供杰出的安全保護(hù)并延長(zhǎng)電池的使用壽命,包括太陽能電池、電動(dòng)汽車、電動(dòng)工具等動(dòng)力電池以及對(duì)安全性有更高要求的數(shù)碼鋰電產(chǎn)品。公司表示,公司已在德國(guó)的Glatfelter生產(chǎn)線每年生產(chǎn)1億平米這種隔膜。

三菱制紙

2017年7月,三菱制紙宣布,公司將陶瓷離子涂敷在聚酯纖維構(gòu)成的無紡布隔膜上,增強(qiáng)電池隔膜的耐高溫性能,其可耐470℃的高溫。資料顯示,2018年,公司預(yù)計(jì)在高砂工廠投入近30億日元設(shè)備,年生產(chǎn)能力增至3300萬平方米。

中國(guó)海誠(chéng)

中國(guó)海誠(chéng)在2016年度報(bào)告中表示,公司研發(fā)中心主要在研項(xiàng)目為新能源汽車鋰離子電池隔膜基紙產(chǎn)業(yè)化研發(fā)。

報(bào)告期內(nèi)公司研發(fā)目的為解決攻克陶瓷無紡布鋰電隔膜涂布量大、內(nèi)阻大的技術(shù)瓶頸,研制PET基材加細(xì)密紡絲熱復(fù)合技術(shù)及精細(xì)涂布技術(shù)。在錳酸鋰電池生產(chǎn)線測(cè)試技術(shù)性能指標(biāo),完善陶瓷無紡布鋰電隔膜技術(shù),同時(shí)探索產(chǎn)業(yè)化及資本化運(yùn)作模式,為產(chǎn)業(yè)化做好市場(chǎng)及生產(chǎn)前期準(zhǔn)備工作。

未來擬達(dá)成目標(biāo):陶瓷無紡布隔膜在新能源汽車鋰電池生產(chǎn)線完成測(cè)試調(diào)整,達(dá)成或接近進(jìn)口產(chǎn)品的技術(shù)性能指標(biāo)。完成工藝生產(chǎn)線技術(shù)包的編制,調(diào)查產(chǎn)品的市場(chǎng)技術(shù)進(jìn)展,推進(jìn)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

2017年4月,中國(guó)海誠(chéng)回答投資者提問時(shí)表示,公司鋰電隔膜基技術(shù)研發(fā)目前尚處于實(shí)驗(yàn)室研發(fā)階段。

金力股份

金力股份在2016年度報(bào)告中顯示,公司開發(fā)的高耐熱復(fù)合無紡布隔膜(耐熱溫度300℃以上)等新產(chǎn)品目前正在客戶試用階段,將會(huì)在2017年度投產(chǎn)。

寧波艾特米克鋰電科技有限公司

2016年底,公司表示,其生產(chǎn)的高性能納米纖維隔膜Sahara Aspen可用于動(dòng)力鋰電。其纖維直徑50nm,隔膜孔徑300-400nm,隔膜厚度15-30μm,售價(jià)在10元/m2左右。目前年產(chǎn)200萬平米的隔膜中試設(shè)備已安裝完成,正在進(jìn)行中試和工藝調(diào)試,爾后轉(zhuǎn)入小規(guī)模生產(chǎn)。

武漢紡織大學(xué)

2015年10月,武漢紡織大學(xué)申請(qǐng)了一種鋰離子電池用聚苯硫醚陶瓷復(fù)合隔膜的制備方法的發(fā)明專利。該發(fā)明將無機(jī)納米粒子和粘接劑配制的陶瓷漿料,涂覆到具有高熔點(diǎn)的聚苯硫醚基膜表面,制備聚苯硫醚陶瓷復(fù)合隔膜。相比聚烯烴陶瓷復(fù)合隔膜,該隔膜的熱穩(wěn)定性顯著提高。

東華大學(xué)紡織學(xué)院

2017年4月,東華大學(xué)紡織學(xué)院在纖維基鋰離子電池隔膜研究中取得進(jìn)展。通過濕法成網(wǎng)將PVDF-HFP聚合物與無機(jī)耐高溫短纖結(jié)合,制備出基于無機(jī)纖維非織造骨架的隔膜。該隔膜組裝入電池后,其電化學(xué)性能在常溫和高溫下均獲得顯著提升。

亞化咨詢《中國(guó)鋰電隔膜年度報(bào)告2017》顯示,截至2017年,無紡布隔膜在動(dòng)力鋰離子電池的應(yīng)用仍然處于中試生產(chǎn)和小規(guī)模試用階段,有技術(shù)的原因,也有成本和電池制造工藝匹配的原因。但是考慮到未來隨著高容量三元材料電池成為市場(chǎng)主流,無紡布隔膜價(jià)格的下降以及技術(shù)的提高,無紡布隔膜在動(dòng)力鋰電的應(yīng)用前景值得期待。

(來源:EV江湖 asiachem)

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