6家鋰電材料領先企業創新技術 助力鋰電池性能大幅度提升


鋰電世界 鋰電池尤其是動力鋰電池行業正處在快速發展階段。雖然該階段下的鋰電行業存在很多問題,比如制造工藝整體水平偏低、安全事故不斷、資本炒作日趨嚴重等,但同時也有很多有志之士正用自己的力量去解決這些問題,解決方式之一就是不斷革新各類材料技術。
在此背景下,為鼓勵技術創新,記錄行業重大變革力量,高工鋰電發起了2016年度高工金球獎評選。可喜的是,截至目前已經有眾多鋰電池企業參與其中。此前已經報道過一批鋰電材料企業的創新技術,本文報道為第二批企業,這些企業的材料創新技術解決了哪些實際問題,技術先進性體現在哪?且看下文:
1、新宙邦:三元高電壓動力電池電解液
作為電解液領域的領軍企業,在本屆金球獎中,新宙邦用于競爭“年度創新產品”獎項的產品是三元高電壓動力電池電解液。
公司自主開發合成了LDY196、LDY247等系列新型成膜添加劑,與新型鋰鹽LiFSI組合使用,在正負極形成優異的SEI膜,能有效降低電池內阻,從而提升電池的倍率性能、改善電池高溫性能、大幅度提升電池的循環壽命,特別是高溫循環壽命。
應用該類添加劑開發成功的三元高電壓動力電池電解液包括LBC443A4,LBC443A5等系列產品,該類電解液應用于國內及國外高端動力電池客戶上,能滿足三元高電壓電池的高要求,其中LBC443A5電解液尤其突出,可以將三元高電壓動力電池的高溫循環壽命提高近100%。
2、天津金牛:新型添加劑填補國內空白
天津金牛電源材料有限責任公司(下稱“天津金牛”)報名角逐本屆金球獎“年度創新技術”獎項,創新技術是動力電池電解液的開發。
了解到,天津金牛開發出一種新型動力電池電解液,用于三元動力電池。該電解液含有一種新型添加劑,解決了正負極成膜問題,可明顯提高電解液的循環性能、高溫性能,降低電池內阻,延長電池的使用壽命。
值得一提的是,天津金牛的該新型添加劑主要性能指標達到國際先進水準,其成功開發填補了國內空白。目前該添加劑制備技術已申報發明專利,天津金牛擁有自主知識產權。
從市場競爭力來看,天津金牛該新型添加劑大大降低了新型動力電池電解液的成本,具有很強的市場競爭力。事實上,天津金牛開發的動力電池電解液新品種已在市場上應用,產品性能、品質得到市場和用戶的高度認可。國內外知名鋰離子電池公司三星公司、力神電池公司等給予了高度評價。
3、中科科技:動力型高安全性納米材料復合膜材料
中科科技本次角逐金球獎“年度創新產品”的是動力型高安全性納米材料復合膜。對于動力型高安全性納米材料復合膜材料研究主要成果如下:
(1)涂層堆積密度提升。研究了陶瓷涂層堆積密度和漿料配方、涂布速度、烘干溫度等工藝的關系,成功將陶瓷漿料致密度提升50%以上,從而增加了同等厚度情況下隔膜的耐高溫特性;
(2)高性能粘結劑開發。開發出了適應性更強、粘度可控性更大的耐高溫粘結劑復配體系,陶瓷漿料粘度可在20-300cps之間任意調節,從而提升了對不同涂布工藝的適用性,提升了漿料的固含量,大大提高了生產效率;
(3)產量提升。通過改進高剪切分散設備,將漿料生產流程自動化、精確化,使漿料的生產速度從50L/h提升至100L/h。全自動化投料操作提升了生產效率,減少了人員參與度,提升了批次穩定性。
4、道明光電:鋰電池鋁塑復合膜
浙江道明光電科技有限公司報名角逐本屆金球獎“年度創新產品”獎項,創新產品是鋰電池鋁塑復合膜。了解到,道明光電的鋰電池鋁塑復合膜有如下五大特點:
(1)兼收并蓄干法、熱法制造工藝的優點,采用自主技術建成年生產能力達到1500萬平方米的高潔凈度、自動化生產線。配合在線外觀、厚度監控技術,有效保證產品的穩定性;
(2)開發出綜合性能優異的鋰電池用鋁塑復合膜,其熱封性、沖壓成型性、耐電解液性、絕緣性、耐久性等達到或超過國內外同行水平;
(3)采用獨特的處理工藝和配方解決了鋰電池用鋁塑復合膜的電解液和氫氟酸腐蝕不足,耐腐蝕性能處于行業領先水平;
(4)嚴格控制物料和制程的環保性,實現有機氣體的無害化處理,產品也完全符合RoHS環保法規;
(5)形成了數碼產品用鋰電池鋁塑復合膜、動力電池用鋰電池鋁塑復合膜的系列化產品。
5、OCSiAl:單壁碳納米管產品TUBALL FOIL和導電性添加劑TUBALL BATT
OCSiAl創立于2009年,是一家專業從事單壁碳納米管研發生產,開發適用于鋰離子電池、橡膠、塑料、復合材料、透明導電膜、涂料和涂層技術的跨國公司,目前該公司已實現單壁碳納米管的大規模生產應用。
TUBALL FOIL:
產品類型:該產品包括TUBALL? FOIL Al(涂單壁碳納米管鋁箔)和TUBALL? FOIL Cu(涂單壁碳納米管銅箔),前者用于正極極片,內阻、附著力等性能遠優于其它箔材;后者在低溫環境中可提高充電接受能力,增強附著力。
產品優勢:TUBALL FOIL的競爭力突出在導電層厚度,在薄到少于50納米的涂層厚度下,其導電性和粘結性卻比市面上的其他導電劑更好,而且易于極耳焊接。
導電性添加劑TUBALL BATT:
應用方式:可添加于活性材料內部,形成基于SWCNT的新的材料結構。OCSiAl預測在未來5-10年,這種新材料可能將電池能量密度提升15%-60%。
產品優勢:和傳統導電性添加劑如炭黑、石墨烯和多壁碳納米管相比,僅添加0.001%的單壁碳納米管即可帶來導電性。低倍率體系中,如應用于手機、筆記本電腦中的LCO電池,單壁碳納米管的添加量僅為0.02%-0.06%。
6、洛德:Thermoset TC-1001導熱結構膠
總部位于美國北卡羅來納州凱利市的洛德公司,憑借在汽車及電子領域中積累的數十年的經驗,已經為新能源汽車及鋰電池行業提供了包括導熱灌封膠、結構膠、密封膠在內的一站式解決方案。
“Thermoset TC-1001是一款基于丙烯酸材料的導熱結構膠產品,不僅具有極佳的粘結強度,而且提供很好的導熱能力,非常適用于鋰電池模組中鋰電池單體和冷板之間的粘接。”洛德市場經理夏詠介紹說,“這款產品在美國已經實現商業化,并已經申請了相關的專利。我們在國內也開始向多家鋰電池企業進行推薦,客戶對于這個創新型的產品的特性都很感興趣,相應的測試也在進行中。”
Thermoset TC-1001是雙組分的產品,可以提供多種包裝形式,使之適用于人工操作或者自動化點膠設備,還能夠在室溫下實現快速固化,以提高生產效率。如在常溫條件下,混合后的操作時間約為7-8分鐘,經過20-25分鐘即可達到足夠的生膠強度,而完全固化也僅需2-3小時。
Thermoset TC-1001完全固化后,硬度達到Shore D70左右,對鋁材的粘結強度在2300psi以上,機械性能優異。固化后的產品,導熱系數超過1.0 W/mK,絕緣強度可達15KV/mil,同時滿足UL94 V-0的阻燃等級,而且這些性能在-65°C到+100°C內保持穩定。