鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1191次 | 2018年05月15日
在新能源汽車需求壓迫下的鋰電池材料該如何尋求突破?
未來(lái)五年,新能源汽車用鋰離子電池市場(chǎng)年平均增長(zhǎng)率在50%左右。鋰離子電池技術(shù)進(jìn)步,主要來(lái)自關(guān)鍵電池材料創(chuàng)新研究與應(yīng)用進(jìn)展,通過(guò)新材料的開(kāi)發(fā)進(jìn)一步提高電池性能,提高質(zhì)量、降低成本、改善安全性。
日前,鋰電材料產(chǎn)業(yè)與技術(shù)發(fā)展論壇上,眾專家熱議了新能源汽車對(duì)于鋰電池新的發(fā)展需求,新形勢(shì)下鋰電池隔膜、電極材料、電解液等如何適應(yīng)新的發(fā)展趨勢(shì),以及動(dòng)力鋰電池材料產(chǎn)業(yè)如何抓住投資機(jī)會(huì)。來(lái)自新能源汽車企業(yè)、科研院所、行業(yè)協(xié)會(huì)的專家學(xué)者為與會(huì)代表帶來(lái)了視聽(tīng)盛宴。
動(dòng)力電池市場(chǎng)年增50%未來(lái)需“四高一降”
成都雅俊新能源汽車科技股份有限公司儲(chǔ)能部副部長(zhǎng)陳柯宇指出,新能源汽車動(dòng)力電池在使用過(guò)程中面臨電池價(jià)格偏高、充電時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、續(xù)航里程較短、環(huán)境通用性較差,使用壽命短等問(wèn)題。因此,新能源汽車對(duì)鋰電池提出了新的發(fā)展需求:一是提高高溫、低溫、充電、放電的一致性。
二是通過(guò)電池設(shè)計(jì)以及材料改進(jìn)實(shí)現(xiàn)高充電倍率。三是提高能量密度,主要通過(guò)基于現(xiàn)有高容量材料體系、優(yōu)化電極結(jié)構(gòu)、提高活性物質(zhì)負(fù)載量;應(yīng)用新型材料體系、提高電池工作電壓;優(yōu)化新型材料體系,使用新型電池結(jié)構(gòu)等途徑來(lái)實(shí)現(xiàn)。四是提高安全性,特別是在極端條件下的安全性。五是降低成本。六是注重電池二次回收利用。
中國(guó)化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)劉彥龍表示,未來(lái)五年,新能源汽車用鋰離子電池市場(chǎng)年平均增長(zhǎng)率在50%左右。鋰離子電池技術(shù)進(jìn)步,主要來(lái)自關(guān)鍵電池材料創(chuàng)新研究與應(yīng)用進(jìn)展,通過(guò)新材料的開(kāi)發(fā)進(jìn)一步提高電池性能,提高質(zhì)量、降低成本、改善安全性。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
劉彥龍指出,鋰離子電池電解液和隔膜對(duì)提升電池性能與安全越來(lái)越凸顯出重要性,電解液添加劑和隔膜涂層是配合鋰離子電池提升電壓(提升能量密度)、維持壽命和保障安全的重要措施。在電池電解液領(lǐng)域,應(yīng)重點(diǎn)圍繞著功能電解液展開(kāi),對(duì)添加劑的選擇是當(dāng)今電解液研究發(fā)展的焦點(diǎn)所在。
尤其以新型電解質(zhì)體系(含溶劑、溶質(zhì)與添加劑)、適用于高鎳NCM動(dòng)力電池的功能電解質(zhì)(含添加劑)、適用于儲(chǔ)能電池中的電解質(zhì)(特別包含添加劑)、低溫型電解質(zhì)、高溫型(150攝氏度)與阻燃型電解質(zhì)為重點(diǎn)。
涂覆(或復(fù)合)隔膜則是當(dāng)今隔膜應(yīng)用發(fā)展的焦點(diǎn)所在,隔膜表面采用涂覆層,一是可以提高隔膜的熱穩(wěn)定性;二是可以提高隔膜對(duì)電解液的浸潤(rùn)性,有利于電池內(nèi)阻降低、放電功率提升;三是涂覆可阻止或降低隔膜氧化,有利于配合高電壓正極的操作以及延長(zhǎng)電池循環(huán)壽命等。
替代進(jìn)口將出現(xiàn)高潮國(guó)產(chǎn)膜呼喚國(guó)產(chǎn)料
中國(guó)塑料加工工業(yè)協(xié)會(huì)副秘書(shū)長(zhǎng)、中國(guó)塑協(xié)電池隔膜專委會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)孫冬泉指出,作為世界上最大的鋰電池生產(chǎn)國(guó),中國(guó)對(duì)隔膜的需求日益增加。近幾年,國(guó)內(nèi)隔膜市場(chǎng)需求的增長(zhǎng)率總體低于國(guó)產(chǎn)隔膜的增長(zhǎng)率,說(shuō)明國(guó)產(chǎn)隔膜所占市場(chǎng)份額不斷上升,隔膜國(guó)產(chǎn)化是大勢(shì)所趨。
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備
然而,當(dāng)前我國(guó)鋰電隔膜低端市場(chǎng)產(chǎn)能過(guò)剩,產(chǎn)品價(jià)格不斷下降,賬期加長(zhǎng),但新的投資項(xiàng)目仍在源源不斷地上馬,無(wú)序競(jìng)爭(zhēng)加劇。雖然高端產(chǎn)品進(jìn)口在縮小,但國(guó)內(nèi)隔膜企業(yè)與國(guó)外領(lǐng)先企業(yè)差距還很大。預(yù)計(jì)2017~2018年國(guó)內(nèi)高端市場(chǎng)的國(guó)產(chǎn)化替代將出現(xiàn)高潮,2019年除少量進(jìn)口外,80%以上的隔膜將實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化。
孫冬泉指出,PP或PE樹(shù)脂等原料的性能指標(biāo)對(duì)隔膜性能影響巨大。國(guó)內(nèi)隔膜企業(yè)在材料方面還缺乏真正能夠滿足需求的穩(wěn)定隔膜專用料供應(yīng)來(lái)源,產(chǎn)品開(kāi)發(fā)任重道遠(yuǎn)。干法專用料方面,中石化北京化工研究院開(kāi)發(fā)出國(guó)產(chǎn)鋰電池隔膜專用料,已經(jīng)在隔膜企業(yè)投入應(yīng)用;濕法專用料方面,中石化上海石油化工研究院正在開(kāi)發(fā)濕法鋰電池隔膜專用料,今后也將進(jìn)行推廣試用。
在改進(jìn)隔膜性能方面,目前有三種思路:一是在PP膜和PE膜的基礎(chǔ)上增加功能性涂層,以滿足對(duì)高溫特性等特殊需求;二是開(kāi)發(fā)無(wú)機(jī)或有機(jī)材料共混PE、PP膜;三是徹底改變基體材料,如采用聚酰亞胺等材料代替?zhèn)鹘y(tǒng)的PP和PE材料。
中國(guó)石化化工銷售有限公司華中分公司客戶經(jīng)理曾松軍指出,中國(guó)PP膜料年需求總量約360萬(wàn)噸,電工膜與包裝膜相比雖然數(shù)量不大,但是對(duì)于一種高技術(shù)含量產(chǎn)品來(lái)說(shuō)卻十分可觀。
國(guó)內(nèi)許多企業(yè)曾研發(fā)和生產(chǎn)低端電工膜原料,但隨著下游用戶對(duì)電池、電容等的要求越來(lái)越高,低端產(chǎn)品的需求量已降至20%左右,很多企業(yè)因技術(shù)和市場(chǎng)容量等原因,逐步放棄了對(duì)聚丙烯電容膜原料的研發(fā)和生產(chǎn)。
濕法隔膜一直以來(lái)由于采用超高分子量聚乙烯作為原料,厚度更?。ㄒ芽傻椭?微米)、強(qiáng)度更高,更適用于高能量密度電池。但實(shí)際上相關(guān)企業(yè)也可在PP原料方面進(jìn)行考慮,使干法隔膜也可在保證較高強(qiáng)度的同時(shí),更輕更薄,更安全。