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星源材質(zhì)王艷杰：后補(bǔ)貼時(shí)代隔膜的發(fā)展趨勢(shì)
2019-04-23 08:54:05
星源材質(zhì) 王艷杰博士
王艷杰：大家下午好，我是來自深圳市星源材質(zhì)科技股份有限公司的王艷杰，今天為了契合大會(huì)的主題，我做了一個(gè)后補(bǔ)貼時(shí)代隔膜的發(fā)展趨勢(shì)演講。3.26五部委發(fā)了一個(gè)通知，就是補(bǔ)貼腰斬，腰斬以后該怎么做，也是大家要考慮的一個(gè)事情。在座的有很多是有客戶關(guān)系的，也有很多是不了解星源材質(zhì)是干什么的。我們是03年成立，16上市的股份公司，這是公司的一些開拓性的工作。這是我們的產(chǎn)能，目前已經(jīng)在投產(chǎn)，兩個(gè)工廠，一廠在投產(chǎn)，二廠在建設(shè)。2020年我們要做到10億平的涂覆產(chǎn)能，目前的產(chǎn)能大概有幾千萬的規(guī)模。這是我們的布局，這是我們的客戶，在座的幾位也是我們的重要客戶。這是基礎(chǔ)的研發(fā)平臺(tái)，主要是三個(gè)，這是我們的專家團(tuán)隊(duì)。這是我們的目標(biāo)，隔膜超市，總體來說，就是跟重點(diǎn)客戶進(jìn)行定制化功能化的開發(fā)。我們的產(chǎn)品主要分干濕涂三大類。
進(jìn)入我們的主題，補(bǔ)貼退了以后我們應(yīng)該怎么做。從我們來看，主要就是三塊，主要的第一個(gè)就是安全，這一塊契合用戶需求，低成本，運(yùn)營(yíng)之類的。第三點(diǎn)是輕量化，這一塊還是能量密度，用戶需求。首先看安全，目前主要有兩塊，一塊是做涂覆，一塊是做無紡布的。涂覆目前比較好的就是陶瓷和芳綸涂覆，無紡布就是PET這些。陶瓷涂覆就是就是改善電池的循環(huán)穩(wěn)定性這一塊。這是芳綸涂覆，最近幾年開始提的一個(gè)材料，它主要就是提高隔膜耐熱性，通過涂覆的方式進(jìn)行，整體的開發(fā)有一些公司已經(jīng)做了比較好的樣品，成本也是居高不下。這是無紡布的，一個(gè)典型的示意圖，它就是比較粗的纖維相互堆積，其特點(diǎn)就是耐熱性好可以做到200度以上，孔隙率比較高，70%、90%比較常見，隔膜做到這么高還是非常困難的。但是這個(gè)也跟前面差不多，一個(gè)是工藝成熟度，還有一個(gè)是成本的問題。低成本就是總體而言的，也就是三個(gè)方面來做。采用干法隔膜，比濕法隔膜成本低一些，特別是上午的一些專家已經(jīng)分析的數(shù)據(jù)，鐵鋰類的干法隔膜也是一個(gè)快速增長(zhǎng)的趨勢(shì)。第二點(diǎn)就是不斷的改進(jìn)它的制膜工藝，總成本不斷向下。第三個(gè)就是生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)管理，總的來看就是低成本的降低。
最后一個(gè)是輕量化，能量密度的公式，能量提高的方式就是活性材料，比如說大家推的三元，負(fù)極就是硅碳、氧化亞硅，非活性物質(zhì)都是屬于要降低的部分，這一塊很多，隔膜是一個(gè)，集流體也是一個(gè)，打孔的銅箔，做了碳纖維的組件，總體而言就是不斷的降低非活性物質(zhì)在整個(gè)體系中的重點(diǎn)。對(duì)于我們隔膜來說，也是要不斷降低的一個(gè)目標(biāo)。剛才高總也提到了，他們的鋁塑膜也是越做越薄，我們隔膜也是。我們?nèi)绻紤]安全的因素，我們還是要做涂覆的，在薄的隔膜上進(jìn)行涂覆。從涂覆來看，做薄有兩塊，一個(gè)是把涂覆的尺寸不斷的降低，另外一塊就是不斷的降低涂覆材料的密度。從減薄來考慮，我們就是不斷的提升我們的制膜工藝。做輕量化，有三大類材料，第一塊就是氧化鋁，也是現(xiàn)在涂覆中要用到的主要的材料，相當(dāng)于氧化鋁的尺寸是接近微米級(jí)的，如果我們把尺寸從微米級(jí)做到兩三百或者三四百納米，那么它的厚度肯定是更加薄的，但是它問題是表面積會(huì)快速的增大，導(dǎo)致水分也會(huì)顯著的增加，總體來看，通過氧化鋁尺寸，去達(dá)到輕量化的目標(biāo)，其實(shí)不太可行。第二種方式就是推的比較火的勃母石，在降低尺寸的同時(shí)，是不會(huì)增長(zhǎng)水分的。所以這是一個(gè)非常好的選擇。第三個(gè)就是芳綸，材料密度肯定是比氧化鋁輕，第二個(gè)涂覆的厚度，是比氧化鋁薄的，但是它的問題點(diǎn)也有很多，主要的就是環(huán)保、安全和成本，芳綸已經(jīng)沒有很大規(guī)模的推廣的重要因素。我們采用的是不同以上的任何一種方式，我們是從微米尺度，我們要走到納米尺度做材料，最基本的一個(gè)概念就是三維、二維一維的材料，可能納米材料不太容易理解。首先三維材料是一個(gè)房子，二維材料是一張紙，一維材料就是一根繩。其實(shí)就是在納米級(jí)的尺度去講。從這三個(gè)角度來看，一維材料堆積以后，它的特點(diǎn)形成了一個(gè)孔隙率比較高的特點(diǎn)，強(qiáng)度也非常高，本身材料非常高，所以組裝以后也會(huì)形成強(qiáng)度比較高的涂層。第三個(gè)，一維納米材料直徑也好，或者是在方向上也好，組裝以后，堆個(gè)10層也就是幾百納米。我們直接把材料做的很薄的，這是我們組裝后的材料。它的厚度只有200納米，也就是說0.2微米的厚度，這是它的一個(gè)表面圖，孔隙率還是非?？捎^的。涂覆了以后，從45度變成14度，說明對(duì)電解液的復(fù)合是非常好的，大大的提升了這一塊，這就是我們的一個(gè)物化性能圖。
這個(gè)材料，我和氧化鋁進(jìn)行比，首先涂完以后東西差不多，我的厚度增加方面，我能有0.5個(gè)微米，任何的涂覆都不可能達(dá)到這么一個(gè)厚度的。第三個(gè)我面密度的增長(zhǎng)可以到0.6，也就是只有陶瓷的1/10，這個(gè)重量的減輕是非常可觀的。我大概算了一下，也請(qǐng)各位專家，特別是電池的同行，幫我看一下，如果用了這么一個(gè)涂覆，我的能量密度大概增長(zhǎng)2%—3%，相對(duì)氧化鋁而言，熱收縮是5%，其實(shí)3%可以這么做，這個(gè)數(shù)據(jù)稍微有些保守，這個(gè)是接近氧化鋁的一個(gè)數(shù)據(jù)。面電阻是相當(dāng)?shù)?，擊穿電壓我們可以增長(zhǎng)到600左右，這一點(diǎn)特別對(duì)于電池的安全性非常重要。水分含量，因?yàn)槲覀兺康姆浅１?，所以我們的水分控制可以做?00以內(nèi)，氧化鋁可能就是500以上，還要很強(qiáng)的工藝控制?？偟膩碚f，這種材料復(fù)合隔膜的性能式是比氧化鋁要優(yōu)的。這就是我對(duì)本次主題做的一些分享，謝謝大家！
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