【锂产业国际高峰论坛】吴大勇:锂电隔膜的挑战与机遇

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 中国科学院理化技术研究所研究员 吴大勇

各位同事、各位一帮人,非常荣幸能来到青海,今天跟一帮人一块儿分享的是我做隔膜研究10年的一点感受,题目叫做锂电隔膜的挑战与机遇。报告包括五方面内容,分别是隔膜对电池的影响,不同种类的隔膜材料以及隔膜需求及产业发展动态,还有国家政策,隔膜技术的发展趋势等五方面。

首先是隔膜与电池性能的关系,影响电池性能的材料太少 ,比如说正极材料、负极材料、极电技术、SEI膜的控制,封装、电芯还有其它技术,电池的一点性能包括容量发挥、能量密度、充电电压、循环性、高倍率功率特征,吸放热哪此特征,与隔膜相关的性能是非常多的,应该说一帮人做研发电池的过后 ,主要的工作是聚焦在正极材料和负极材料上的,可能性是做电池的性能。

隔膜在研发上的作用老是被忽视,一点产业对它的兴趣是非常高的,可能性生产隔膜的利润率是比较高的。一帮人看一下隔膜的关键技术,比如说均匀性,包括层厚和孔径的分布、透气性和孔隙率、电导性、受热收缩性以及抗氧化,隔膜的关键参数还是非常多的。

应该说隔膜是电池性能的保障,为电池提供更高的安全保证电池性能的发挥提供很好的电化学窗口,这里的工作太少 。

隔膜的种类有哪此?用有有十个 简单的分类,比如说用材料分类,还时要分为聚烯烃、无纺布膜等等,无纺布的膜主一点无纺布和无机物的复合,涂附膜主一点聚乙烯。可能性按电池分一点一帮人前面一代的锂离子电池,还有顶端一代的高能量的锂离子电池,还有高固态的电池。一帮人都知道锂离子电池聚乙烯的聚丙烯的,还有三层都还时要用的,高能量密度的可能性它的能量密度比较高,太少 对安全技术提出比较高的要求。锂硫电池太少 一帮人包括媒体一帮人比较陌生,实际上它能用的隔膜材料和锂离子电池基本上是一样的,一点可能性锂硫电池的特殊的特征,一般情况报告下为了提高电池的性能,时要对电池的隔膜做一点涂层的修饰,固态电池一帮人就不太细说了,可能性大每段还所处基础的研发阶段。

隔膜的需求及产业发展的态势。一帮人国家“十三五”规划是要到2020年新能源汽车的年产量达到200万辆,要求动力电池的比能量达到200瓦时每公斤以上,这说明哪此?第一,说明隔膜的需求量会非常高,会达到十几亿到几十亿的水平,很高的能量密度就要求你你这个 隔膜要给电池提供更高的安全的保证,一般的聚乙烯的和聚丙烯的隔膜很有可能性是只有完正满足另有十个 有有十个 动力电池的时要。

2020年保有量2000万辆,可能性在五年前一帮人看你你这个 指标可能性还是实在不怎么难以实现,一点从这两年的发展态势来看,一帮人还是很有理由去乐观地看待你你这个 事情。

最近从2012年到现在,中国的隔膜产业所处了有有十个 非常深刻的变化,包括太少 实力的企业在成长,比如说苏州的捷力等企业在崛起,一帮人的生产线可能性会达到5条、8条、10条甚至20条的数量,太少 说从数量上来讲,一帮人国家的你你这个 产业全是难题图片,主要的难题图片在于它的质量技术,不怎么是CATL有有有十个 非常宏大的计划,上午一帮人也知道了,在溧阳建了产业园,就把上汽、宝马、北汽、吉利汽车都引到了溧阳,另有十个 的有有十个 产业的聚集的计划非常的庞大,它的报导是说要建有有十个 10GWH的产业,一点全是人说是70GWH,到底是几个呢?反正你你这个 数量是很大的,一点明未来的需求是没法 难题图片的。

另有十个 大的需求,另有十个 大的外围的环境,给一帮人的隔膜的发展和机遇和挑战是哪此?应该说整个的机遇是国家政策和新能源汽车的发展,龙头企业比如说CATL还有比亚迪,一帮人另有十个 的快速发展的成长,经太少 年的积累,一帮人可能性达到了另有十个 的国际先进水平,带动了一帮人整个新能源汽车的发展,太少 整个的大环境是非常好的。

一帮人国内的资金是非常雄厚的,需求是巨大的,通过这几年的发展,一帮人国内的隔膜企业的装备水平可能性有了很大的提高。

挑战是哪此呢?应该说工艺成熟期图片 是什么的句子的句子度相对来说还比较低,工艺研究的能力基本上还没法 ,吸收创新做强是一帮人要做的有有十个 事情,另外国内还面临着有有十个 很强的同质化竞争的压力。

从国家政策方面讲,工信部2014年底的过后 一点,要限制产能不低于2千万平米,只有高于你你这个 产能的企业可以 继续支持去批。一点一帮人实在应该只有仅仅从产能上来看,一帮人实在更应该从质量上来看。另外从环保上看,我查了太少 的资料,还没法 有有十个 单独的给锂离子电池隔膜生产的环境要求,它有有有十个 附和的大气污染物综合指标,在顶端翻了半天才看多与隔膜二氯甲烷相关的,日本是200毫克每立方米,可能性一帮人国家执行另有十个 的更高的环境标准语句,是全是所有的企业都能达到呢?一帮人是存疑的。

基于一帮人国家隔膜产业的现状,提一点政策方面的建议,第有有十个 是建议可以 加强地域范围内的规划和布局,外理中低端的重复竞争,重视品质的基础上强调品质的规模。还有是淘汰低端产能,重点支持换代产品的研发。另外要重视技术团队的培养,加大发展国产装备的力度。也一点说一帮人国家目前有的企业产业线发展得变快,一点大多数是买的一帮人的邻国日本的设备,国内的设备发展相对来说还是滞后的。

最后,隔膜技术发展的趋势,应该说它的发展路线图应该是从干法到湿法到涂层隔膜到新一代耐高电压的隔膜,到过后 的乙炔气 电解质的膜材料。

应该说和这几方面的相关技术细节非常多,时间原因分析 不展开讲了,一帮人看一下到20200年的发展规划,应该说到2020年一帮人国家高品质的PE隔膜和PP隔膜规模化生产,实现高品质的涂层隔膜的规模化生产,以及相关装备的国产化,新型隔膜的示范生产还时要实现。到了2025年高安全涂附型的隔膜生产,具有离子涂层的隔膜生产,以及生产耐高电压电解质隔膜。到20200年可能性一点新一代的高安全性和高电压的隔膜可能性可以 规模化生产了,乙炔气 电解质的规模产业化可能性也就逐步实现了,估计是另有十个 的有有十个 路线图。

应该说隔膜无须好做,实在一帮人说得比较简单,一帮人看一下国内的企业做的隔膜材料(ppt),应该说从孔径和孔径分布上还全是很均匀,一帮人看多有一点树干状的东西所处,孔径分布还全是很均匀。可能性不同的工艺、不同的厂家的工艺不同,造成另有十个 的孔径分布和孔隙率是不同的。

和对外的对标产品相比,一帮人国家的隔膜材料还所处孔隙率偏低的特点,等效的孔隙比较小,还有进一步的发展空间的。

高安全性的隔膜主一点陶瓷PP的,PET应该在200度到2200度,新一代的隔膜会达到200度到3200度。

另外一类是耐高电压的隔膜,可以 让电池在0到5伏之间实现顺利的充放电,普通的PE隔膜可能性是有机聚合物涂附的隔膜,在高电压的情况报告下是无法完成充电的。

从涂层隔膜上来看,它有力的一面是提高了电池的高安全性,电化学窗口全是可能性提高,提高了电解液的亲润性,防穿刺,以及还时要做一点有针对性的涂层设计。不利的影响是孔隙率是必然降低的,每做一层涂层孔隙率会降低10%,离子电脑也要下降,每涂一层增加4克重量,每做一层涂附成本提高1.5元到2元。电池内阻会上升,影响电池的高低温性能,你你这个 全是很取舍,根据不同的电池体系。

锂硫电池很有可能性在未来也是作为有有十个 发展的主要方向,实际上它用到的隔膜主一点涂层隔膜,分为不同物质的涂附,比如说碳涂附、聚合物涂附、无机化合物涂附以及复合材料涂附,情况报告比较错综复杂,一时半会讲不完,可能性一帮人有兴趣语句,还时要看一帮人最近写的一篇综述。简单来说是关键材料是哪此,可能性一帮人做改进涂附,关键材料是有有十个 ,有有十个 是碳材料,另外有有十个 是特征材料,还有有有十个 是提高离子取舍性的材料,这三方面材料的组合来做有有十个 锂硫电池的性能的提升。

(本文根据速记采集,未经嘉宾审核)

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