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              鋰電池隔膜陶瓷涂覆材料:特種氧化鋁與勃姆石

              鋰電池隔膜陶瓷涂覆材料:特種氧化鋁與勃姆石

              • 分類:最新動態
              • 作者:ZC-New Material
              • 來源:
              • 發布時間:2022-10-28
              • 訪問量:0

              【概要描述】涂覆工序可改善聚乙烯基膜性能。在聚烯烴隔膜上涂覆陶瓷等納米材料或采用有機材料,使涂覆隔膜具備熱穩定性高、熱收縮低、與電解液浸潤性高的優點,涂覆工藝日益受到重視。涂覆改性通過粘接劑將功能涂層粘附在隔膜表面,以提高其熱穩定性。

              鋰電池隔膜陶瓷涂覆材料:特種氧化鋁與勃姆石

              【概要描述】涂覆工序可改善聚乙烯基膜性能。在聚烯烴隔膜上涂覆陶瓷等納米材料或采用有機材料,使涂覆隔膜具備熱穩定性高、熱收縮低、與電解液浸潤性高的優點,涂覆工藝日益受到重視。涂覆改性通過粘接劑將功能涂層粘附在隔膜表面,以提高其熱穩定性。

              • 分類:最新動態
              • 作者:ZC-New Material
              • 來源:
              • 發布時間:2022-10-28
              • 訪問量:0
              詳情

              Q1:隔膜涂覆工序可改善聚乙烯基膜的哪些性能?
              涂覆工序可改善聚乙烯基膜性能。在聚烯烴隔膜上涂覆陶瓷等納米材料或采用有機材料,使涂覆隔膜具備熱穩定性高、熱收縮低、與電解液浸潤性高的優點,涂覆工藝日益受到重視。涂覆改性通過粘接劑將功能涂層粘附在隔膜表面,以提高其熱穩定性。

              Q2:隔膜涂覆分為水性涂覆和油性涂覆兩類,其中各自有什么什么優勢?
              涂覆漿料里溶劑為水,涂覆物主要為氧化鋁、勃姆石、PMMA 等,市場上最普遍的涂覆方式,具備低成本優勢;
              涂覆漿料里沒有水,被有機物在高溫加熱熔融后形成的有機溶劑替代,涂覆物主要為 PVDF、芳綸等,具備高性能優勢。
              無機涂覆材料在涂覆材料的比重達 90.32%。在涂覆材料中,以勃姆石、氧化鋁為主要涂覆材料的無機涂覆較以 PVDF、芳綸為代表的有機涂覆和有機無機混合涂覆技術更加成熟,無機涂覆隔膜的可拉伸強度和
              熱收縮率更好,同時成本更低,經濟可行性更好。

              Q3:陶瓷涂覆材料涂覆隔膜產品主要特點是什么?主要應用領域在哪?
              1、陶瓷涂覆材料:特種氧化鋁與勃姆石
              2、主要特點:
              ①提高隔膜的耐熱性,增強隔膜的抗刺穿性;
              ②改善電池的倍率性和循環性能;
              ③提升電芯的良品率;
              ④減少電池在使用過程中的自放電。
              3、主要應用在儲能鋰電池、動力電池。

              Q4:無機涂覆材料的核心指標有哪些?
              無機物(氧化鋁、勃姆石)
              ①純度:99~99.9%  純度決定熱穩定性和化學穩定性,但隔膜涂覆要求不是很高;
              ②磁性異物:尺寸為100μm以上的磁性異物數量<5個/KG,關鍵指標,金屬銅、鐵、鋅等,金屬雜質影響鋰離子轉移,形成鋰電池自放電現象;
              ③粒徑:0.2-0.3μm ;主要看中位粒徑,分布越窄,涂覆的厚度越均一,顆粒間的空隙越均勻,鋰離子通過越順暢,快充快放的效率越高。

              Q5:氧化鋁有哪些優勢?
              氧化鋁在自然界中含量豐富,具有優異的化學惰性、熱穩定性和機械性能。作為鋰電池隔膜陶瓷涂層其具有如下優勢:
              ①氧化鋁涂層具有耐高溫性,在180℃可以保持隔膜完整形態;
              ②氧化鋁涂層可以中和電解液中游離的HF,提升電池的耐酸性和安全性能;
              ③納米氧化鋁在鋰電池中可形成固溶體,提高倍率性和循環性能;
              ④納米氧化鋁粉末具有良好的潤濕性,有一定的吸液及保液能力;
              ⑤氧化鋁涂層可以增加微孔曲折度,自放電低于普通隔膜。

              Q6:勃姆石有哪些優勢?
              相比于氧化鋁,勃姆石作為鋰電池隔膜陶瓷涂層具有如下優勢:

              ①硬度低,在切割和涂覆過程中,對機械的磨損小,能夠降低設備磨損和異物帶入的風險;
              ②耐熱溫度高,與有機物相容性好;
              ③密度小,相同質量的勃姆石比氧化鋁多涂覆25%的面積;
              ④涂覆平整度高、內阻??;
              ⑤生產過程能耗低,對環境更加友好;
              ⑥制備過程更為簡單,生產成本低。

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              涂覆改性是提升電池能量密度的安全墊,重要性日益凸顯。濕法隔膜在理化特性、力學性能方面均具有明顯優勢,但是熱穩定性不佳。涂覆改性可以有效降低其熱收縮率,同時提高抗穿刺強度,安全性得到顯著提升。此外,涂覆材料可以增強隔膜與電解液之間的浸潤性,提高離子電導率。近兩年濕法隔膜的涂覆比例達到80%以上。 ? ? ? 涂覆工序定制化特征明顯,需要根據下游電池廠實際需求進行加工,差異性主要體現在漿料配方。涂覆溶劑可分為水性和油性兩種,其中油性涂覆均勻性和粘附性優于水性涂覆,定位中高端產品,成本較高,海外電池廠更加青睞。涂覆顆??煞譃闊o機、有機,其中無機涂覆工藝簡單且成本較低從而占據主流市場(90%以上)。無機和有機涂層各有優勢,可通過多層涂覆或混合涂覆進一步優化。多層涂覆是在基膜表面先涂覆一層氧化鋁,然后再涂覆PVDF等有機層,形成多層復合隔膜?;旌贤扛矂t是將無機、有機兩種漿料混合在一起涂覆至基膜表面。涂覆溶劑及顆粒的搭配不同決定了最終產品的差異性,海外涂覆廠掌握漿料配方核心技術,國內廠商開展相關業務通常需要獲得專利授權。 ? ? ? 行業發展早期,隔膜涂覆以第三方代工及電池廠自建產能為主。代工典型企業為璞泰來,其主要從隔膜廠/電池廠購買基膜進行涂覆賺取加工費;電池廠自建涂覆產線主要有SK、比亞迪等頭部企業。這種商業模式形成的主要原因在于: ? ? ? 1)早期隔膜廠尚未大規模建設涂覆產線,行業整體供給偏緊,多渠道涂覆加工可較好匹配下游客戶需求; ? ? ? 2)彼時隔膜價格較高,若涂覆過度依賴隔膜廠則會進一步加大電池廠成本壓力,代工及自建產線可引入市場競爭,有利于增強電池廠議價能力。目前基膜及涂覆價格已經降至歷史較低水平,供需緊張行情下電池廠成本容忍度更高,隔膜廠向下布局涂覆迎來提速。 ? ? ? 受限于涂覆產能偏緊,未來一段時間第三方代工及基膜涂覆一體化預計將并行發展。從中長期看,基膜涂覆一體化乃大勢所趨。涂覆環節重資產屬性強,專業化程度高,對電池廠資產運營能力和技術工藝提出很高要求。從實際情況來看,電池廠涂覆產能建設緩慢,供給極為有限,絕大部分需求都需要通過外采解決。就代工而言,目前璞泰來一枝獨秀,2021年璞泰來涂覆加工(及銷量)達21.7億平,占當年國內濕法隔膜的37.6%,同步提升11pct,下游旺盛需求預計仍將有力支撐代工規模持續攀升。就基膜涂覆一體化而言,有利于隔膜廠把控產品質量、降本增效: ? ? ? 1)把控產品質量:隔膜本身較為脆弱,基膜的分切、收卷、運輸裝卸再到涂覆均會增加產品損壞風險。一體化生產可以較大程度減少產品瑕疵,并根據客戶反饋進行穿透式質量管理,以便及時調整工藝確保產品可靠穩定。 ? ? ? 2)降本增效:向上布局基膜可以把控采購成本,擺脫加工商單一角色強化產業鏈競爭優勢;涂覆定制化屬性帶來較高附加值,隔膜廠加快自研及尋求海外涂覆專利授權,堅定向下拓展一體化拓展新的利潤增長點。恩捷股份涂覆比例從2020年的18%快速提升至2021年的30%。星源材質自2020年加碼濕法隔膜,2021年涂覆比例已經提升至26%。涂覆膜性價比逐步凸顯,電池廠旺盛需求帶動隔膜廠涂覆比例繼續提升。
              2022-09-22

              洛陽中超新材料股份有限公司

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