中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊：5月24～26日，由工業(yè)和信息化部節(jié)能與綜合利用司與國家能源局能源節(jié)約和科技裝備司聯(lián)合指導(dǎo)，中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)主辦并聯(lián)合240余家機(jī)構(gòu)共同支持的第十三屆中國國際儲(chǔ)能大會(huì)在杭州召開。
來自行業(yè)主管機(jī)構(gòu)、國內(nèi)外駐華機(jī)構(gòu)、科研單位、電網(wǎng)企業(yè)、發(fā)電企業(yè)、系統(tǒng)集成商、金融機(jī)構(gòu)等不同領(lǐng)域的1011余家產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈企業(yè)，5417位嘉賓參加了本屆大會(huì)，其中245家企業(yè)展示了儲(chǔ)能產(chǎn)品，可謂盛裝出席，涵蓋系統(tǒng)集成、電芯、PCS、BMS、集裝箱、消防、檢測認(rèn)證等新型儲(chǔ)能全產(chǎn)業(yè)鏈。
5月25日下午，泰州衡川新能源材料科技有限公司高級開發(fā)經(jīng)理?xiàng)盍?/strong>受邀在長時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)及應(yīng)用專場分享了主題報(bào)告，報(bào)告題目為《長壽命高安全儲(chǔ)能系統(tǒng)隔膜匹配方案》。以下是報(bào)告主要內(nèi)容：
楊柳：尊敬的各位領(lǐng)導(dǎo)、各位專家，各位與會(huì)嘉賓，大家下午好！
我是來自泰州衡川新能源材料科技有限公司的楊柳，很榮幸有機(jī)會(huì)與大家共聚一堂，共同探討儲(chǔ)能相關(guān)的領(lǐng)域知識(shí)，今天我給大家?guī)淼氖恰伴L壽命、高安全儲(chǔ)能系統(tǒng)隔膜的匹配方案”，主要運(yùn)用在電化學(xué)儲(chǔ)能的鋰離子電池方面，請各位專家多多指正。
今天我將從幾個(gè)方面給大家具體分享一下隔膜在電化學(xué)方面的應(yīng)用，首先是電化學(xué)儲(chǔ)能的現(xiàn)狀，這里只做簡單陳述，在此之前各位專家已經(jīng)分享了很多。電化學(xué)儲(chǔ)能從2022年累積數(shù)據(jù)來看，目前達(dá)到40多個(gè)GW，在2022年年增長率達(dá)到了200%的恐怖增長。鋰離子電池在其中的占比一直呈現(xiàn)出超過九成的比例，預(yù)計(jì)在2030年左右可以超過100個(gè)GW，這是目前行業(yè)大致的現(xiàn)狀。
鋰電池儲(chǔ)能呈現(xiàn)一個(gè)快速增長的趨勢，但是我們目前面臨的問題也是不容小覷，大家主要面臨的問題可能會(huì)圍繞循環(huán)壽命、安全特性，包括成本價(jià)格，技術(shù)門檻等等，這些都成為鋰電儲(chǔ)能的巨大挑戰(zhàn)。以循環(huán)壽命為例，目前市場上大致運(yùn)用了一些磷酸鐵鋰電池、三元電池，包括鉛酸電池的循環(huán)使用壽命都有一定的限度。面臨容量衰減之后，我們可能會(huì)面臨電池死亡，甚至安全等問題。
影響鋰電池壽命及安全性能的影響因素有哪些呢！這是我們鋰電人需要進(jìn)行深度思考的問題。從鋰電池的結(jié)構(gòu)來講，大致可分為正負(fù)極、隔膜、電解液、外殼部分。每一個(gè)組成都會(huì)對鋰電池循環(huán)及安全問題帶來影響，需要各領(lǐng)域的專家們?nèi)ヌ剿骱徒鉀Q。
泰州衡川新能源材料科技有限公司是一家專注于生產(chǎn)鋰電濕法隔膜的高新技術(shù)企業(yè)，對于隔膜層面，我們也面臨著巨大的挑戰(zhàn)。來自于市場對鋰電池的要求，要求能量密度高，安全性能以及長循環(huán)壽命，包括低的自放電要求，隔膜在這些條件的基礎(chǔ)上也面臨著巨大的挑戰(zhàn)，隔膜也逐漸走向輕薄化，對應(yīng)提升電池的能量密度，高強(qiáng)度以及耐熱性能對應(yīng)的電池安全性能的要求。高保液性能針對于電池長循環(huán)壽命的發(fā)展。
面臨這些挑戰(zhàn)，同樣也展望著一個(gè)千載難逢的機(jī)遇，回看整個(gè)電池的成本構(gòu)成，隔膜材料一直保持一個(gè)穩(wěn)定的占比，隨著新能源汽車行業(yè)的飛速發(fā)展，電化學(xué)儲(chǔ)能逐步邁入產(chǎn)業(yè)規(guī)?；陌l(fā)展階段，隔膜行業(yè)必將再次迎來春天。
直面挑戰(zhàn)和機(jī)遇，針對長壽命、高安全的電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)，衡川對隔膜提出了自己的思考?；し矫妫ㄟ^配方與工藝的雙重優(yōu)化、多層共擠、以及PP濕法技術(shù)，研究出了多款高機(jī)械性能的基膜。采用超低熱收縮基材加特殊的涂布配方工藝，專門開發(fā)了超低熱收縮涂布膜。除了研發(fā)方面，衡川對制膜全過程的品質(zhì)管控，也力求趨于完美。考慮到異物對于電池長循環(huán)及安全性能的影響，除常規(guī)檢查、測試項(xiàng)目以外，衡川還專門建立了異物管控體系，尤其是對磁性異物的管理，我們成立了專業(yè)小組，從人機(jī)測法環(huán)的角度，制定金屬異物地圖及FEMA，全方位的進(jìn)行預(yù)防和管控。
衡川隔膜的開發(fā)，在儲(chǔ)能方面，我們主要是針對于9μm、12μm以及14μm，16μm的基膜一般不增加涂層，主要在高強(qiáng)度和高穿刺性方面做到了業(yè)內(nèi)目前之最。最左邊16μm的基膜，目前的針刺強(qiáng)度可以做到900gf，業(yè)內(nèi)目前普遍在800gf左右，這是十幾個(gè)點(diǎn)的提升，相信對于電池的耐針刺，破壞性針刺結(jié)果會(huì)更優(yōu)。而且關(guān)于基膜熱收縮我們做了大量研究，測試基膜105℃熱縮，平均水平在2%以下，包括雙向的拉伸強(qiáng)度可以達(dá)到3000kgf/cm2，目前在儲(chǔ)能領(lǐng)域應(yīng)用較多。
同時(shí)利用配方和工藝的匹配性，可以對隔膜的性能進(jìn)行一定的微調(diào)，在保證高機(jī)械強(qiáng)度的情況下，同時(shí)保證孔隙率和熱收縮性能。
第二個(gè)向大家展示的是多層共擠技術(shù)。共擠技術(shù)來源于客戶端需求的低閉孔溫度和高破膜溫度區(qū)間的差別，普通隔膜的基材是PE，根據(jù)PE材質(zhì)的基本特性，它的熔點(diǎn)大致在135℃左右，所以我們?nèi)绻兇庥肞E基材料做隔膜，它的閉孔溫度只能做到135℃-140℃。通過多層共擠技術(shù)，我們可以引入不同的原材，把破膜溫度和閉孔溫度拉開一定的區(qū)間，讓電池處在一個(gè)更安全的工作狀態(tài)。
這是我們做的超低熱收縮的基材，目前隔膜行業(yè)，大家都在測90℃、105℃及120℃熱收縮，衡川除此之外還在研究130℃熱收縮，什么樣的基材在不增加涂覆層的情況下，能夠把基材料的熱收縮做到更好，加以匹配不同的涂布層之后，熱收縮能夠達(dá)到一個(gè)更長時(shí)間運(yùn)行的水平。與同行和市場對比，目前市場上130℃熱收縮能夠做到的水平是15%左右，目前通過研究衡川可做到5%以下水平。
接下來是關(guān)于高溫氧化鋁涂布膜的涂層介紹，目前市場上用的較多的是130℃熱收縮，這是為了符合電池的運(yùn)用環(huán)境，包括一些電解液、正負(fù)極的解析溫度都在130℃，但是為了更高的安全性，我們致力于把隔膜的熱收縮做得更高，使電池處于更穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)。關(guān)于105℃熱收縮，可以明顯看到在高溫烘烤之后隔膜的尺寸沒有明顯發(fā)生變化，包括隔膜表面褶皺的情況，依舊保持平整狀態(tài)。
衡川是做高性能鋰電池隔膜技術(shù)的創(chuàng)新者，目前的累計(jì)投資達(dá)到60多億，今年的產(chǎn)能是9億㎡，明年產(chǎn)能釋放將會(huì)達(dá)到20多億㎡，目前的基地是2000余畝，成熟產(chǎn)品達(dá)到60+，包括專利以及研發(fā)都配備了非常成熟的團(tuán)隊(duì)。
衡川是2018年建立，隔膜是一個(gè)重資產(chǎn)行業(yè)，我們從2018年與政府達(dá)成合作陸續(xù)引進(jìn)了中關(guān)村投資、紅杉資本投資確保整個(gè)隔膜基地的建立。目前衡川具有三個(gè)基地，包括泰州總部、江西宜春和安徽安慶基地。泰州總部目前具備9億㎡產(chǎn)能，江西規(guī)劃產(chǎn)能18億㎡，安慶規(guī)劃產(chǎn)能33億㎡。這是衡川目前產(chǎn)能規(guī)劃，在2023年年底，會(huì)釋放到20多億㎡，在2025年有望建成100個(gè)億㎡的大型鋰電隔膜生產(chǎn)商。目前我們的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，從基膜到涂覆膜達(dá)到全流程生產(chǎn)，衡川致力于5-16微米的基膜生產(chǎn)及各種涂布膜、PMA涂布、超薄纖維涂布膜等。
接下來為大家分享的是衡川的設(shè)備，從目前整個(gè)隔膜行業(yè)來講，普遍使用4米+、6米+的拉伸產(chǎn)線設(shè)備。衡川于2018年提出了成品寬幅7.5米，整體設(shè)備寬度是8米+的大寬幅產(chǎn)線。設(shè)備優(yōu)勢帶來的必將是成本的優(yōu)勢。產(chǎn)品寬幅翻倍，但員工人數(shù)不需增加，在僅能耗增加20%以內(nèi)的情況下，產(chǎn)能翻倍，從而可以達(dá)到降本目的。
最后總結(jié)一下我們的特色，大致分為以下幾項(xiàng)：產(chǎn)線設(shè)備的三次自我迭代（全流程、全工序、關(guān)鍵裝備自研）；在鋰電隔膜運(yùn)用場景知識(shí)儲(chǔ)備豐富，可深度定制化產(chǎn)品輸出；產(chǎn)品特色明顯，包括熱收縮低、機(jī)械強(qiáng)度及抗重物沖擊安全性能高，可達(dá)到業(yè)內(nèi)較高水平；完善的品控保障體系以確保隔膜產(chǎn)品質(zhì)量滿足客戶及市場的使用需求；研發(fā)團(tuán)隊(duì)成員知識(shí)儲(chǔ)備及經(jīng)驗(yàn)豐富，自2010年起在新能源化學(xué)等領(lǐng)域已經(jīng)開始相關(guān)研究。
以上是我今天的分享的全部內(nèi)容，感謝大家的聆聽。
