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一種鋰電隔膜涂覆材料——芳綸,我們獲得二等獎(jiǎng)
鋰離子電池用芳綸涂覆隔膜深圳創(chuàng)客團(tuán)隊(duì),已經(jīng)完成芳綸涂覆隔膜實(shí)驗(yàn)室小試中試驗(yàn)證,各項(xiàng)指標(biāo)均優(yōu)于目前全球唯一量產(chǎn)的日本帝人芳綸涂覆隔膜,并獲得2021年創(chuàng)客中國(guó)深圳市專精特新中小企業(yè)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽二等獎(jiǎng),獲得國(guó)家發(fā)明專利證書(shū):一種芳綸復(fù)合涂覆的鋰離子電池隔膜及其制備方法。
2020年中國(guó)隔膜產(chǎn)量30.6億平米,其中濕法24.6億平米,占比80%,濕法即動(dòng)力電池用,需要涂覆;干法6.0,主要儲(chǔ)能等低端需求用,很少涂覆,當(dāng)然高端干法也可以用于動(dòng)力電池。算下來(lái)85-90%都會(huì)進(jìn)行涂覆。
2021年中國(guó)國(guó)內(nèi)擴(kuò)產(chǎn)(僅統(tǒng)計(jì)前十大生產(chǎn)商規(guī)模)預(yù)計(jì)168億平米,這個(gè)產(chǎn)量大概最晚在2023年全部實(shí)現(xiàn)。其中根據(jù)已披露數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)今年龍頭恩捷產(chǎn)量約30-32億平米,星源約11億平米。
具體涂覆有兩種,一是水性涂覆,二是油性涂覆。水性涂覆是涂無(wú)機(jī)物(水+PVDF或陶瓷),主要用于LFP,占比目前70%。油性芳綸涂覆隔膜用于高鎳、三元等高端電池,目前占30%,以后特斯拉4680電池更需要用到芳綸油性涂覆。
成本計(jì)算:
油性涂覆:PVDF0.9元/平米(30萬(wàn)/噸);芳綸1元/平
用量計(jì)算:PVDF=1g/平;芳綸1.5g/平
主要是芳綸現(xiàn)在比PVDF便宜,PVDF后續(xù)報(bào)價(jià)60萬(wàn)每噸了。
芳綸:
優(yōu)勢(shì):芳綸的膜涂覆后性能非常好,涂層很薄,1mu-2mu,而PVDF混涂在2mu以上(PVDF+陶瓷)。此外,對(duì)位芳綸耐熱性400度,不易燃易爆,滿足高端電池需求,涂起來(lái)非常均勻,一致性極好,無(wú)顆粒。而PVDF最高150度,有小顆粒。
未來(lái)趨勢(shì):芳綸未來(lái)競(jìng)爭(zhēng)力非常大。尤其是PVDF價(jià)格超過(guò)30萬(wàn)元每噸時(shí),對(duì)應(yīng)芳綸如果價(jià)格不猛漲,那么芳綸降維打擊PVDF(當(dāng)然這里說(shuō)的只是油性涂覆,水性涂覆上PVDF仍有用)
芳綸這個(gè)東西,門(mén)檻奇高無(wú)比,是一種高性能纖維材料。長(zhǎng)期以來(lái)只有美國(guó)日本能生產(chǎn)。用途阻燃作戰(zhàn)服、礦山冶金防護(hù)服、航空航天、汽車傳送帶、高強(qiáng)繩索、電絕緣、高溫過(guò)濾、軌道車輛內(nèi)部裝飾等領(lǐng)域,還可以加工成工業(yè)用特種紙。
1、對(duì)位芳綸:具有高比強(qiáng)度、高比模量、耐高溫等優(yōu)異性能,與碳纖維、高強(qiáng)高模聚乙烯并稱為世界三大高性能纖維。大多用于防彈衣、防割手套等防止機(jī)械損害的方面。
2、間位芳綸(PMIA)特性:大多用于防火材料,具有400度的熱阻,由于其阻燃性能高,應(yīng)用此材料的隔膜能顯著提高電池的安全性能。
產(chǎn)業(yè)趨勢(shì):明年開(kāi)始4680大圓柱電池開(kāi)始量產(chǎn),三元重新起量,隔膜非常需要用到芳綸涂覆隔膜。需求未來(lái)是激增的。
技術(shù)趨勢(shì):芳綸對(duì)比其他材料優(yōu)勢(shì)比較明顯,價(jià)格也不比PVDF高。尤其是大家普遍預(yù)估2022年P(guān)VDF會(huì)漲到60-80萬(wàn)每噸,那樣的話估計(jì)芳綸優(yōu)勢(shì)更加明顯。
森諾知識(shí)窗:
芳綸是一種芳香族聚酰胺,由于海綿狀結(jié)構(gòu)的芳綸涂覆隔膜內(nèi)部互相連通的多孔結(jié)構(gòu),使鋰離子在其中傳輸通暢,隔膜離子電導(dǎo)率高達(dá)1.51mS˙cm-1,使得隔膜在電解液中具有較高的潤(rùn)濕性,使得電池的活化時(shí)間減少,長(zhǎng)循環(huán)的穩(wěn)定性顯著提高。芳綸這種材料是最佳的鋰電隔膜涂覆材料,沒(méi)有之一。

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