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“锂盾膜”助推软包电池崛起
来源:起点锂电大数据 发布时间:2019-10-21
凭借能量密度高、安全性能高等优势,软包电池获车企、储能电站青睐而迅速崛起。铝塑膜是软包电池核心材料,对于电池轻量化起着关键作用,铝塑膜的好坏将直接影响到整个电芯的质量与寿命。


但是在现有电池材料环节方面,铝塑膜是市场上国产化最低的材料,国产化率不足10%,全球铝塑膜市场基本均被日韩企业垄断。


而苏州锂盾另辟蹊径,自主研发了干法和热法以外的“第三条路线”——微波锚固法,解决了这两种工艺的技术瓶颈,在日韩企业技术与市场垄断的重重包围中开辟了一条新的道路。近日,起点锂电大数据对苏州锂盾董事长夏文进先生进行了专访。


夏文进认为,受限于常规铝塑膜的性能瓶颈,软包电池的优势没有完全被开发出来,软包要与方型竞争锂电池主流地位,需要产业链上下游配合,共同推进铝塑膜技术创新,实现国产化替代。

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软包PK方型,铝塑膜肩负重任


起点研究院(SPIR)数据显示,今年1-9月动力电池总装机量为42.2GWh,其中方型电池装机量35.1GWh,软包电池装机量为3.8GWh,占比仅9%。


软包封装虽是大势所趋,但目前动力电池领域仍然是方型电池占主流,软包电池市场份额仍然比较小。夏文进表示,软包电池市场占比不高的原因是软包总体达产产能较低、已有产能制造自动化程度相对较低、关键材料铝塑膜仍然受限国外、整体系统成本相对最高等。目前,软包电池占比还非常少,原因是没有从根本上解决成本和技术问题。


“以往的思路是从电芯内部材料的角度去解决,而没有考虑从封装系统的角度”,夏文进表示,软包电池的外包材料如何提供更深、更可靠的载体平台,是发挥软包更高的能量密度优势的关键,同时在封装系统上不仅考虑电流的提升,更重要还在电压提升上,因为电压的提升更增加了安全性、也增加了能量密度,使热失控风险大幅降低。同时充分发挥软包铝塑膜天生电绝缘这一优势,突破方形、圆柱本身不绝缘的短板。


因此,对标方型电池,软包电池要解决方型电池的技术难点、安全难点和绝缘难点,铝塑膜肩负着推动软包电池市场份额提升、安全提升、乃至推动固态电池产业化进程的重任。


据了解,目前,铝塑膜在高深冲、长期耐腐蚀、长寿命、耐穿刺等性能方面还不及方形,是当前各大企业研发攻克的重点。


夏文进认为不能牺牲降低材料品质、厚度的方法来解决软包电池的成本问题,更不能迷信进口的就是最好的,而是要我们中国人通过自主创新来实现技术突破的方法。当前,铝塑膜的定位也不宜用成本占比法,仅仅是第五大材料的辅料,建议应从功能上来分类——内层材料和外层材料,铝塑膜作为软包电池的外层材料,实质上肩负了软包电池技术载体平台的关键重任,就像人的皮肤一样重要。因此,无论从技术角度还是从成本的角度来说,铝塑膜国产化趋势不可逆转,作为技术人员,更是重任在肩。


他表示,当前铝塑膜产业化的瓶颈:一是对标日本,建立国内铝塑膜材料供应体系;二是要对标方型电池,解决方型电池的技术痛点和成本难点,发挥软包电池竞争优势;三是产业化的规模,快速提升国产铝塑膜的产业化的效率和市场认可度;四是产业链上下游对铝塑膜的相关研究了解不足,市场主要依赖日韩企业过去的经验,要从软包电池用铝塑膜的技术本质上给出参数与要求,并让市场和技术认知。夏文进认为,铝塑膜国产化要依靠自主创新,直达实质,而不是学赶超日韩企业的过去技术。


锂盾第三条路线为动力、储能而生


目前,铝塑膜主要生产工艺为干法和热法,采用粘结剂极性粘结的方法制成,各层材料间采用极性界面进行粘结。然而,在锂电池强极性电解液和充放电的作用下,界面衰减大,长期使用易发生分层、漏液等风险,无法起到长期保护作用。


苏州锂盾独立自主研发的非极性微波锚固法界面技术解决了这一问题。夏文进表示,干法用胶水粘接、热法用胶膜粘接,而锂盾采用化学铆钉锚固的保护机理,“就像在墙上钉结婚照、名画,用钉子会很牢固,墙倒了都不会掉”。

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夏文进进一步解释,因为电解液具有强酸、强腐蚀性,充放电的过程加大了极性破坏,根据“相似相容”基本原理,极性界面在极性环境下极易被破坏,而非极性的界面在极性环境下永远不会被破坏,从原理上解决了安全寿命问题,用微波锚固的方法从内到外保护了铝塑膜和电芯内层材料。


据了解,苏州锂盾微波锚固法实现界面从极性向弱极性、非极性转变,实现铝塑膜长期使用寿命可达15年以上。


据悉,苏州锂盾的“第三种技术”为全球首创,实现了软包电池封装材料、工艺、装备等技术全系列中国制造,该技术已申请国家专利53项,授权32项。

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“我们去日本考察时发现,干法和热法的铝塑膜研发之初就是为了短寿命的应用场景,适应于3C数码领域,但不适用于动力和储能领域”夏文进表示,“动力领域要求铝塑膜寿命达到10-15年,储能领域20-30年,而干法和热法不可能有这么长的寿命,只有用第三种方法,用非极性锚钉的方法才能解决这个问题。”


据了解,物理锚固形成界面力学性能各向一致性,层间粘结更牢固;一体化粘结界面非极性化保证了电池的耐腐蚀性,电池寿命更长久,适合动力电池封装。因此苏州锂盾铝塑膜具备高阻隔性、高耐腐蚀、高深冲成型、高绝缘的高电压电流耐受性、长期可靠性等优势。


夏文进表示,锂盾花了将近三年多的时间,从材料、配方到产线,一路从小试、中试到大线走过来,因此奠定了高效产业化的能力,缩短了产业化的时间,从而降低了产业化的成本。


目前锂盾有9个规格的产品,2条生产线,同时正在规划一个新的生产基地、2条生产线,计划明年上4条生产线,未来三年根据市场需求上10条生产线。同时开放公司Microlayer?专利技术平台,为战略客户提供免费的非极性界面试验平台,推动软包电池所有材料界面非极性化的技术升级。用锚钉,更放心。

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责编:chai




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关键词标签:锂电池|新能源|苏州锂盾

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