为了提升动力电池能量密度,隔膜薄型化成为多方厂商考虑的重要途径。但需注意的是,如果只是单纯削薄,隔膜的机械强度就会下降,最终会影响动力电池的安全性能。一款既薄又强度好的隔膜产品,成为业界共同的期待。
9月4日,三菱化学公告称,公司开发出了一款薄型高强度pp多孔质隔膜,这是由内阁府综合科学技术主导的创新研究中的一项成果。
本次研究的产品采用干法双拉工艺,在原有的隔膜产品的基础上进行改良革新,新产品可以维持隔膜原有的绝缘性和离子透过性,材料厚度为由原有产品厚度的20-30μm减少至5μm,单位厚度的穿刺强度提高了2-3倍,理论上可以提高20%的电池容量。
一名资深技术人员表示,假如三菱化学的这款干法双拉隔膜技术属实,不仅会成为动力电池能量密度提升的“福音”,同时会对湿法隔膜产生巨大冲击。“5μm的薄度及较强的穿刺强度,即便和湿法隔膜一样需要涂覆,也仍然更薄、更耐高温,请问湿法还能有什么优势?”
不过,这位技术人员提醒道:“其实干法双拉做出5μm的薄度并不难,国内企业也能做到。问题的关键是,新闻中只提到单位厚度的穿刺强度(即每μm厚度的抗穿刺强度)提高了2-3倍,但原来强度是多少,提高2-3倍后又是多少,并没有说清楚。”
据了解,干法双拉概念最早由中科院提出,从理论上来看,其结合了干法单拉和湿法的优势,是很好的隔膜技术。不过,由于干法双拉工艺实现难度较大,要做到稳定、一致性好十分不易,这就好比中医学博大精深却难以像西医一样传授普及,所以多年过去了,干法双拉依然不占据主流地位,涉足企业也相对较少。
国内最早将干法双拉实现产业化的是中科科技,随后有河南义腾等,这两家企业成为干法双拉领域的典型代表。国际上日本有几家公司涉足干法双拉,其中三菱化学有几年生产经验,但整体产能偏小,据说只供给日产聆风电池。
从国内市场应用情况来看,动力电池用干法双拉隔膜出货量较多的是12μm基膜,再根据不同材料体系的电池需求进行涂覆,有4μm、8μm等,越往高镍方向涂覆越厚。干法隔膜原材料聚丙烯熔点在170度左右,涂覆后熔点将再提高几十度,同时抗穿刺能力进一步提高。
另从价格来看,目前应用在动力电池领域的“干法双拉+涂覆”与“湿法+涂覆”的售价差不多,有些产品可能稍低一点。
假如三菱化学的5μm膜强度够高,加上4μm的涂层后,也仅有9μm的厚度,这将对动力电池能量密度的提升作用十分显著,的确是令人振奋的好消息。
一位不愿具名的业内人士称,国内大部分隔膜技术都是从国外传进来,导致业界一直比较仰视国外隔膜技术路线,推崇湿法、干法单拉。其实干法双拉也有很好的发展前途,但目前还没有得到很好的重视,三菱化学的新技术如果属实,或能让业界改观对干法双拉隔膜的印象,并带动国内干法双拉隔膜的技术进步和市场应用。
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