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一种锂电隔膜涂覆材料——芳纶,我们获得二等奖
锂离子电池用芳纶涂覆隔膜深圳创客团队,已经完成芳纶涂覆隔膜实验室小试中试验证,各项指标均优于目前全球唯一量产的日本帝人芳纶涂覆隔膜,并获得2021年创客中国深圳市专精特新中小企业创新创业大赛二等奖,获得国家发明专利证书:一种芳纶复合涂覆的锂离子电池隔膜及其制备方法。
2020年中国隔膜产量30.6亿平米,其中湿法24.6亿平米,占比80%,湿法即动力电池用,需要涂覆;干法6.0,主要储能等低端需求用,很少涂覆,当然高端干法也可以用于动力电池。算下来85-90%都会进行涂覆。
2021年中国国内扩产(仅统计前十大生产商规模)预计168亿平米,这个产量大概最晚在2023年全部实现。其中根据已披露数据预测今年龙头恩捷产量约30-32亿平米,星源约11亿平米。
具体涂覆有两种,一是水性涂覆,二是油性涂覆。水性涂覆是涂无机物(水+PVDF或陶瓷),主要用于LFP,占比目前70%。油性芳纶涂覆隔膜用于高镍、三元等高端电池,目前占30%,以后特斯拉4680电池更需要用到芳纶油性涂覆。
成本计算:
油性涂覆:PVDF0.9元/平米(30万/吨);芳纶1元/平
用量计算:PVDF=1g/平;芳纶1.5g/平
主要是芳纶现在比PVDF便宜,PVDF后续报价60万每吨了。
芳纶:
优势:芳纶的膜涂覆后性能非常好,涂层很薄,1mu-2mu,而PVDF混涂在2mu以上(PVDF+陶瓷)。此外,对位芳纶耐热性400度,不易燃易爆,满足高端电池需求,涂起来非常均匀,一致性极好,无颗粒。而PVDF最高150度,有小颗粒。
未来趋势:芳纶未来竞争力非常大。尤其是PVDF价格超过30万元每吨时,对应芳纶如果价格不猛涨,那么芳纶降维打击PVDF(当然这里说的只是油性涂覆,水性涂覆上PVDF仍有用)
芳纶这个东西,门槛奇高无比,是一种高性能纤维材料。长期以来只有美国日本能生产。用途阻燃作战服、矿山冶金防护服、航空航天、汽车传送带、高强绳索、电绝缘、高温过滤、轨道车辆内部装饰等领域,还可以加工成工业用特种纸。
1、对位芳纶:具有高比强度、高比模量、耐高温等优异性能,与碳纤维、高强高模聚乙烯并称为世界三大高性能纤维。大多用于防弹衣、防割手套等防止机械损害的方面。
2、间位芳纶(PMIA)特性:大多用于防火材料,具有400度的热阻,由于其阻燃性能高,应用此材料的隔膜能显著提高电池的安全性能。
产业趋势:明年开始4680大圆柱电池开始量产,三元重新起量,隔膜非常需要用到芳纶涂覆隔膜。需求未来是激增的。
技术趋势:芳纶对比其他材料优势比较明显,价格也不比PVDF高。尤其是大家普遍预估2022年PVDF会涨到60-80万每吨,那样的话估计芳纶优势更加明显。
森诺知识窗:
芳纶是一种芳香族聚酰胺,由于海绵状结构的芳纶涂覆隔膜内部互相连通的多孔结构,使锂离子在其中传输通畅,隔膜离子电导率高达1.51mS˙cm-1,使得隔膜在电解液中具有较高的润湿性,使得电池的活化时间减少,长循环的稳定性显著提高。芳纶这种材料是最佳的锂电隔膜涂覆材料,没有之一。