滄州中孚李國然：撒拉弗將掀起準(zhǔn)固態(tài)鋰電池隔膜技術(shù)革命
“撒拉弗，這是我們公司產(chǎn)品的名稱，它本質(zhì)上是一個(gè)凝膠聚合物電解質(zhì)膜，幾乎所有的電池里面都會(huì)用到這種關(guān)鍵材料。起出這個(gè)標(biāo)題之后，我們覺得不是特別甘心，又加了一個(gè)副標(biāo)題：準(zhǔn)固態(tài)鋰電池隔膜的技術(shù)革命。”李國然說。
在日前舉行的第四屆新能源汽車及動(dòng)力電池(CIBF2023深圳)國際交流會(huì)上，滄州中孚新能源材料有限公司特聘研發(fā)總顧問李國然，做了主題為“凝膠聚合物電解質(zhì)隔膜在鋰電池中的前景及應(yīng)用”的演講。
圖為滄州中孚新能源材料有限公司特聘研發(fā)總顧問李國然作主題演講
“這是不是吹牛了，敢叫技術(shù)革命?”李國然自問自答，“我們是有底氣的!”他表示，所有的創(chuàng)新歸根結(jié)底一定是原理和材料的創(chuàng)新，這個(gè)隔膜的產(chǎn)品，無論從原材料的配方、工藝，還是概念設(shè)計(jì)等，每一步都有非常明顯的創(chuàng)新。
據(jù)李國然介紹，滄州中孚研發(fā)的“撒拉弗—凝膠聚合物電解質(zhì)膜”，能兼顧電池各種性能的要求，助力電池體系達(dá)到性能的最優(yōu)。該隔膜產(chǎn)品完全適配現(xiàn)有的所有電池生產(chǎn)工藝體系，不需要換設(shè)備就可以把液態(tài)電池升級(jí)為準(zhǔn)固態(tài)電池。
“我們已經(jīng)在合作伙伴電池公司做完了測試，從單純追求能量密度來講，已經(jīng)成功做到500Wh/kg以上。這個(gè)產(chǎn)品能兼顧電池的均衡性和各種性能的要求，能做很寬范圍的調(diào)整，助力電池體系達(dá)到性能的最優(yōu)。”李國然稱。
據(jù)介紹，滄州中孚的撒拉弗項(xiàng)目總投資25億元，今年9月第一條生產(chǎn)線就可以大規(guī)模投產(chǎn)，目前正在緊張的建設(shè)中，年產(chǎn)能是5000萬平米，預(yù)計(jì)明年將有30條產(chǎn)線全部建成，年生產(chǎn)能力將可以達(dá)到15億平米。
撒拉弗的名字取材于希臘神話中最高級(jí)天使的名字Seraph。李國然解釋，Seraph是一個(gè)六翼守護(hù)天使，象征的含義是主導(dǎo)安全與智慧，“和我們對(duì)電池的性能要求非常契合。既然叫六翼守護(hù)天使，我們的隔膜也有它對(duì)應(yīng)的6個(gè)可圈可點(diǎn)的方面”，比如說安全性、倍率性、低成本、可擴(kuò)展性、可調(diào)節(jié)性、穩(wěn)定性。
李國然介紹，撒拉弗這個(gè)產(chǎn)品，具有獨(dú)特的孔道結(jié)構(gòu)，很均勻，能與鋰離子的傳遞方式完美匹配，保證鋰離子的遷移。另外它可拓展，根據(jù)不同的體系，完全可以做到很均勻的定點(diǎn)的沉積。甚至可根據(jù)用戶的需求來實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的定制化，使電池體系能夠達(dá)到性能的最優(yōu)。
“幾乎所有的重要參數(shù)都可以實(shí)現(xiàn)自由的調(diào)節(jié)，比如說孔徑、厚度，尤其是厚度的剖面，傳統(tǒng)的隔膜很少看到這種孔的結(jié)構(gòu)，它中間沒有直通孔，但是每個(gè)又是相連的。” 李國然表示，這種孔的結(jié)構(gòu)最大的好處就是鋰離子的傳輸均勻，“這也是為什么我們敢做鋰金屬電池，因?yàn)殇嚱饘匐姵刂袖嚨木鶆蛐苑浅Ｖ匾駝t有枝晶，就會(huì)帶來不均勻的電化學(xué)的沉積”。
另外，撒拉弗還保持了很好的機(jī)械性能，應(yīng)力、應(yīng)變都保持足夠。在拉伸強(qiáng)度上，可以達(dá)到將近14兆帕的應(yīng)力。延展率方面，無論是縱向還是橫向，基本上膨脹一倍沒有問題。如果說有需要，可以調(diào)節(jié)更高的延伸率，現(xiàn)在做到3倍都沒有問題，整個(gè)膜縱向、橫向膨脹3倍都不會(huì)破。
除了機(jī)械性，行業(yè)也關(guān)注熱穩(wěn)定性，撒拉弗本身的材料是阻燃的，在安全性上也是一個(gè)很強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。在多材料體系的適配方面，像鈷酸鋰/石墨、NCM811/石墨、硅碳和811搭配，以及金屬鋰和富鋰錳的體系，撒拉弗都能夠適配。
“無論是當(dāng)前的經(jīng)典的電池體系，還是下一代的富鋰錳金屬的高能體系，我們完全可以做到更安全、更穩(wěn)定、更高的比能量、更佳的倍率。我們基于撒拉弗這個(gè)新型的隔膜，在現(xiàn)有的鋰離子產(chǎn)線上，完全可以快速地實(shí)現(xiàn)一個(gè)準(zhǔn)固態(tài)電池的生產(chǎn)。”李國然表示。
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