沧州中孚李国然:撒拉弗将掀起准固态锂电池隔膜技术革命
发布时间:2023-05-17 09:35:00
关键词:锂电池

  “撒拉弗,这是我们公司产品的名称,它本质上是一个凝胶聚合物电解质膜,几乎所有的电池里面都会用到这种关键材料。起出这个标题之后,我们觉得不是特别甘心,又加了一个副标题:准固态锂电池隔膜的技术革命。”李国然说。

  在日前举行的第四届新能源汽车及动力电池(CIBF2023深圳)国际交流会上,沧州中孚新能源材料有限公司特聘研发总顾问李国然,做了主题为“凝胶聚合物电解质隔膜在锂电池中的前景及应用”的演讲。

李国然:凝胶聚合物电解质隔膜在锂电池中的前景及应用

图为沧州中孚新能源材料有限公司特聘研发总顾问李国然作主题演讲

  “这是不是吹牛了,敢叫技术革命?”李国然自问自答,“我们是有底气的!”他表示,所有的创新归根结底一定是原理和材料的创新,这个隔膜的产品,无论从原材料的配方、工艺,还是概念设计等,每一步都有非常明显的创新。

  据李国然介绍,沧州中孚研发的“撒拉弗—凝胶聚合物电解质膜”,能兼顾电池各种性能的要求,助力电池体系达到性能的最优。该隔膜产品完全适配现有的所有电池生产工艺体系,不需要换设备就可以把液态电池升级为准固态电池。

  “我们已经在合作伙伴电池公司做完了测试,从单纯追求能量密度来讲,已经成功做到500Wh/kg以上。这个产品能兼顾电池的均衡性和各种性能的要求,能做很宽范围的调整,助力电池体系达到性能的最优。”李国然称。

  据介绍,沧州中孚的撒拉弗项目总投资25亿元,今年9月第一条生产线就可以大规模投产,目前正在紧张的建设中,年产能是5000万平米,预计明年将有30条产线全部建成,年生产能力将可以达到15亿平米。

  撒拉弗的名字取材于希腊神话中最高级天使的名字Seraph。李国然解释,Seraph是一个六翼守护天使,象征的含义是主导安全与智慧,“和我们对电池的性能要求非常契合。既然叫六翼守护天使,我们的隔膜也有它对应的6个可圈可点的方面”,比如说安全性、倍率性、低成本、可扩展性、可调节性、稳定性。

  李国然介绍,撒拉弗这个产品,具有独特的孔道结构,很均匀,能与锂离子的传递方式完美匹配,保证锂离子的迁移。另外它可拓展,根据不同的体系,完全可以做到很均匀的定点的沉积。甚至可根据用户的需求来实现产品的定制化,使电池体系能够达到性能的最优。

  “几乎所有的重要参数都可以实现自由的调节,比如说孔径、厚度,尤其是厚度的剖面,传统的隔膜很少看到这种孔的结构,它中间没有直通孔,但是每个又是相连的。” 李国然表示,这种孔的结构最大的好处就是锂离子的传输均匀,“这也是为什么我们敢做锂金属电池,因为锂金属电池中锂的均匀性非常重要,否则有枝晶,就会带来不均匀的电化学的沉积”。

  另外,撒拉弗还保持了很好的机械性能,应力、应变都保持足够。在拉伸强度上,可以达到将近14兆帕的应力。延展率方面,无论是纵向还是横向,基本上膨胀一倍没有问题。如果说有需要,可以调节更高的延伸率,现在做到3倍都没有问题,整个膜纵向、横向膨胀3倍都不会破。

  除了机械性,行业也关注热稳定性,撒拉弗本身的材料是阻燃的,在安全性上也是一个很强的优点。在多材料体系的适配方面,像钴酸锂/石墨、NCM811/石墨、硅碳和811搭配,以及金属锂和富锂锰的体系,撒拉弗都能够适配。

  “无论是当前的经典的电池体系,还是下一代的富锂锰金属的高能体系,我们完全可以做到更安全、更稳定、更高的比能量、更佳的倍率。我们基于撒拉弗这个新型的隔膜,在现有的锂离子产线上,完全可以快速地实现一个准固态电池的生产。”李国然表示。

稿件来源: 电池中国网
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