特斯拉改写了我们对传统汽车的认知,其核心技术锂离子电池成为市场和技术的焦点。锂离子电池由正极材料、负极材料、隔膜、电解液四个主要部分组成。
其中隔膜是一种具有微孔结构的薄膜,是锂离子电池产业链中最具技术壁垒的关键内层组件,生产工艺复杂、技术壁垒高。
目前中国虽然是全球最大的电池隔膜市场,但高端的核心技术还是受制于人,尤其是一些向欧洲求购的设备及生产线订单周期比较长。为此,尽快突破锂电池高端隔膜技术,对于整个动力电池行业来说都是刻不容缓的问题。针对当前这些卡脖子的技术,精诚专门成立技术攻关小组,成功研发出了高端隔膜模头,这跟团队长期的技术积累和投入是分不开的。本文将重点介绍针对高端隔膜技术的另一项技术突破。
锂电隔膜倍增技术
隔膜技术随锂电池需求变化而发展,主要存在两个方向,一个是改变膜的厚度和电池结构,二是开发倍增技术的多层膜、改良膜、新颖隔膜来提高热稳定性。PP/PE 双层和PP/ PE/PP 三层隔膜等多层膜结合了干法膜熔断温度高和湿法膜闭孔温度低的特点;改良膜在表面接枝亲水性单体或改变电解质中的有机溶剂等,改善PE和PP隔膜对电解质的亲和性,进行PVDF 涂覆表面处理,提高膜强度,降低隔膜的厚度;新颖隔膜包括高孔隙率纳米纤维隔膜,把纳米丝喷涂在静电纺布上。
锂离子电池隔膜决定了其生产工艺技术壁垒高、研发难度大。针对开发PP/PE/PP三层隔膜等多层膜方向上的痛点,精诚自主研发了渐变式微积多层共挤技术,它是由一个具有渐变功能的微积多层分配器和一个多层模内共挤模头组成。通过渐变微积多层分配器的倍增技术和三层膜内的复合技术,可以有效地提高隔膜的机械性能和阻隔性能,明显改善隔膜的耐热性、耐寒性,且隔膜厚度均匀性好,偏差小,通过双向拉伸可实现高自动化和高速生产的成效。该产品社会效益十分显著,有着广阔的市场发展前景,发明专利正在申请中。
27 层渐变式微积多层分配器+1500mm 三层模内共挤复合模头组成的挤出设备,是一种能改善锂电子隔膜性能的设备。中间由25 层具有渐变叠加的超高分子的阻隔材料和两边包覆材料组合。再经过3 个出料口进入1500mm 的三层模内共挤复合模头进行复合共挤。精诚有独立的原料分析实验室,通过对原料的检测分析获取原料的特性参数,再输入2.5D 仿真模拟分析软件在实际加工前对模头流道的压力、温度、流速等模拟仿真。最终达到分层均匀的效果。
该1500mm 三层模内共挤复合模头的定型段尖角通过激光硬化+ 电镀的特殊工艺,可使模唇尖角达R0.01mm,避免了生产过程中出口形成的线条现象,提高了隔膜的品质。无论设计还是精密加工,精诚一直对标的是国际一线的技术,并与客户实时互动,不断持续优化。未来几年市场对锂离子电池的需求会很强劲,精诚的工程师将继续探索,以更好的技术提高隔膜的产能和品质。
精诚是国家级专精特新小巨人企业,数十年如一日,对标欧美优秀企业,自主开发工业软件2.5D 仿真模拟分析,从材料数据库、高端装备精密制造,产业链协同,以提升关键环节配套。尤其针对当前锂离子电池隔膜模头行业高端市场的需求,公司不断加大高精尖设备投入,从研发、精密加工、精密检测等以精密研磨的热忱,将每一项研发细节落到实处,并从产业链的角度,与客户、合作伙伴、供应商,一起积蓄发展的潜能,共同推进产业优势,不断打破国外技术垄断,将主动权掌握在自己手中。
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