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星源材质王艳杰：后补贴时代隔膜的发展趋势
2019-04-23 08:54:05
星源材质 王艳杰博士
王艳杰：大家下午好，我是来自深圳市星源材质科技股份有限公司的王艳杰，今天为了契合大会的主题，我做了一个后补贴时代隔膜的发展趋势演讲。3.26五部委发了一个通知，就是补贴腰斩，腰斩以后该怎么做，也是大家要考虑的一个事情。在座的有很多是有客户关系的，也有很多是不了解星源材质是干什么的。我们是03年成立，16上市的股份公司，这是公司的一些开拓性的工作。这是我们的产能，目前已经在投产，两个工厂，一厂在投产，二厂在建设。2020年我们要做到10亿平的涂覆产能，目前的产能大概有几千万的规模。这是我们的布局，这是我们的客户，在座的几位也是我们的重要客户。这是基础的研发平台，主要是三个，这是我们的专家团队。这是我们的目标，隔膜超市，总体来说，就是跟重点客户进行定制化功能化的开发。我们的产品主要分干湿涂三大类。
进入我们的主题，补贴退了以后我们应该怎么做。从我们来看，主要就是三块，主要的第一个就是安全，这一块契合用户需求，低成本，运营之类的。第三点是轻量化，这一块还是能量密度，用户需求。首先看安全，目前主要有两块，一块是做涂覆，一块是做无纺布的。涂覆目前比较好的就是陶瓷和芳纶涂覆，无纺布就是PET这些。陶瓷涂覆就是就是改善电池的循环稳定性这一块。这是芳纶涂覆，最近几年开始提的一个材料，它主要就是提高隔膜耐热性，通过涂覆的方式进行，整体的开发有一些公司已经做了比较好的样品，成本也是居高不下。这是无纺布的，一个典型的示意图，它就是比较粗的纤维相互堆积，其特点就是耐热性好可以做到200度以上，孔隙率比较高，70%、90%比较常见，隔膜做到这么高还是非常困难的。但是这个也跟前面差不多，一个是工艺成熟度，还有一个是成本的问题。低成本就是总体而言的，也就是三个方面来做。采用干法隔膜，比湿法隔膜成本低一些，特别是上午的一些专家已经分析的数据，铁锂类的干法隔膜也是一个快速增长的趋势。第二点就是不断的改进它的制膜工艺，总成本不断向下。第三个就是生产运营管理，总的来看就是低成本的降低。
最后一个是轻量化，能量密度的公式，能量提高的方式就是活性材料，比如说大家推的三元，负极就是硅碳、氧化亚硅，非活性物质都是属于要降低的部分，这一块很多，隔膜是一个，集流体也是一个，打孔的铜箔，做了碳纤维的组件，总体而言就是不断的降低非活性物质在整个体系中的重点。对于我们隔膜来说，也是要不断降低的一个目标。刚才高总也提到了，他们的铝塑膜也是越做越薄，我们隔膜也是。我们如果考虑安全的因素，我们还是要做涂覆的，在薄的隔膜上进行涂覆。从涂覆来看，做薄有两块，一个是把涂覆的尺寸不断的降低，另外一块就是不断的降低涂覆材料的密度。从减薄来考虑，我们就是不断的提升我们的制膜工艺。做轻量化，有三大类材料，第一块就是氧化铝，也是现在涂覆中要用到的主要的材料，相当于氧化铝的尺寸是接近微米级的，如果我们把尺寸从微米级做到两三百或者三四百纳米，那么它的厚度肯定是更加薄的，但是它问题是表面积会快速的增大，导致水分也会显著的增加，总体来看，通过氧化铝尺寸，去达到轻量化的目标，其实不太可行。第二种方式就是推的比较火的勃母石，在降低尺寸的同时，是不会增长水分的。所以这是一个非常好的选择。第三个就是芳纶，材料密度肯定是比氧化铝轻，第二个涂覆的厚度，是比氧化铝薄的，但是它的问题点也有很多，主要的就是环保、安全和成本，芳纶已经没有很大规模的推广的重要因素。我们采用的是不同以上的任何一种方式，我们是从微米尺度，我们要走到纳米尺度做材料，最基本的一个概念就是三维、二维一维的材料，可能纳米材料不太容易理解。首先三维材料是一个房子，二维材料是一张纸，一维材料就是一根绳。其实就是在纳米级的尺度去讲。从这三个角度来看，一维材料堆积以后，它的特点形成了一个孔隙率比较高的特点，强度也非常高，本身材料非常高，所以组装以后也会形成强度比较高的涂层。第三个，一维纳米材料直径也好，或者是在方向上也好，组装以后，堆个10层也就是几百纳米。我们直接把材料做的很薄的，这是我们组装后的材料。它的厚度只有200纳米，也就是说0.2微米的厚度，这是它的一个表面图，孔隙率还是非常可观的。涂覆了以后，从45度变成14度，说明对电解液的复合是非常好的，大大的提升了这一块，这就是我们的一个物化性能图。
这个材料，我和氧化铝进行比，首先涂完以后东西差不多，我的厚度增加方面，我能有0.5个微米，任何的涂覆都不可能达到这么一个厚度的。第三个我面密度的增长可以到0.6，也就是只有陶瓷的1/10，这个重量的减轻是非常可观的。我大概算了一下，也请各位专家，特别是电池的同行，帮我看一下，如果用了这么一个涂覆，我的能量密度大概增长2%—3%，相对氧化铝而言，热收缩是5%，其实3%可以这么做，这个数据稍微有些保守，这个是接近氧化铝的一个数据。面电阻是相当的，击穿电压我们可以增长到600左右，这一点特别对于电池的安全性非常重要。水分含量，因为我们涂的非常薄，所以我们的水分控制可以做到500以内，氧化铝可能就是500以上，还要很强的工艺控制。总的来说，这种材料复合隔膜的性能式是比氧化铝要优的。这就是我对本次主题做的一些分享，谢谢大家！
