隔膜扩产浪潮下,行业“阵痛”几时休?
在这样的背景下,锂电隔膜企业唯有加速推动产品向更高性能迭代,以获取技术溢价并为转型赢得时间,才能在行业内卷的阴霾中寻找长远发展之路。
基于液态锂电池对更高能量密度、更高充放倍率、更长循环寿命和更高安全性的需求,以及固态电池从混合固液向全固态发展的明确趋势,产业对于锂电隔膜迭代的思考主要集中在以下四个方面:
其一,基膜、功能涂层朝薄型化发展。
薄型化已成为锂电隔膜发展的主要方向之一。湿法基膜向5微米及以下、干法基膜向10微米及以下发展,并追求量产效率的提高,已成为业内共识。
在实现轻薄化的同时,还需满足高安全性、超快充和长寿命的需求,这就要求相应提升隔膜的耐热性能、提高离子电导率并降低阻抗(通过高孔隙、大孔径、低曲折度实现),以及提升吸液保液性等性能。
其二,粘结涂层需求增强,PVDF工艺和替代方案同步开发。
随着电芯大容量的发展,对长循环和能量密度提升的需求进一步增强,这使得隔膜粘结涂层的重要性日益凸显。
目前,PVDF在隔膜中主要扮演粘结涂层的角色。为了实现更好的阻抗性能,PVDF涂层正从油性涂布向水系喷涂的方向发展。然而,水系喷涂仍面临一致性差的问题,业内正考虑通过点涂工艺来改善这一问题。
值得注意的是,随着国内外对含氟物质管控的不断加强,未来可能会出现含氟烷基物质被限制使用的情况。在这样的背景下,业界正在考虑多种替代方案:包括水性PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)混涂技术、兼具耐热性和粘结优点的陶瓷混胶方案、非氟大颗粒混合涂覆产品等。
其三,芳纶、纳米涂覆等新型涂覆材料层出不穷,规模化制备挑战有待解决。
虽然陶瓷涂覆材料因其性价比最高而应用最为广泛,但它也存在克重大、水分高的局限性,不利于电芯能量密度的提高。在此背景下,多种新型涂覆材料正成为行业的热门选择,包括聚酰亚胺、聚四氟乙烯、芳纶、聚酯、纳米纤维等。
尽管这些新型涂覆材料展现出了诸多优势,但它们在规模化制备方面仍面临挑战,这也是未来行业发展需要重点解决的问题。
其四,固态电解质膜成为固态电池与隔膜发展的交集。
虽然全固态电池将由固态电解质实现对隔膜的取代,但固态电解质仍将以薄膜形态存在于电芯之中,其性能发挥也同样受到材料结构和制备工艺两大因素的影响。
虽然固态电解质的发展还处于材料没定型、膜没定型、怎么用也没定型的阶段,但这也意味着各种新技术应用的可能性非常之多,也带来了不同性能隔膜的市场空间。
此外,致力于干湿法隔膜的差异化开发并优化其制备工艺,实际上也是为固态电池所需技术进行储备的过程。这与固态电芯更倾向于叠片工艺,以及刀片电池企业对叠片线与设备的布局具有相同的长远意义。
氧化物固态电解质膜的湿法制备与锂电涂覆工艺类似,其后续降本也可共享思路,主要解决去溶剂过程的成本挑战,以及提高成膜均一性等方面。制备技术的相通性,也带来了固态电解质膜与涂覆膜同台竞技的可能性。
值得关注的是,今年以来,固态电池领域传出了许多消息。有观点认为,由于固态电池不使用隔膜,其发展将对隔膜行业产生负面影响。然而,在固态电池彻底解决技术阻碍并大量装车之前,许多厂商将半固态电池视为可行方案,这种电池技术对隔膜提出了更高的要求,这为具备更高工艺水平和技术能力的隔膜企业创造了更多商机。
文章来源:鑫椤锂电、 电池关键材料、高性能膜材料编辑整理