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揭秘国际巨头Celgard“压箱底”隔膜技术

中国储能网讯:囿于材料本身特性,湿法隔膜及干法隔膜有着各自的优缺点:

湿法隔膜轻薄、不易撕裂,但PE熔点为135℃,安全性低于干法隔膜,加之原材料及生产流程不同,综合成本高于干法隔膜;干法隔膜产品熔点高,耐热性、耐高压性及抗氧化性更好,但相对于湿法隔膜较厚,且容易纵向撕裂,对电池企业工艺要求较高。

随着三元动力电池尤其是高镍动力电池的快速扩张,兼具高安全性、强功能性、低成本三者优势于一身的隔膜需求迫在眉睫,成为国内隔膜企业共同努力的方向。而国际隔膜巨头Celgard所研发的“三层复合膜”或许能够给国内同行一些启发。

Celgard“三层复合膜”中间层是聚乙烯,熔点在132℃左右,当电池失控而发热时,聚乙烯就会熔化,关闭孔隙切断电路,可对电池形成安全保护;外两层是聚丙烯,具有抗氧化性,熔点在165℃以上,即使电池温度稍微升高一些,膜材的物理形状也不会受到影响,对电池提供了第二层安全保护。

除高安全性以外,Celgard总裁石烈对外公开表示,公司“三层复合膜”产品的干法工艺相对于湿法隔膜而言,更加绿色、环保。

湿法工艺需要化学溶剂、溶液,虽然生产商在努力回收,但最后还是会有一些蒸发到空气里,对人和环境都有危害。

而面对国内部分人士认为湿法隔膜在动力电池领域应用前景更为广阔的看法,石烈并不赞同。在他看来,新能源汽车兴起之初,干法隔膜占据主导地位,因为湿法产品的抗氧性比较差,横向收缩性很大;温度达到130℃就熔化,局限性很大;强度方面,湿法隔膜在使用一段时间后下跌50%以上,而三层复合膜几乎没变化,寿命比湿法聚乙烯隔膜要长。

客观来看,湿法隔膜经过涂覆加工以后,将有效规避其材料固有特性上的“缺陷”,但这会增加成本。

目前国内三元动力电池体系使用“湿法+涂覆”居多,而基于成本考虑,性能逐步提高的干法隔膜既大量用在磷酸铁锂体系上,也开始应用于三元体系,甚至有些三元体系的龙头企业用的也是干法隔膜。

目前全世界范围内高镍动力电池占比并不算高,“湿法+涂覆”能否同时满足安全性高、功能性强、成本低的隔膜使用要求,尚有待进一步的考证。

石烈表示,三层复合膜是唯一在高能量电池里面不用涂层也能使用的隔膜,而直接采用基膜会比聚乙烯陶瓷隔膜更具竞争力。

“不同的客户或不同的电池设计,有时也需要我们再涂一层陶瓷,这样价格就会贵些。”石烈补充说道,Celgard在日、韩及部分中国电池厂家已有较多成功案例,在过去很多年里,市场对CELGARD“三层复合膜”的反馈非常好,尤其是在电动汽车、储能电池方面从来没有出现过安全事故,可靠性非常有保障。我们欢迎更多的电池厂家一起进行更多的尝试与合作。

高工锂电了解到,Celgard是全球干法隔膜工艺“鼻祖”,在隔膜行业有着长达三十、四十年的历史,现为旭化成子公司。中国大部分干法隔膜企业都是沿用了Celgard的干法工艺,但目前中国厂家还无法复制的是Celgard开发导入的“三层复合膜”。

“我们早在几年前开始研究三层膜,但当时并没有相配套的生产装置,同时其中有一种原材料需要从国外进口。”国内一家干法隔膜企业高层表示,国内大多做双层膜,因为‘做不薄’。

不过,随着原料、生产设备及工艺技术的不断提高,国内有些干法隔膜企业正在尝试研发推出三层复合膜,敬请关注高工锂电后续报道。

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