星源材质||领跑全球锂电池隔膜产业
隔膜是保障快充电池安全性能的关键材料之一。电芯快充倍率越高,对隔膜的破膜温度、穿刺强度、浸润性等性能的要求也越高。
快充电池作为新一代锂电池迭代的趋势已经明确,快充技术的突破及产品量产势必带动新型隔膜需求的迅猛增长。
在此背景下,纳米纤维、PI、芳纶等新型涂覆材料的产业化进程也在加快,优异的材料性能特征,可以提高隔膜的耐热性和抗刺穿能力,进而提升快充锂电池的安全性能。
作为全球锂电池隔膜行业的领跑者,星源材质针对新一代高安全性动力锂电池隔膜研发的纳米纤维涂覆隔膜、PI涂覆隔膜以及芳纶涂覆隔膜,均已实现量产。
其中,纳米纤维隔膜备受市场青睐,预计今年出货量将达到数亿平米,随着该产品明年于海外市场放量,该系列产品出货量还将跃上新的台阶;PI隔膜已经实现小批量量产,目前主要满足极端条件下动力电池应用场景需求;芳纶隔膜也已进入头部电池企业的验证周期,且主动要求产品验证的合作客户也在不断增多,预计芳纶隔膜市场渗透率有望进一步提升。
星源材质率先量产新型涂层隔膜产品,背后隐现的是其在原材料配方工艺、微孔制备技术、设备工艺设计能力以及产业链资源整合的核心优势,快充电池的市场放量也将进一步巩固公司在隔膜领域的领先地位。
深圳市星源材质科技股份有限公司(以下简称“星源材质”)凭借一张自主知识产权的隔膜,成长为全球锂电池隔膜行业领跑者,全球已规划建设有9大生产基地、6大研究中心。
星源材质成立于2003年,是国内较早从事锂离子电池隔膜研发和制造的企业,是中国第一家打破国外垄断的锂电池隔膜企业,也是国内首家同时具备干法、湿法、涂覆膜制备技术的企业,产品出口占比连续多年国内隔膜行业第一。公司多个隔膜研究项目被纳入“国家火炬计划”“863 计划”“深圳市重点工程项目”等,还被评为全国制造业单项冠军。
全球布局背后,是强大的技术自信。我国锂电池产量世界第一,但是高品质的隔膜长期依赖进口。为打破国外垄断,星源材质与四川大学强强联合,创建聚烯烃定构加工方法学,创新设计全套隔膜制备技术与装备,成功制备出国产高性能和高安全的隔膜产品,推动我国成为全球最大的隔膜制造国。这项“基于聚烯烃凝聚态结构调控制备高性能锂离子电池隔膜”技术,荣获2023年度国家科学技术进步奖一等奖。
同时,星源材质还实现了高安全性聚酰亚胺(PI)涂覆隔膜的量产,该材料也呈“混凝土”结构纤维状,相比于纳米纤维涂覆隔膜,PI涂覆隔膜为弹性涂层,具有宽温域稳定使用的独特优势,且破膜温度更高湿态热收缩更佳,同时兼具超高的浸润性。面向更高倍率的快充需求,更长循环寿命,以及极限高低温等特殊应用场景,PI涂覆隔膜的性能优势发挥将越明显。
星源材质芳纶涂覆隔膜的行业竞争优势,主要表现在其打破了两大产业化掣肘:
一是打破海外技术专利壁垒,在材料端,泰和新材的芳纶材料,将原来的线性聚合物重构为网络状聚合物,从0到1原创出了新的芳纶体系,目前间位芳纶产能全球第二;在制造端,星源材质在隔膜涂覆技术上拥有深厚底蕴,采用油性涂覆工艺。强强联合之下,从材料合成路线到涂覆工艺,走出与海外芳纶产品完全不同的技术路线。由此也形成了新的产品优势与核心技术壁垒。
二是降低成本,除了实现芳纶材料的国产化供应之外,芳纶涂覆工厂建于泰和新材芳纶材料工厂附近,实现材料就近一体化供应,解决芳纶材料的储运问题,降低生产成本。同时,通过星源材质自主研发的成熟的回收系统,实现高回收率、低能耗、低碳化,可进一步降低生产成本。
随着动力电池快充、安全等性能要素不断提升,叠加芳纶涂覆具备进一步的降本空间,未来芳纶隔膜的市场渗透率有望大幅提升.
当前,半/全固态电池产业化持续升温,半固态电池使用的电解质复合隔膜仍以隔膜为基材,全固态电池将由固态电解质实现对隔膜的替代,但固态电解质仍将以“膜”的形态存在于电芯之中,由此形成与隔膜领域的技术交叠。因此,头部隔膜企业也在加大力度部署固态电池电解质膜。
星源材质多年前就组建了固态电解质隔膜开发项目团队,并且联合知名车企,共同开发高安全性的固态电解质涂覆隔膜产品。
目前,公司开发的氧化物、聚合物固态电解质膜已经具备量产化制备的条件,具有优秀的电化学性能,在客户的半固态电池评测中低温性能、电池循环稳定性、安全性能表现优异,处于行业领先。
星源材质产品现已进入多家客户认证或测试阶段,并小批量供货给多家知名头部客户。
Steven认为,半固态电池有望在2027年取得一定规模化进展,全固态电池批量量产要在2030年之后。其中,聚合物、氧化物固态电解质膜有望率先量产应用。同时,公司也在积极部署硫化物技术路线固态电解质。
图文来源:高工锂电、网络、由高性能膜材料编辑整理