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電池綜合性能提升背后的粘結(jié)劑因子

時間:2020-04-23 08:25來源:中國電池聯(lián)盟 作者:龍闕
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       2020年，鋰電行業(yè)發(fā)展趨勢很大程度上將會轉(zhuǎn)換“跑道”。基于此，鋰電池全產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)將面臨較大抉擇，而如何研判產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢，將直接影響產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)的戰(zhàn)略決策。
 
       公開數(shù)據(jù)顯示，今年一季度我國動力電池市場規(guī)模同比降幅要大于出貨量同比降幅，究其原因，主要是因為動力電池成本與價格的下降。
 
       從市場走勢來看，鋰電池正極材料整體價格將繼續(xù)下降，負極整體價格也將繼續(xù)呈下行趨勢，主要以人造石墨為主。
 
       從2020年一季度數(shù)據(jù)來看，我國動力電池價格同比、環(huán)比皆有所下降，分析來看，主要是因為動力電池需求量不足，企業(yè)之間競爭較為激烈，明顯是在打“價格戰(zhàn)”。
 
       受疫情影響，鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈各個環(huán)節(jié)存在降本需求，在所難免，但不應(yīng)只是片面的壓低價格，而應(yīng)該在如何提升效率和良品率，去除不良損失等方面入手，進而降低產(chǎn)品的綜合成本，實現(xiàn)有效降本。
 
       目前，從全球鋰電池產(chǎn)業(yè)競爭格局來看，國內(nèi)企業(yè)明顯加快了海外市場的布局。由此來看，龍頭企業(yè)將進入新的擴產(chǎn)周期。毫無疑問，擁有核心技術(shù)、率先進入供應(yīng)鏈的國產(chǎn)鋰電企業(yè)將獲得更大受益空間，尤其是在保障安全方面的產(chǎn)品創(chuàng)新與技術(shù)突破。
 
       鋰離子電池產(chǎn)品安全性能的高低，直接影響著新能源汽車的安全。此外，鋰電池生產(chǎn)工藝流程相對較為復(fù)雜，以動力電池生產(chǎn)為例，其生產(chǎn)線是一條流水線，包括勻漿、涂布、輥壓、分切、疊片、裝配、封裝、注液、化成、老化、分容、質(zhì)檢等一系列流程。
 
       而且，流水線生產(chǎn)要確保每個環(huán)節(jié)的操作時間相同，且不能出現(xiàn)任何質(zhì)量上的瑕疵，任何一個工藝出現(xiàn)問題都將會促使整條線的停機。在此情況下，鋰電池用粘結(jié)劑就顯得非常重要了。
 
       粘結(jié)劑是鋰離子電池材料中技術(shù)含量較高的附加材料，是將電極片中活性物質(zhì)和導(dǎo)電劑粘附在電極集流體上的高分子化合物，雖然在電極片中用量較少，但其性能的優(yōu)劣直接影響電池的容量、壽命及安全性。
 
       隨著鋰離子電池產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，對粘結(jié)劑的性能要求也在不斷提高，新型結(jié)構(gòu)的鋰離子電池需要粘結(jié)劑具有優(yōu)異的力學(xué)性能。所以，鋰離子電池用新型高性能粘結(jié)劑已成為鋰離子電池關(guān)鍵材料研發(fā)的重要發(fā)展方向之一。
 
       目前，得到廣泛應(yīng)用的鋰離子電池粘結(jié)劑主要包括聚偏氟乙烯（PVDF）、丁苯橡膠（SBR）乳液和羧甲基纖維素（CMC）等。
 
       以CMC為例，CMC是研究較多的纖維素類粘結(jié)劑，是纖維素的羧甲基化衍生物，是一種離子型鏈狀高分子水性粘結(jié)劑，吸水溶脹后形成透明的黏稠膠液，具有不易發(fā)酵、穩(wěn)定性好、價格低廉、安全環(huán)保等優(yōu)點。
CMC制作過程
 
       與甲基纖維素（MC）和乙基纖維素（EC）等纖維素相比，CMC作為鋰電池用粘結(jié)劑時，對石墨負極會展現(xiàn)出優(yōu)異的電化學(xué)性能。
 
       首先，CMC具有良好的漿料流變性，可保證穩(wěn)定加工；提高石墨與銅箔的附著力，從而延長單元電池的使用壽命。
 
       此外，CMC具有極高的漿料穩(wěn)定性，可保證穩(wěn)定加工；提高石墨與負極的粘合力，從而延長單元電池的使用壽命；低用量高效，可極大地降低單元電池的非活性成分含量。
 
       除此之外，CMC還是高容量硅負極材料的優(yōu)良粘結(jié)劑，CMC中的羧基官能團與硅表面的氧化硅（SiOx）和硅醇（-Si-OH）基團產(chǎn)生氫鍵或共價鍵作用力，能增強硅顆粒以及硅顆粒與集流體之間的粘結(jié)。
 
       為了更好的提升鋰離子電池操作人員在混料、涂布、極片制作的技術(shù)水平，加強他們在生產(chǎn)過程中突發(fā)工藝問題的解決能力，電池聯(lián)盟、中國綠色供應(yīng)鏈聯(lián)盟電池專委會、中國電子節(jié)能技術(shù)協(xié)會電池專業(yè)委員會聯(lián)合電池聯(lián)盟將于5月13-15日，召開“鋰離子電池前工序技術(shù)暨CMC工藝培訓(xùn)”。
 
       培訓(xùn)內(nèi)容包括CMC的作用與使用、CMC的制造方法、CMC級別的重要性、CMC的品質(zhì)與漿料特性的關(guān)系、CMC的品質(zhì)與電池品質(zhì)的關(guān)系、如何挑選電池用的CMC等。
 
       培訓(xùn)結(jié)業(yè)考核合格者頒發(fā)工業(yè)和信息化人才培養(yǎng)工程培訓(xùn)基地、中國電子節(jié)能技術(shù)協(xié)會“鋰電池生產(chǎn)崗位操作專項技術(shù)”證書。此外，通過培訓(xùn)考核的學(xué)員信息錄入到協(xié)會官方數(shù)據(jù)庫中，終生可享受免費推薦工作單位。
 
(責(zé)任編輯：子蕊)
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