不久前,“第十五屆深圳國際電池技術交流會/展覽會(CIBF2023)”在深圳國際會展中心圓滿舉行,作為深受國際關注的電池行業盛會,CIBF2023共吸引國內外觀眾總人數近18萬人次,總參觀人數超36萬,兩項數據均創歷史新高。其中動力電池、鋰電池的相關展位更是受到重點關注,可見中國動力鋰電池的發展潛力巨大。
盛況之下,危機四伏
野村證券在近期發布的研報中預計,未來五年內,全球電動汽車電池需求將以每年18%的速度增長,2028年達到1647GWh,2030年達到2107GWh。
中國在全球鋰電池行業內屬于斷層領先,僅寧德時代和比亞迪兩家就占比超過一半。
然而6月以來,萬億寧德時代不乏煩心事。先是6月5日,受不再向特斯拉北美市場供貨的傳聞影響,市場虛驚一場。7日早間,又收摩根士丹利做空報告。
同時,歐美日韓相繼入場,LG,松下等老牌電池企業將會采取更加激進的擴張政策,對國內電池企業將帶來不小的沖擊。
日前,由美國能源部、國防部、商務部、國務院四部門聯合組建的聯邦先進電池聯盟(FCAB)發布了2021-2030年美國鋰電池國家藍圖,旨在引導對美國鋰電池制造價值鏈的投資,創造就業機會,建立清潔能源經濟以及減緩氣候變化。鋰電池藍圖涵蓋了從原材料生產、冶煉加工、電池制造、包裝制造、下游應用(電動車,儲能,軍工,航空)到資源回收的完整鋰電池供應鏈。
韓國在2021 年確定了“電池技術是將韓國經濟轉變為領先經濟的核心驅動力”,并在2022 年明確了“到2030 年,韓國將占據全球40%的電池市場份額,成為全球第一電池大國”的目標。韓國政府通過“2030二次電池產業(K-電池)發展戰略”、“充電電池產業革新戰略”等戰略措施,加大了對電池產業的投資,構建韓國本土電池生態系統并推動電池供應鏈的本土化,推動本土電池市場內需增長;
此外,韓國電池企業加大與美國汽車公司合作力度,紛紛在美國建廠擴大產能,同時加速材料自產,積極開展低成本等電池技術開發,提高韓國企業在全球市場的占有率。
該機構認為,動力電池產能過剩引發的價格戰幾乎無可避免。
破局
隨著市場的變化,以及在碳達峰、碳中和的目標下,對于動力電池、燃料電池提出了更高的要求。技術帶動產品性能升級,成為鋰電池行業破局的關鍵。
2023年4月2日,中國科學院院士孫世剛在動力電池論壇上發表主旨演講。
“我國的新能源汽車保有量超過1300萬輛,占全世界總量的一半以上,在碳達峰碳中和的目標下,這個發展速度還會更快。”中國科學院院士孫世剛表示,新能源汽車產業需求對動力電池和燃料電池提出了越來越高的要求,“這一領域我們正面臨國際競爭,未來需在能量密度、功率密度、安全性、使用壽命、極端環境適用性和降低成本等方面加力,進一步加強基礎研究,從源頭上實現科技自立自強。”
中國科學院院士 孫世剛
鋰離子電池的制造工藝需使用各類流體,在進入產線前選擇優異的過濾工藝對其進行凈化分離,無疑將對產品品質提升與成本削減做出巨大貢獻。
過濾如何賦能鋰電池行業
長久以來,鋰電池生產工藝中難點主要在正負極漿料過濾,一直存在三大痛點:過濾效率低,過濾殘留浪費多,以及濾芯壽命短,最終導致生產成本高。
漿料過濾示意圖
過濾效率低,過濾殘留浪費多,以及濾芯壽命短,最終導致生產成本高。
鋰離子電池漿料是由活性物質(正負極材料)、黏合劑、導電劑等物質,通過攪拌的方式均勻分散于溶劑中制備而成的。為了實現更加優異的電化學性能,對電極漿料的顆粒要求更高,需要通過過濾裝置將漿料攪拌機內的電極漿料進行過濾,然后輸送至周轉罐中。現有技術中,對電極漿料的過濾裝置結構復雜,成本高,一旦過濾裝置發生故障,將會延誤生產,而且移動不方便。
漿料過濾不同于常規料液過濾,它的本質是一個篩選的過程,不僅要求過濾掉大直徑的固體雜質 ,同時要求保留符合要求的小直徑顆粒。在實際過濾過程中,由于大直徑顆粒堵住濾材膜孔,符合要求的小顆粒也無法通過過濾器,從而造成了漿料的浪費,也導致了濾芯使用壽命偏短。
漿料過濾工藝的核心是梯度過濾,即采用由內到外膜孔梯度減小的結構,使得“孔盡其用”,過濾器納污量得以增加,延長產品使用壽命。
梯度結構示意圖
針對漿料過濾工藝的難點, 大立研發IMRFE一體式過濾器,為漿料在投用前的性能提供保證。
IMRFE一體式過濾器
IMRFE內置7支卷繞內芯,能適應高速涂布產線。同時內置濾芯采用超細纖維,使得濾材在保持精度不變的情況下,擁有更高的納污空間,同時也減少了顆粒聚團的現象。
IMRFE還擁有由外到內漸變的孔徑結構,階梯緩沖結構過濾的方式對漿料顆粒實現深度過濾,減少漿料的浪費,延長濾芯的使用壽命,降低生產成本。
超細纖維提供更大納污量
此外,我們還有可替換的DL829囊式濾芯和SGR無殼卷繞濾芯,和IMRFE一體式過濾器一樣采用超細纖維制成的梯度結構濾膜,通過鋰電池產線實地驗證,有效解決了漿料過濾的痛點。
SGR無殼卷繞濾芯
DL829囊式濾芯
應對鋰電池生產工藝中電解液以過濾工藝,此次大立同時展出了適配化學品高效過濾工藝的BTH/BDH 系列濾芯,適配電子級低析出過濾工藝的SGE 系列濾芯,以及適配高粘度高固含量過濾工藝的SGH 系列濾芯,實現電解液的高效過濾。