鉅大LARGE | 點擊量：710次 | 2018年11月20日
20家鋰電池材料企業創新技術盤點
在電池材料創新產品/技術競逐環節，來自正極材料、負極材料、電池隔膜、電解液及輔材等各個環節的電池材料企業均展示出看家本領，目標無一例外地均指向金球獎桂冠。
自2013年首屆高工金球獎舉辦，至今已有6年，每屆金球獎都獲得整個鋰電行業的高度關注和業內細分領域企業的積極參與，被譽為“鋰電屆奧斯卡”。目前，由大族激光全程特約贊助的2018高工金球獎正在火熱開展中，現共計超過100家鋰電企業報名參評。
在材料創新產品/技術競逐環節，來自正極材料、負極材料、隔膜、電解液及輔材等各個環節的材料企業均展示出看家本領，目標無一例外地均指向金球獎桂冠。
值得一提的是，在動力鋰電池高能量密度高安全趨勢帶動下，上游材料創新目標也圍繞此而展開。高鎳/高電壓正極材料，硅碳、高克容量石墨類負極材料，采用新型鋰鹽添加劑的高鎳動力電解液，薄型化、涂覆隔膜，協助電池能量密度、安全性提高的輔材，都是參與本次金球獎材料創新獎項的焦點所在。
詳情請看以下20家鋰電企業的材料創新產品：
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
一、正極材料
1、成都巴莫：量產高安全性動力電池用三元材料及長壽命高鎳材料
成都巴莫已經成功量產了高安全性動力電池用三元材料以及長循環壽命高鎳材料并成功實現量產化，進入國內外高端乘用車市場。同時，為了滿足動力電池對高品質三元材料以及高鎳材料的需求，成都巴莫采取全自動化產線設計，引進國外高端制造設備，實現材料的全自動化生產。
成都巴莫介紹，公司自主研發生產的三元/高鎳材料，具有能量密度高、高溫循環出色、DCR小、兼顧低溫倍率及高溫存儲性能、安全性能突出等特性。同時，從設計階段充分考慮產品的電化學性能，材料的合成工藝，在電池端的加工便捷性。
2、杉杉能源：全球第一款4.45V高電壓鈷酸鋰量產
杉杉能源高電壓鈷酸鋰系列正極材料綜合性能優異，在容量、高溫存儲和DCR循環性能等方面有明顯優勢，采用自動化、智能化生產線進行批量穩定生產，降低單位產品能耗、單位產品制造成本，同時產品的一致性和可靠性得到有效保證。
其中，4.45V鈷酸鋰材料是全球第一款量產的4.45V高電壓鈷酸鋰材料，擁有自主知識產權，產品各項技術指標穩定，收率和成品率均符合生產技術要求，成功實現產業化。目前批量使用的前六大客戶有三星SDI、LGC、ATL、比亞迪、力神、珠海光宇。
4.45V鈷酸鋰材料創新性地開發了相關技術，解決了高電壓充電狀態下鈷酸鋰材料變得不穩定，容易釋放氧氣，存在鈷溶出現象，造成電池性能衰減和安全性問題，成功研制出充電截止電壓可達到4.45V、循環性能、高溫性能以及熱穩定性均較好的鋰鈷復合氧化物正極材料。
3、唯特高：低成本磷酸鐵鋰正極材料
公司低成本磷酸鐵鋰正極材料的生產技術，目前已得到四川南光新能源、海盈科技、貴州華迪斯新能源等客戶的測試和使用。
具體亮點如下：?自產低成本的磷酸鐵前驅體，總成本6000-7000元/噸，比市場上8000-10000元/噸低30%，且品質達到市場中等以上;?自產低成本的鋰源，通過鹵水提鋰合成生產所需的鋰源，其成本價為2.5萬元/噸，遠比市場6-8萬元/噸低很多;
?由上原料合成的磷酸鐵鋰成本價遠低于市場價;?本項目磷酸鐵生產技術廢水排放每噸產品廢水排放5-8噸，且廢水PH在6.5-7之間，廢水中溶質可回收作為氮肥，相對環保;
?、鹵水提鋰采用提鋰劑吸附和脫附鋰離子，不產生廢水，且鹵水中其他元素可繼續回收。
4、荊門格林美：高鎳三元前驅體制造方法和裝備技術
荊門格林美角逐“年度技術創新獎”的產品是：高鎳三元前驅體制造方法和裝備技術。根據介紹，這項技術實現了三點創新：
?設計和實現了前驅體連續法和間歇法自動控制程序，實現了高鎳三元材料前驅體反應過程的程序控制，生產效率提升50%，提升了產品的一致性;?綜合壓濾機、離心機等多種清洗方式，噸產品節水50%，降低了生產成本;?設計和實現了全管道化、全自動化物流輸送系統，避免了搬運過程引起的異物引入，提高了產品質量，提升了正極材料安全性。
由于采用以上創新技術，生產的高鎳三元前驅體磁性異物含量控制在20個PPb以內，振實密度達1.6g/cm3。目前，依賴這項技術生產的高鎳三元前驅體已經應用到實際生產中，實現了量產，并且產品獲得國內諸多主流動力電池企業的認證，形成批量供應。
5、美達瑞：高鎳正極無水洗工藝總殘鋰量低于0.15%
高鎳正極材料由于具有高比容量，可有效提高電池能量密度，具有廣泛的應用前景。但高鎳材料目前一個較為突出的問題是總殘鋰量高，在電池生產制備過程中，更容易吸收空氣中的水和二氧化碳發生反應，在材料表面形成碳酸鋰和氫氧化鋰，造成容量衰減，阻礙鋰的擴散，影響電池性能，并對電池生產工藝和加工性能帶來不利影響。
當前國內大多數高鎳材料廠家采用水洗方式來降低殘鋰量，但該方法容易產生一系列的負面影響。比如，由于材料表面結構破壞引起的高溫存儲性能變差，如果處理不當，還會導致容量降低，循環性能下降;除此之外，通過水洗方法降低殘鋰量，將進一步提高生產成本。
美達瑞表示，公司通過無需水洗的工藝方式制備高鎳正極材料，總殘鋰量可控制在0.15%以內。通過無水洗制備工藝有效降低了材料表面殘鋰之外，在降低生產成本的同時，還避免了水洗材料帶來的一系列負面影響。
二、負極材料
6、正拓能源：超高能量密度硅碳負極ZT-SC-600
與市場主流硅碳產品相比，正拓能源超高能量密度硅碳負極ZT-SC-600以納米硅作為硅材料，獨特的工藝使原材料成本更低，在市場上形成高性價比優勢，并且通過設備選型和工藝改進提高了產品通用性。
這款硅碳材料的全電池設計容量(mAh/g)≥600，循環性能500周0.5C≥80%，極片壓實密度(g/cm3)≥1.60。正拓能源預計今年可實現2000噸年產能，目前本產品項目已完成設備安裝，進入小批量試產階段。
7、斯諾：攻關硅碳負極膨脹難題克容量達500mAh/g
目前，硅碳負極材料作為提升動力電池能量密度的新星，被眾人期待，但也因首次庫倫效率低、嵌/脫鋰膨脹等問題而沒有實現商業化。
SiO本身具有高容量(2600mA?h/g)，在首次充放電過程中會不可逆形成Li2O和Li4SiO4，這導致SiO首次庫倫效率低，僅為50%-53%，而且SiO基材料制備成電極后，仍然存在電導率低和嵌/脫鋰過程中體積變化大(完全嵌滿鋰狀態體積膨脹260%)的問題。
斯諾通過自主研發，采用SiO納米化技術、碳包覆技術、歧化技術、石墨復合技術，制備碳包覆SiOx/石墨復合材料，在降低SiO體積效應的同時實現能量密度和循環性能的同步提高。目前，斯諾的SiO產品克容量達到500mAh/g以上，首次庫倫效率達89%以上，能夠實現800周循環保持率達80%以上。
有別于傳統制備技術中SiO和石墨簡單混合或復合工藝，斯諾硅碳產品制備的碳包覆SiOx/石墨復合負極材料，材料生產工藝獨特，在技術上解決了SiO在充電過程中的膨脹效應，安全性能得到較大提升，同時循環性能也得到明顯改善。
8、洛陽月星：石墨材料克容量已達400mAh/g
目前市場化石墨負極材料的克容量接近理論值372mAh/g，難以滿足目前及未來的能量密度需求;硅碳負極材料雖然研究很火熱，但其膨脹大、首效低、循環短、成本高等問題仍限制其應用。
洛陽月星介紹，公司開發的高能量密度石墨負極材料技術，在物料顆粒表面包覆層增加儲鋰納米微孔，改善因微孔增加導致的首效低現象，實現克容量超過372mAh/g理論值，2013年克容量達到380mAh/g以上，2018年克容量已達到400mAh/g。
同時，應用該項技術，在高低溫、倍率、循環等性能也有不同程度提升，單獨使用可與硅碳材料相媲美;另外，高能量密度石墨的納米微孔特點，為極片膨脹提供空間，特別適合搭配硅基材料使用。
三、隔膜
9、滄州明珠：開發系列涂覆改性隔膜
截至2018年，滄州明珠在聚烯烴隔膜方面積累了多年的制造技術和經驗，憑借自身的技術和產品實力，贏得了比亞迪、力神、國軒高科、中航鋰電等國內一眾主流動力電池企業的青睞。今年7月，滄州明珠還通過了寧德時代的產品認證，進入后續導入期。
隨著電池企業客戶需求的升級，針對傳統聚烯烴隔膜存在的不足，滄州明珠開發了系列涂覆改性產品，包括①陶瓷涂覆隔膜、芳綸涂覆隔膜：改善耐高溫性能;②PVDF涂覆隔膜：改善隔膜與極片粘接性能;③陶瓷涂覆粘性隔膜：兼具耐溫性與粘接性等產品，這些涂覆產品均可結合客戶的使用要求進行基材、涂層的選擇，有針對性的進行產品的設計和開發。
10、星源材質：實現PP/PE/PP三層膜生產技術突破
目前公司產品主要包括干法隔膜、濕法隔膜以及涂覆隔膜三大系列，與LG化學、力神、國軒高科、萬向、比亞迪等國內外知名動力電池企業有深入合作。
星源材質負責人透露，公司自主開發干法高韌性隔膜、干法防起皺隔膜、干法低溫閉孔隔膜、干法高強度隔膜、濕法高強度、濕法低強度、濕法低溫閉孔隔膜、涂覆低收縮隔膜、涂覆低水分隔膜、涂覆涂膠隔膜等功能性隔膜，滿足客戶不同的使用需求。
尤其值得一提的是，公司產品一致性優異，憑借自主開發研制的復合-拉伸一體設備，各項性能指標CPK值均超過1.67，能完全符合國內外不同客戶和不同產品類型的需求。此外，公司打破國外壟斷，實現PP/PE/PP三層膜生產技術突破。
11、中科科技：新型干法雙拉超薄產品穿刺強度達330gf
中科科技新型干法雙拉超薄系列產品是在已有GRE-12P產品基礎上，根據市場及各戶需求，對產品進行優化升級，新開發出GRE-12PS系列及GRE-12PH系列兩款超薄系列產品。
其中，S系列主打產品強度優勢，通過對原料及工藝方法等改進，使得12μm隔膜產品強度顯著提高，其中MD方向抗拉強度可達到1600kgf/cm2，穿刺強度可達330gf，進一步提高了產品的安全性能，可實現同等厚度濕法產品的替代。
GRE-12PH系列則主打產品倍率優勢，通過對產品孔型結構及孔型大小分布進行優化改進，使得該產品孔隙比率更高，電池能量密度更大，同時也更能滿足倍率型電池充放電要求。
中科科技表示，公司新型超薄S與H系列產品，在物理性能及強度方面更加優異，尤其MD方向抗拉強度，已達到同類別濕法隔膜標準;抗穿刺強度也遠超其他干法產品，并且可以在更低的成本、保證安全的前提下貢獻更高的能量密度。
相較于濕法基膜，中科科技新型干法雙拉超薄系列產品具備同樣性能的同時，可降低50%成本，為三元動力電池提供新的降成本途徑;相較于普通干法隔膜，強度提升近50%，可代替16、20普通隔膜，為磷酸鐵鋰動力電池的能量密度提升提供了更好的選擇。
12、紐米科技：5μm濕法隔膜實現批量供貨備戰H-HP4um
作為國內首家實現5um超薄隔膜產品進口替代的隔膜企業，紐米科技已經實現穩定生產、穩定供貨，超薄隔膜銷售占比為全年銷量的50%以上，為國內一線數碼電池企業的國產化之路貢獻了力量。
2018年，紐米科技自主開發并量產超薄H-HP4um，為國內最薄鋰離子電池隔膜，同時根據市場需求，開發并量產出HL(低透)產品。
13、金力股份：量產芳綸涂層隔膜
金力股份于2017年12月實現間位芳綸涂層隔膜量產，2018年10月對位芳綸涂層隔膜研發定型，目前已經取得相關專利。該款產品在開發過程中，攻克了芳綸合成、儲運的難題;突破了芳綸成膜、造孔加工的關鍵技術，解決了熱穩定性的瓶頸，最終取得了整體技術突破，并在國內率先實現量產。
相較于傳統聚烯烴隔膜及其衍生的無機、有機涂層隔膜，該款產品具有抗氧化、耐酸堿、阻燃、耐磨擦、抗撕裂等優點;熱機械強度遠高于目前市場上種類隔膜，在對抗電池失效時能起到關鍵的保護作用，極大的提升了電池的安全性;破膜溫度超過260℃，是一種理想的超耐久鋰離子電池隔膜，能大幅提高高能量密度電池的安全性。
同時，該款產品通過自主開發的制作設備及工藝流程，可以將其成本降低到與市場上銷售的油系PVDF隔膜相當，可將售價控制在國外類似產品的一半以下，為關鍵鋰電材料國產化、降成本做出了重大貢獻。
金力股份表示，該產品開發過程中，充分考慮到環保、低成本、設備國產化問題，可以做到設備100%國產化，有機溶劑100%循環利用，零廢水廢氣排放，大大降低了制造成本，并且生產環境友好。目前國內外TOP10鋰電制造企業中50%以上的企業正在小試或中試該產品。
四、電解液
14、新宙邦：采用自主開發新型低阻抗的負極成膜添加劑LDY269的三元動力電池電解液
測試數據對比顯示，LDY269與傳統的負極成膜添加劑VC相比，具有阻抗小，低溫充電好，循環壽命好的優點。當LDY269和LiPO2F2一起組合時，效果更顯著，該組合能有效降低電池內阻，改善電池高溫性能和循環壽命。
當LDY269應用于三元動力電池電解液中時，具備明顯優勢：1、改善三元高電壓電池的倍率性能及高溫循環性能，提高動力電池在高溫環境中的使用特性;2、本產品適用于正極為三元常規電壓或三元高電壓材料，負極為石墨或硅碳材料的動力電池，包括4.2V、4.35V、4.4V等，適用的電池類型為圓柱、方形、軟包等，具有很高的兼容性，具有廣泛推廣價值。
值得一提的是，LDY269為新宙邦自主研發、自主合成，具有完全自主知識產權，其原料價廉易得，成本可控。應用該類添加劑的電解液產品的成本可以控制在不高于現有電解液成本的20%，具有較高的性價比。
事實上，應用LDY269添加劑的系列電解液已經成熟的應用于國內外高端客戶的三元動力電池上，可以滿足電池的功率、低溫、高溫和循環壽命的要求。
15、天賜材料：高鎳電池用電解液產品
公司對高鎳電池性能衰減機理進行了深入研究，從中找到電解液解決高鎳電池性能衰減的方法，研發出一系列新型正極成膜添加劑及新型鋰鹽，開發出一系列適用于高鎳電池的電解液產品，在高鎳電池市場上有著良好的客戶反饋。
高鎳電池用電解液產品可以滿足常溫循環3000周容量保持率≥80%，高溫45℃循環2000周容量保持率≥80%，-20℃放電容量保持率≥80%，性能表現位于行業同類電解液產品的前列，已實現規模量產和出貨。
值得一提的是，公司自主研發添加劑A231在高鎳電池中性能表現優異，可替代DTD，具有常溫存儲、高低溫性能兼顧的性能優勢。我司已打通A231合成路線，自產A231純度>99.5%，優于市場平均水平，性能和價格上均具有顯著的市場競爭力。已申請相關電解液專利2篇，正處于PCT國際階段。
以高比能量高鎳三元動力電池電解液TC-E8630為例，適用于高鎳三元材料(Ni>80%)為正極，石墨為負極的方形鋁殼/軟包動力電池。該產品創新性地開發了正極成膜添加劑，抑制高鎳正極對電解液的氧化和過渡金屬離子的溶出，使高鎳電池有優良的綜合性能，特別是高溫性能。
16、山東海容：電解液高溫45度循環壽命2000次
相比于其它電解液產品，山東海容動力型電解液產品指標均高于行業標準，石墨體系常溫循環壽命可達5000次以上，高溫45度循環可達2000次，安全性能優異，性價比高，已廣泛應用于純電動大巴車、純電動中巴車以及乘用車。
山東海容表示，公司產品定位中高端市場，重點配套動力和儲能電池市場。憑借過硬的產品質量、性能穩定，安全性高等特點，受到動力及儲能電池客戶認可，目前已經與天津力神、珠海銀隆、遨優電池等國內鋰電池知名企業形成長期穩定的合作關系。
17、超威新材料：鋰電池級新型鋰鹽添加劑
公司競逐本屆金球獎“年度備受客戶信賴產品”的是鋰電池級新型鋰鹽添加劑，包括CF1101(LiTFSI、雙三氟磺酰亞胺鋰)，CF1302(LiDFP、二氟磷酸鋰)，CF1109(LiODFB、二氟草酸硼酸鋰)，CF1205(LiTFS、三氟甲磺酸鋰)等。
從技術、品質、產能、價格等多方面來看，超威新材料的競爭實力突出。事實上，超威新材料已經在全球獲得了市場的廣泛認可，國內排名前十的電解液企業中，公司客戶覆蓋率達到了100%;國外排名前六的電解液企業中，公司客戶覆蓋率超過了70%。產品已在寶馬等國際著名車企實現規模應用。
五、輔材
18、諾德股份：實現打孔銅箔量產
目前，隨著動力電池技術水平的提升，集流體箔材越來越輕量化，比如鋰電銅箔的材料厚度已經從9um、8um走到6um。諾德股份的判斷是，鋰電銅箔走到6um在動力電池上的應用已經到極限，再往向下發展在充放電、倍率等動力電芯性能方面沒有更大的改性。未來，要符合電池企業的需求，打孔銅箔將會是市場趨勢。
未來打孔銅箔在動力電池領域的應用機會主要集中在摻硅碳的高倍率高比能量動力電池和全固態鋰電池上。尤其在硅碳系動力電池中，打孔銅箔能夠解決三個技術難點：一是硅碳負極多次循環后的剝離問題;二是硅碳負極預嵌鋰難題;三是離子傳輸通道問題。目前，諾德股份已經實現打孔銅箔量產，并對國內電池企業和汽車廠完成送樣，客戶反饋有興趣。
19、凌志新材：LZ7626動力電池封裝保護用低密度液體硅橡膠
LZ7626是一種用于動力電池封裝保護的低密度液體硅橡膠，其密度低至0.60g/cm3，用于鋰電池封裝保護時不會明顯增加電池箱的重量。與市場主流有機硅灌封膠相比，該產品密度只有常規產品的1/2至1/3，為電池的輕量化提供了很好的支持，是此前灌封膠的升級版本。
這款低密度液體硅橡膠有兩個主要作用：①具有V0級的阻燃性能，在電池組個別電芯發生失控時，可以有效避免高溫和火焰傳播到其它電芯，從而有效阻止事故的擴大，為事故處理和人員逃生提供寶貴時間;②該產品柔軟富有彈性，能為電池模塊提供優異的減震的功效，在激烈撞擊時也能夠吸收大量能量,從而為電池組提供保護。
20、鉑聯科技：動力電池包FPC解決方案
相對于傳統線束，FPC擁有高度集成、自動化組裝、裝配準確性、超薄厚度、超柔軟度、輕量化等諸多優勢。FPC方案可以幫助動力電池Pack實現布局規整、結構緊湊效果。
鉑聯科技此次參選的“動力電池包FPC解決方案”，主要解決電池包雜亂的線束、溫度采集、電路保護等問題。其具備以下優勢特點：1、安全可靠;2、空間利用率高;3、耐高溫;4、耐化學腐蝕;5、電絕緣性;6、安裝方便，自動化生產，降低成本。
