锂电池辅材锂电池材料系列报告(一)锂电池辅材,锂电制造的关键环节,国内产业大有可为|上海羊羽卓进出口贸易有限公司

锂电池材料系列报告(一)锂电池辅材,锂电制造的关键环节,国内产业大有可为

核心观点:

在锂电池材料中,四大主要材料(正极、负极、隔膜、电解液)的关注度较高,国内从事的企业也较多。而部分锂电池辅材在产业体系中亦占据非常关键的位置,本篇报告侧重介绍四种锂电池辅材的技术进展和市场格局。

锂电池的外衣——铝塑膜。

铝塑膜地位日益重要,技术壁垒极高。截止至2013年,铝塑膜软包电池已占据全球主流电动汽车电池市场的26%,且占比逐步提高。在铝塑膜软包电池中,铝塑膜的成本更是占到15%~20%,仅次于正极材料和隔膜。铝塑膜制造过程难度极高,难在材料与工艺。从制造工艺来看,相比热法,以昭和电工为代表的干法更为优异,产品占据更大的市场。制造铝塑膜的关键材料需要进口,还需非标化的设备,提高了其制造难度。最难的主要体现在工艺上,尤其是反应条件和精度控制。

铝塑膜市场受日韩垄断,国内尚处起步阶段。目前全球铝塑膜市场基本被日、韩企业垄断。从2013年起,国内企业便开始了铝塑复合膜的国产化之路。

锂电池电极活性材料的连接媒介——粘结剂。

锂电池粘结剂要求特殊,品种众多,PVDF 是主流。粘结剂是电极制造必不可少的材料,需满足诸多特殊要求,PVDF 是目前锂离子电池工业中最常用的电极粘结剂,为了克服油性粘结剂对环境污染和使用成本高的问题,水溶性粘结剂逐渐发展起来。国内厂商产品竞争力弱,粘结剂市场被国外企业把持。

锂电池电极内部的导电桥梁——导电剂。

导电剂用量少影响大,新型导电剂锋芒初显。导电剂对锂离子电池电化学性能有很大影响,炭黑和石墨属于传统的导电剂,新型导电剂包括气相生长碳纤维(VGCF),碳纳米管(CNTs),石墨烯(Graphene)等。从性能上看,碳纳米管和石墨烯相比于传统导电剂都具有明显优越性,而它们两者中,石墨烯电极拥有更小的极片电阻,并且可以做到更大的压实密度,性能更为优越。

锂电池电解液中的味精——新型锂盐。

六氟磷酸锂缺陷显著,新型锂盐亟待推出。尽管LiPF6已有不错的综合性能,但由于其自身的缺点,仍不足以满足大功率储能材料的要求,需要不断研发具有与LiPF6相当电化学性能,同时又可以避免其缺点的优良新型电解质锂盐。将不同性质、不同结构的锂盐进行复合,使复合盐电解质体现出一些单纯电解质所不具备的优异性能,成为人们研究的重点。例如离产业化最近的LiFSI 在实际应用上,更多的是和LiPF6混合使用,目前已有日韩电池企业在高端场合应用此类电池。

风险提示。

1、动力锂电池需求增长放缓;2、产业政策不及预期;3、关键技术突破缓慢。

「深度分析」锂电池辅材之粘结剂

锂电池极片主要由活性物质、导电剂、粘结剂组成。通常粘结剂为非活性材料，且在电极中所占比例较少，然而粘结剂却是锂电池制备中不可或缺的重要组成物质，在维持电极结构完整，改善电极电化学性能方面具有重要作用。根据粘结剂溶解的溶剂不同，通常将粘结剂分为水性粘结剂和油性粘结剂，油性粘结剂以聚偏二氟乙烯（PVDF）为主，采用NMP作为溶剂；水性粘结剂以CMC/SBR粘结剂为代表，采用去离子水水作为溶剂。

当前随着新能源汽车产业的快速发展和不断壮大，高功率、高容量、高安全的电池系统开发迫在眉睫。为了不断提高电池比容量和安全性能，新型活性材料和电解液等获得大量的关注和应用。然而作为电池系统的重要组成部分，微量的粘结剂却少有人关注。

本文翻译总结了Chen Hao等的综述文章《Exploring chemical, mechanical, and electrical functionalities of binders for advanced energy-storage devices》，具体内容如下：