新型复合集流体开发

2021/09/24 1049





项目意义:


商业化的铝箔和铜箔集流体分别作为正极材料和负极材料电子传输的载体,从而实现化学能转化为电能的过程。但是,集流体在电池的充放电过程中并没有提供任何的容量,同时,铝箔和铜箔的密度均较大,这种存在于电池内的“死质量”严重影响了其能量密度。因此,如何用更轻的材料去取代传统的金属集流体是提高电池能量密度发展的一个重要方向。现已有多方报道证实了塑化集流体在电池安全方面的巨大优势。综合来看,金属化塑料集流体不仅提升了电池的能量密度也改善了电池的安全性能。因此,塑化集流体是未来锂离子电池行业发展的一个重要方向。


研发产品介绍


目前已开发完成并进入中试阶段的有铝正极复合集流体,仍处于前期研发状态的有铜负极复合集流体。

(1)正极铝复合集流体

我们提出了聚合物/金属复合集流体的方案来取代当前使用的金属铝箔,从而解决锂离子电池的热失控问题。

具体地,采用卷对卷的制备工艺结合电阻式真空蒸镀技术将铝蒸气沉积到高分子薄膜的表面,通过调控蒸镀过程中的相关参数来制备性能优异的正极铝复合集流体。目前成熟的产品主要有7.5微米和6微米正极铝复合集流体,以及具有不同铝层厚度的相关产品。

(2)负极铜复合集流体

具体地,对预镀了导电层的高分子薄膜进行电镀铜来制备双面镀铜的复合薄膜,通过调节电镀过程中的相关参数来制备性能优异的铜复合集流体。目前成熟的产品主要有6微米铜复合集流体,以及具有不同铜层厚度的相关产品。


三、项目进度

正极铝复合集流体与浙江长宇合作已进入中试放大量产阶段,正极铝复合集流体方面目前镀铝的中试线产能每月10万平米。规化2022年年中将增加1条量产线,月产能40万平米。未来规划继续增加2条线代加工,月产能每条30万平米。合计月超100万平米。

负极铜复合集流体仍处于设计研发和验证阶段。

目前与波音公司、国轩高科、安普瑞斯、蜂巢能源、万向一二三、美国Soteria和中航锂电有多方合作,主要合作模式为买卖合作;而与宁德新能源科技有限公司从创立初始阶段则为研发战略合作。


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