因此塗覆隔膜應運而生,塗覆隔膜是指在基膜上塗布PVDF等膠黏劑或陶瓷氧化鋁。塗覆隔膜的作用是:1、提高隔膜耐熱收縮性,防止隔膜收縮造成大面積短路;2、塗覆材料熱傳導率低,防止電池中的某些熱失控點擴大形成整體熱失控。
隨著高電壓鋰電芯的發展及對鋰電池安全性的日益重視,高端數碼產品將廣泛使用採用一面塗陶瓷一面塗膠的溼法塗層隔膜,高端動力電池則採用溼法陶瓷隔膜。
8、陶瓷氧化鋁
在塗覆隔膜中,陶瓷塗覆隔膜主要針對動力電池體系,因此其市場成長空間較塗膠隔膜更大,其核心材料陶瓷氧化鋁的市場需求將隨著三元動力電池的興起而大幅提升。
近兩年陶瓷塗層隔膜的專利增長較快,截至日前關於陶瓷塗覆隔膜的發明專利24篇,其中19篇系2013-2014年申請。
用於塗覆隔膜的陶瓷氧化鋁的純度、粒徑、形貌都有很高要求,日本、韓國的產品較成熟,但價格比國產的貴一倍以上。因此國內目前多家企業在研發陶瓷氧化鋁,希望減少進口依賴。
9、高電壓電解液添加劑
提高電池能量密度乃鋰電池的趨勢之一,目前提高能量密度方法主要有兩種:一種是提高傳統正極材料的充電截止電壓,如將鈷酸鋰的充電電壓提升至4.35V、4.4V。但靠提升充電截止電壓的方法是有限的,進一步提升電壓會導致鈷酸鋰結構坍塌,性質不穩定;另一種方法則是開發充放電平臺更高的新型正極材料,如富鋰錳基、鎳鈷酸鋰等。
正極材料的電壓提升後,需要與之配套的高電壓電解液。添加劑對電解液的高電壓性能起到關鍵性作用,其成為近年來的研發重點。截至日前,國內共56篇高電壓電解液添加劑相關發明專利,2012-2014年共50篇,佔比94%。
10、水性粘結劑
目前正極材料主要使用PVDF做粘結劑,用有機溶劑進行溶解。負極的粘結劑體系中有SBR、CMC、含氟烯烴聚合物等,也會用到有機溶劑。在電極片製作過程中,需要將有機溶劑烘乾揮發,這既汙染環境,又危害員工健康。乾燥蒸發的溶劑需用特殊的冷凍設備收集並加以處理,且含氟聚合物及其溶劑價格昂貴,增加了鋰電池的生產成本。另外,SBR/CMC粘結劑在加工過程中易粘輥,且難以用於正極片製備,使用範圍受到限制。
出於環保、降低成本、增加極片性能等需求考量,水性粘結劑有望得到廣泛應用。截至目前「鋰電池水性粘結劑」相關發明專利62篇,其中2011-2014年共49篇,佔比79%。
目前雖然水性粘結劑的粘結性等性能與PVDF、SBR相比仍存在差距,且成本較傳統粘結劑偏高,但隨著技術的不斷提升,水性粘結劑的市場需求會越來越大,並逐步進行對SBR、PVDF的替代。