是什么材料讓三元鋰電池表現(xiàn)出較好的循環(huán)穩(wěn)定性的呢、
目前常用的相轉(zhuǎn)換法等凝膠聚合物電解質(zhì)的制備過程中,使用了大量揮發(fā)性有機溶劑,既污染環(huán)境,又增加成本,且制備過程繁瑣。采用原位交聯(lián)聚合制備的方法可以避免或減輕上述問題。
溫兆銀研究員團隊以石榴石型固體電解質(zhì)(Li6.4Ga0.2La3Zr2O12)為引發(fā)劑和離子導電型填料,在聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物(PVDF-HFP)的磷酸三乙酯/氟代碳酸乙烯酯(TEP/FEC)混合溶液中引發(fā)PVDF-HFP的脫氟和交聯(lián)過程,從而實現(xiàn)凝膠聚合物電解質(zhì)的原位制備,并對凝膠轉(zhuǎn)變過程的機理進行了深入研究。
優(yōu)化后的凝膠聚合物電解質(zhì)在20℃時離子電導率達到1.83×10-3Scm-1,室溫下電化學穩(wěn)定窗口4.75V。該凝膠聚合物電解質(zhì)具有優(yōu)異的耐火性能,由其組裝的固態(tài)鋰電池具有較高的安全性?;谠撃z聚合物電解質(zhì)的三元鋰電池表現(xiàn)出較好的循環(huán)穩(wěn)定性。該工作提供了采用防火型凝膠電解質(zhì)可獲得優(yōu)良的離子電導率以及保證凝膠聚合物電解質(zhì)和相應鋰電池高安全性的研究新思路。
相關(guān)工作得到了國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學基金面上項目的資助。
近日,中國科學院上海硅酸鹽研究所溫兆銀研究員團隊通過離子導電型引發(fā)劑實現(xiàn)了凝膠聚合物電解質(zhì)的原位制備,該凝膠聚合物電解質(zhì)具有優(yōu)異的耐火性能,基于該電解質(zhì)組裝的固態(tài)鋰電池在同時承受剪切與火燒條件(火焰溫度528℃)下仍能為發(fā)光二極管陣列供電,使鋰電池的安全性大大提高。
相關(guān)工作申請了中國發(fā)明專利,主要研究結(jié)果以“InSituGeneratedFireproofGelPolymerElectrolytewithLi6.4Ga0.2La3Zr2O12AsInitiatorandIon-ConductiveFiller”為題發(fā)表在國際頂級期刊AdvancedEnergyMaterials(IF=21.875)上,論文第一作者為上海硅酸鹽所在讀博士研究生徐東,導師為溫兆銀研究員。
凝膠聚合物電解質(zhì)(GPE)在一定程度上兼具固態(tài)聚合物電解質(zhì)(SPE)的高安全性與液態(tài)電解質(zhì)高離子電導率的優(yōu)點,被認為是當前最適合實際應用的一種電解質(zhì)體系。目前研究較多的是基于聚偏氟乙烯(PVDF)及其衍生物的凝膠聚合物電解質(zhì)體系。
然而凝膠電解質(zhì)中仍然含有一定量的可燃性液態(tài)電解質(zhì),存在安全隱患。為進一步提高其安全性能以及電化學性能,科研工作者們做了大量的研究工作,主要包括有機-有機共混改性、有機-無機復合改性、物理/化學交聯(lián)改性等。
但大多數(shù)文獻并未對凝膠聚合物電解質(zhì)的安全性能進行詳細報道由于電解液相關(guān)業(yè)務在上市企業(yè)中的營收占比不一,電池網(wǎng)特意匯總了上述企業(yè)2018年在電解液、溶質(zhì)、溶劑、添加劑等業(yè)務的營收情況:
天賜材料(002709)主要從事個人護理品材料、鋰離子電池材料和有機硅橡膠材料的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售。2018年,天賜材料鋰離子電池材料營收12.8億元。公司目前電解液產(chǎn)能合計超過5萬噸,2018年電解液出貨量預計約占國內(nèi)市場的25%,產(chǎn)能、產(chǎn)量均位居全國第一。公司在建10萬噸產(chǎn)能,達產(chǎn)后公司電解液產(chǎn)能合計將達15萬噸。在鋰電領(lǐng)域,除了電解液相關(guān)業(yè)務,天賜材料還在布局碳酸鋰選礦和正極材料相關(guān)業(yè)務。
新宙邦(300037)主營業(yè)務是新型電子化學品及功能材料的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售和服務,主要產(chǎn)品包括電容器化學品、鋰電池化學品、有機氟化學品、半導體化學品四大系列。公司惠州、南通和蘇州生產(chǎn)基地合計鋰離子電池電解液產(chǎn)能4萬多噸。2018年,新宙邦鋰離子電池化學品業(yè)務實現(xiàn)營業(yè)收入10.72億元,同比增長11.79%。
杉杉股份(600884)是國內(nèi)唯一涵蓋正極、負極和電解液三大鋰電池材料的鋰電池材料生產(chǎn)企業(yè)。2018年杉杉股份電解液業(yè)務實現(xiàn)銷售量為13,383噸,同比大幅增加109%;國內(nèi)銷量排名躍居第四,主營業(yè)務收入4.03億元,同比增長37.10%,主要系銷量增長所致;歸屬于上市公司股東的凈利潤-4,523.19萬元,虧損同比增加主要是因為原收購巨化凱藍的六氟磷酸鋰老裝置加速計提折舊2,038萬元,衢州杉杉計提商譽減值1,326萬元。如果扣除上述影響,歸屬于上市公司股東的凈利潤-1,955.01萬元,同比少虧232.99萬元。
江蘇國泰(002091)目前的主要業(yè)務有供應鏈服務和化工新能源業(yè)務?;ば履茉礃I(yè)務方面,公司全資子公司瑞泰新能源為公司化工新材料和新能源業(yè)務的發(fā)展平臺,其控股子公司華榮化工是國家火炬計劃重點高新技術(shù)企業(yè),主要生產(chǎn)鋰離子電池電解液和硅烷偶聯(lián)劑,報告期實現(xiàn)營業(yè)收入11.66億元,同比增長1.97%,其控股子公司超威新材料是高新技術(shù)企業(yè),報告期實現(xiàn)營業(yè)收入1.1億元,同比增長67.29%。
延安必康(002411)主要從事原料藥、中成藥及化學藥品等生產(chǎn)和銷售。延安必康控股子公司九九久科技現(xiàn)生產(chǎn)的新能源產(chǎn)品為六氟磷酸鋰,是鋰電池電解液的核心原材料之一,現(xiàn)有產(chǎn)能為5,000噸/年。公告顯示,延安必康六氟磷酸鋰產(chǎn)品2018年營收2.41億元,同比增長16.53%。
多氟多(002407)是致力于高性能無機氟化物、電子化學品、鋰離子電池材料、新能源汽車的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售的高新技術(shù)企業(yè)。2018年多氟多氟化鹽產(chǎn)品營收30.78億元,鋰電池及核心材料營收2.85億元,新能源汽車營收2.06億元。截至2018年底,多氟多具備年產(chǎn)6000噸六氟磷酸鋰的生產(chǎn)能力,全年產(chǎn)銷5440噸,產(chǎn)品供給比亞迪(002594)、杉杉股份(600884)、新宙邦(300037)、天賜等主流電解液生產(chǎn)廠商,并出口韓國、日本等國家,銷量位居世界前列,市場份額穩(wěn)居行業(yè)第一名。
奧克股份(300082)專注于乙烯、環(huán)氧乙烷衍生精細化工高端新材料的研發(fā)與生產(chǎn)銷售。2018年,奧克股份“年產(chǎn)2萬噸新能源鋰電池電解液溶劑項目”,實現(xiàn)裝置全線貫通運行。
石大勝華(603026)主要業(yè)務包括,一是,新能源材料業(yè)務:以碳酸酯系列產(chǎn)品為核心,副產(chǎn)品為丙二醇;二是,基礎(chǔ)化工業(yè)務:甲基叔丁基醚、液化氣、環(huán)氧丙烷、二氯丙烷等產(chǎn)品。石大勝華同時擁有5種鋰離子電池電解液溶劑產(chǎn)品和六氟磷酸鋰各類電解液添加劑,形成了電解液溶劑加鋰鹽添加劑的配套,實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)橫向拓展。2018年,石大勝華碳酸二甲酯系列產(chǎn)品產(chǎn)量超39萬噸,其中碳酸酯類產(chǎn)品近20萬噸,電池級產(chǎn)品占碳酸酯產(chǎn)品近40%。碳酸酯類產(chǎn)品在全球電解液領(lǐng)域中的市場份額占比達到40%,出口量占國內(nèi)電解液溶劑出口量約80%。
天際股份(002759)主要業(yè)務包括家電業(yè)務和鋰電材料業(yè)務。天際股份全資子公司新泰材料主要從事生產(chǎn)、銷售六氟磷酸鋰、氟硼酸鉀等產(chǎn)品。新泰材料年產(chǎn)6000噸六氟磷酸鋰項目目前處于產(chǎn)能逐步釋放、爬坡的過程。2018年,新泰材料全年實現(xiàn)銷售收入4.3億元。
冠城大通(600067)從事的主要業(yè)務為房地產(chǎn)開發(fā)、漆包線生產(chǎn)銷售及新能源鋰電池生產(chǎn)經(jīng)營等??毓勺庸靖=▌?chuàng)鑫科技開發(fā)有限公司及其全資子公司福建邵武創(chuàng)鑫新材料有限公司主要從事鋰電池電解液添加劑的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售。2018年,公司鋰電池電解液添加劑業(yè)務實現(xiàn)主營業(yè)務收入2602.76萬元。












