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立足“四新”战略,触电锂电产业

2016-09-02

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    去年,杭州街头的公交车有不少悄然换了“新装”。蓝、绿、白三种色调的车身上,彩绘着翩翩飞舞的蝴蝶,成为杭城一道美丽的风景线。但你留意到了吗?这些新家伙可都是不烧油的哦!清洁、零污染的纯电动公交车已成为杭州新一代公交低碳、环保的代表。2015年,杭州纯电动公交车减少二氧化碳排放量1.7万吨以上。

    纯电动公交车的“源动力”就是锂电池。它们完全靠锂电池的电量行驶,清洁环保,零排放零污染。正是因为电池技术的逐步成熟,行驶里程的提升、安全性的提高等方面的不断改善,才让未来纯电动公交的普及成为可能。那么,如何解决更长的行驶里程、更好的安全性、更短的充电时间、更久的使用寿命等问题呢?这些都是锂电行业所追求的目标。

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    此外,随着智能手机等数码产品的快速发展,其对使用的电池要求越来越高,人们更期望于电池能够有更小的体积、更长的待机时间和更长的使用寿命。而要想在以上这些方面取得突破,电池材料的革新甚至整个电池体系的革新不可避免。


触电锂电池电解液添加剂的研发

    正是看准了锂离子电池技术的发展潜力,我们尝试凭借自身的研发优势,在锂离子电池技术的革新方面寻求突破。2012年,公司成立应用开发实验室主要开展电池先进材料的研发。

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    四年间,实验室先后受到了中化蓝天和浙江省科技厅的研发支持,获得浙江省科技厅实验室建设项目、锂电添加剂开发项目,以及中化集团与英国利兹大学的中英电池合作开发项目等的经费支持。目前,实验室已建成了完善的纽扣、圆柱、软包等多个电池类型的实验生产线,实现了电池材料合成、材料分析表征、材料性能应用评测等较为完整的开发体系,组建了较为完善的研发团队,并取得了一定的研发成果。


成果锂电池电解液添加剂的研发进展

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    我司涉及的含氟类化合物,由于其电化学和化学稳定性好,介电常数高,能充分溶解有机物,并且应用温度范围宽,还具有高闪点和高安全性。这些化合物作为电池功能材料,可以使电池具有更优异的耐电压性能、充放电循环性能和阻燃等性能。例如现有的成熟的电池电解液,在4.5V以上就会产生分解,不适合新的高能量密度的高电压电池体系。而含氟溶剂具备了良好的电化学稳定性和功能性,在替代现有电池材料方面具有明显的优势。因此,实验室正在通过引入氟化物,不断改进电池体系,生产出性能更优秀、更环保的电池,迎合锂电池行业不断提升的技术要求,满足人们对电池寿命和待机时间的要求。

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    目前,含氟化合物在锂电池内部中主要作为正极材料、正负极粘结剂、电解质盐和电解液添加剂而被应用。应用开发实验室结合我司产品特点和优势,在现有氟化产品基础上,主要开发有三类满足锂电池发展方向的含氟化合物。

    第一类是含氟电解质盐。目前锂电池的主流电解质盐是六氟磷酸锂,正在开发的新型含氟锂盐是氟磺酰亚胺盐,该产品具有较六氟磷酸锂更高的电导率和稳定性,作为电解质盐应用后,可以明显改善电池的循环寿命,和耐高低温的能力,此产品将会改善新能源汽车电池的整体性能,为新能源汽车普及提供支持。

    第二类是为含氟锂电池电解液溶剂及添加剂。由于氟的特性,它在电解液中的添加可以提高电解液的耐电压性、电池安全性,可以更好的形成电极保护层延长电池使用寿命,提高能源利用率,这一类化合物的开发与我司传统特殊化学品的开发非常契合,也有很好的基础,我们正在根据我司已有产品,设计开发相应的含氟醚和酯类产品,其中我司开发的含氟醚类产品在更高的电池电压体系中能够具备优良的稳定性和性能,保证电池的循环寿命和安全性,已经开始被锂电行业小规模应用。

    第三类是含氟树脂锂电粘结剂材料。我司的聚偏氟乙烯产品,经过工艺改性后,可以被作为锂电池正负极材料的粘结剂,将正负极活性材料牢固地粘附到导电基材上,此类粘结剂材料相比于传统粘结剂具有耐分解电压高、粘结强度高等优势,在锂电池中也得到广泛应用。我司正在与多个部门合作,共同积极开发推广此品级的粘结剂树脂,已取得吨级的市场应用成果。


展望谋求含氟锂电产品发展

    2014年,公司提出了“新材料、新技术、新应用、新发展”的科技发展战略方向,以新材料为科技创新重点,不断培育新技术,开展围绕市场和产业的新应用研究,拓展新的科技服务业务。

随着锂电产业的快速发展,我们将紧跟产业发展趋势,凭借我司的含氟锂电产品特色迎头赶上,努力实现我们开发的含氟产品在锂电产业中的规模化生产、销售及应用,展现含氟产品在锂电行业中的独特性能优势,为电池技术的发展提供支持。

    我们相信,结合浙化院在氟化工产品的开发基础和目前锂电池的发展方向,必将在电池科技发展领域建立起中化蓝天的影响力。同时,通过我们的努力,将会使无污染、零排放的新能源汽车更加普及,为城市雾霾控制、绿色环保贡献一份力量。