CNE(储能专刊)第七期.pdf

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1、 2013 年 03 月 03 月刊 总第 7 期 【BASF】.2 【DOW】3 【UMICORE.】4 【日本NKK隔膜】5 【日本东丽东燃隔膜】5 【CELGARD】5 【UBE 宇部隔膜】.6 【韩国 CS 隔膜】.6 【BASF】.7 【AET（DOW AND UBE）】.8 【SOLVAY 电解液添加剂】8 【能源科技耐热添加剂】.9 【保土谷 CNT 导电剂】.11 【UBE 多壁碳纳米管】11 【DENKA BLACK】12 【电池展粘结剂汇总】.13 【新日铁住金】15 【福田金属箔粉工业公司（FUKUDA）】16 目 录 【隔膜篇】 【电解液及电解液中添加剂篇】 主 办：S

2、CM 名誉总编：龚战平 主 编：陈湘宁 执行主编：曲军林 杨玉洁 编 委：欧阳旭 邱彬 姜怡竹 薛梅 谭婷 王平 林艳彬 卢梦珠 杨智淅 李平 张情 黄全安 王璐 吴磊 古志福 唐婷 熊斌 投稿联系人：杨玉洁（Coco Yang） 投稿邮箱： 电话：021-64186121-1824 手机：18721968457 QQ 群：212577022 新浪官方微博：“新能源期刊 CNE” 友情合作：电池人才网 http:/ 中国电池网 http:/ 【导电剂篇】 【正负极材料篇】 【BATTERY JAPAN 2013 简介】 【粘结剂篇】 【包装材料篇】 BATTERY JAPAN 2013 简介

3、1 1、概况 BATTERY JAPAN ( 日本国际二次电池展 ) 作为世界上规模最大和技术最先进的电池展，于 2013 年 2 月 27 日 - 3 月 1 日在日本东京举 行， 全球 370多个企业参展， 规模超过以往历届。 汇聚了二次电池、电容器、各种相关高端技术、 材料、部件和为生产 R d、磁性杂质控制，100100100 高比重（g/ cm3） 0.0070.0180.014沉降高密度 法（HCC 法） 真比重（g/ cm3） 2.12.12.1 比表面积 （m3/g） 291714N2 吸着法 D/G 比0.10.10.1分光光度计 酸化温度（）600600600TG-DTA

4、纯度99.599.999.99荧光 X 线 【导电剂篇】 2、DENKA BLACK 用在锂电池中：纯度高（金属离子含量低， 安全性好），导电性好（用量少），电导率高（可 提高活性物质用量），比表面积小（易分散）， 加工前不用烘烤（省时间）. (1. 用于正极： a、在充放电过程中，尺寸随 Li 金属氧化物体积 改变而改变始终保持高导电性，从而延长电池寿 命 ; b、电导率高，提高电池大电流放电性能 . c、用于负极（石墨 +DENKA BLACK+EPDM） : 添加少量 DENKA BLACK 可明显改善电池循环 性能，因而提高循环次数。 目前国内比较常用的链状的导电剂比如：日 本导电剂科

5、琴黑，VGCF，Super P 等都是结构 比较优异的导电剂。 科琴黑的优点在于支链长，而且触点多，在 锂电池大倍率充放电过程中由于体积的膨胀不会 因为接触点断开而导致内阻变化。而且在高速搅 拌分散过程中，链状不会打断，保持完整的链状 结构。从而达到锂电池大倍率充放电。 3、日本昭和电工 VGCF (1、VGCF 作为一种纳米材料，有着良好的导电 性，大的长径比、比表面积和有利于锂离子迁入 迁出的介孔结构， 是理想的锂离子电池的导电剂， 关键技术是在活性材料中的均匀分散。 (2、VGCF 的作用机理可以概括为： a、提高复合电极的导电性 b、提高活性材料之间及其与集电极之间的粘结 牢固性 (

6、物理粘接剂的作用 ), 故可减少粘接剂使 用量 c、作负极导电剂时自身具有一定的嵌锂容量， 可以和负极活性材料形成协同效应，提高复合电 极的比容量。 12 50% 压缩超导电乙炔炭黑 （Denka Black） ， 该产品特征： 高纯度，高结晶，高结构， 易 分散，高导电（导电率高），高 吸液性 . 【粘结剂篇】 粘结剂篇 13 分类产品名称生产厂商优势市场应用 粘结剂（油性） PVDF（正极油性） ARKEMA 良好的粘结性， 性价比高 约占中国正极油性粘结剂 市场的 45% 左右 隔膜涂层用 PVDF 多孔 PVDF 共聚 物涂层； PVDF 共聚物 + 陶瓷粒子涂层； 多孔 PVDF 主

7、要用于小电 池（智能手机等）； PVDF 陶瓷涂层主要用于 大电池（电动汽车等） PVDFSOLVAY 优异的粘结性， 少的填加量能达 较好的化学性能 约占中国正极油性粘结剂 市场的 20% 左右 PITORAY 高弹性模量，良 好的粘结性能 主要是针对硅碳负极 粘结剂（水性） SBR JSR 表面官能团优化， 改善高温循环性 能；控制极片反 弹，提升加工性 能； 日本领先水性粘结剂，市 场占有率 90% 以上 新型 SBR （TRD104A） 极片反弹方面有 较大改善 主要应用于硅氧和硅碳负 极 新型粘结剂（代替 SBR+CMC）（正在 开发） 节约成本适用于正负极体系 负极粘结剂 BM 系

8、 列 ZEON 良好的粘结性能适用于负极水性粘结剂 正极水性粘结剂阻抗较小适用于正极水性 新型粘结剂（HEV 和 EV） 确保锂离子通道 的结构，较强粘合 力 主要用于车载锂离子充电 电池负极用粘结剂 水性 PVDF 粘结剂 （正在开发） ARKEMA 环境友好，节约 成本 粘结剂未来发展趋势 【粘结剂篇】 1、粘结剂（油性） 由于 PVDF 具有良好的电化学稳定性，抗氧 化性能，耐化学品性能以及在电解液中良好的润 湿 / 溶胀性能，而成为目前锂离子二次电池用主 流油性粘结剂。 以 ARKEMA HSV900 与 SOLVAY 5130 为 例对比： （1、两者的合成方式不同：HSV900 是

9、乳液 聚合，5130 是悬浮聚合。乳液聚合较悬浮聚合 成本低。 HSV900 的溶解能力和纯度较5130 高。 （2、 分 子 量：HSV900 分 子 量 100W， 5130 的分子量 110W 左右。 （3、粘结性能：5130 分子量 110W，并且 加入了极性官能团，粘性更优，故 5130 在活 性物质的添加量较 HSV900 少。因此 HSV900 多用于钴酸锂、锰酸锂、三元 ，5130 多用于 LFP。一般来说 5130 用量是 HSV900 的 0.6- 0.7。 （4、加工性能：HSV900 粒径更细，30 微米， 是纯 PVDF，所以加工性能好，循环不会掉粉； 5130 粒径

10、略粗，100 微米，PVDF 和其他基团 共聚，粘度更高，但在装配加工时，掉粉、反弹 等较 HSV900 严重，加工性能略差。 由于油性 PVDf 生产成本较高，对环境影响 较大， 因此， 水性正极粘结剂是未来发展的趋势， 目前 ARKEMA 正在开发水性正极粘结剂。 2、粘结剂（水性） 一般常用的水性粘结剂为 SBR、LA 系列水 性粘结剂，生产商主要是 JSR、ZEON、成都茵 地乐等，JSR 目前正在开发新型粘结剂，可显著 改善内阻及低温性能，同时可以不用添加 CMC 另外，JSR 正在开发的另一种新型粘结剂，主要 是针对硅氧和硅碳负极，用于控制极片反弹。 ZEON 目前正在积极开发应用

11、于 EV 和 HEV 的新型负极粘结剂，目前常规水性粘结剂粘结性 能、控制极片反弹等性能与 JSR 的水性粘结剂 相接近，但价格方面，JSR 相对便宜一些。 日本昭和电工量产水性粘结剂 日本昭和电工开始量产锂离子电池负极水性 粘合剂“Polysol LB 系列”。 与目前主流的 SBR 粘合剂材料相比， Polysol LB 系列在 60高温环境下进行充放电 时保持容量的性能，及在 20低温下的放电 容量，均比丁苯橡胶提高了 10左右。Polysol LB 系列仅以少量就能产生较高的粘合性，与负 极集电板铜的紧贴性提高到了原先的 1.5 倍，降 低了内部电阻。 14 【包装材料篇】 我国锂电铜

12、箔发展的阶段初期为压延铜箔 （双面光），然后为电解铜箔（单面毛），现在 为锂电专用电解箔（双面毛）。 铜箔厂家花费大量的精力，将铜箔表面从光 洁处理为粗糙，就是为了提高箔材与涂布料的粘 结强度，降低极片在充放电过程中涂覆层脱落的 概率。但从效果上来说，电池用压延铜箔是最好 的，它的耐折次数最高，但从成本上来将，电解 箔最有优势。日本锂电多用压延箔，中国企业多 选择电解箔！ 月产铜箔超过1000T的铜箔企业有三井金属 矿业公司、福田金属箔粉工业公司（FUKUDA）、 古河电气 （FURUKAWA） 、 中国台湾铜箔公司等； 1、Nippon Steel & Sumikin Materials (

13、 新日铁住金材料公司 ) (1、 电 池 及 电 容 器 外 装 材 料（ 贴 合 树 脂 膜 的 层 压 不 锈 钢 箔“LAMINELIGHT”）： LAMINELIGHT 目标是取代使用铝壳的方型电 池单元以及使用铝箔的层压型电池单元的外装材 料。与铝合金相比强度和刚性更高，而且使内压 变化导致的电池膨胀降至以往铝箔时的 1/3 以 下。还具有很高的电气化学稳定性。因此这些出 色特性将其用于车载电池。 (2、锂离子电池正负极集电体（正极和负极均使 用 10m 厚的不锈钢箔）： 可用于高容量负极硅合金，有效减弱充放 电时膨胀收缩对集流体产生的应力；因此强度更 高的不锈钢箔是最理想的集电体材

14、料。 另外，不锈钢箔对锂的电位在 0 4.5V 范 围内，电气化学性较为稳定，因此适用于高电压 正极材料， 与铝箔相比拥有耐过放电性强的特点。 难点： a、不锈钢箔存在与铝箔及铜箔相比电阻较大， 因此很难用于要求高倍率充放电特性的锂离子充 电电池。 b、工艺条件：涂覆、加工、焊接、冲模、密封 等工艺条件的调整； 改善方案：不锈钢箔进行镀镍及镀铝处理以降低 电阻。 15 包装材料篇 【包装材料篇】 （3、多孔铝箔 2、福田金属箔粉工业公司（FUKUDA） （1、适用于 Si 系或 Sn 系高容量高安全性材料 优势性能： a、高强度：350 -60min 热处理后，强度能 保持在 500MPa 以

15、上； b、无重金属添加； （2、高耐蚀金属箔 16 机械特性 粗化处理面粗1.5micron 抗张力700MPa 伸缩率4% 硬度 (HV0.01)360 物质 成分 NiFeCuPbMnC 99.9 0.05 0.0015 0.002 0.02 产品 规格 厚度10-60micron 宽度max 1240mm 长度100-500m 免责声明 本刊的信息均来源于公开资料，部分数据来源于合作企业。我们力求月刊内容的客观、公正， 但文中的观点和建议仅供参考，本公司对这些资料的准确性和完整性不作任何保证，也不保证所包 含的信息和建议不会发生任何变更。 本刊可向所有感兴趣的客户传送，但是任何媒体公开刊登本月刊内容必须同时刊登本公司授 权书，且不得对本刊进行有悖原意的引用、删节和修改，并自行承担向其读者、受众解释、解读的 责任，因其读者、受众使用本刊所产生的一切法律后果由该媒体承担。 投稿联系人：杨玉洁（Coco Yang） 投稿 邮箱： 电 话：021-64186121-1824 手 机：18721968457 QQ 群：212577022 新浪官方微博：“新能源期刊 CNE” 网 址： 17