荣强：多层孔模式保证隔膜良好的透气性

凤凰汽车讯 2012全球新能源汽车大会1月10日在海南博鳌开幕，河北金力新能源材料科技有限公司总工荣强就题为《新二代高能量密度隔膜开发，第二代纳米磷酸铁锂开发》发表了主题演讲。

以下为其演讲全文实录：

今天我给大家汇报的这个题目是高能量密度的隔膜开发和第二代磷酸铁锂的开发，汇报的内容主要五个部分，第一部分是我们隔膜的开发是朝高分子两湿法隔膜和高安全耐热隔膜的开发，第二个是隔膜应用的测试，第三部分是纳米磷酸铁锂开发，最后铁锂的测试最后简单介绍一下我们公司的情况，我们看一下隔膜的开发。

我们看一下动力电池对于隔膜有哪些要求，主要归纳三个方面一个安全性方面，一个密度的方面，还有一个功率密度的方面，我们安全性需要有良好的闭孔特性和较高的机械强度，我们希望这个隔膜可以超薄化生产，我们功率密度较高透气性和良好的分布。根据这个我们进行了不同方法隔膜的一个比较，就是说这个湿法超高分子量比较还有干法的PP、PE比较，我们看到这个闭孔特性机械强度等等，所以我们选择了超高分子量湿法隔膜，我们朝高分子量和我们这个充分混合融合然后进行铸片，我们膜片在同时进行拉伸，然后经过成孔挤萃取，最后得到这个隔膜，就下角是我们隔膜的扫描照片大家可以看到。

这个是我们的现场一个介绍，左边这个是我们的特制的一个挤出系统，在这个里面可以保证我们的原料在熔融状态下进行分子级结合，右边根据原料的特性进行制片挤，下面就是我们双向全部拉伸的，左边是同步拉伸入口和出口，我们看到入口的膜片只有400多宽，出来之后将近三米，整个过程我们双向同步拉伸保证两个方面同时具有较高的机械强度。这个就是我们关于能量密度提升的分析，我们以20微米隔膜基础为计算，我们把隔膜减到12微米我们质量一样我们可以微薄6的话我们能量可以提升9%左右，我们这个6微米的穿式墙的测试过程，大家看到测试结束之后只有一个小孔，还有一个拉伸的测试，我们横向纵向拉伸强度可以达到两千多克每平方厘米。下面是我们的透气的比较，左边这个现在市面上最好的干法隔膜的透气，右边我们自身隔膜的透气，可以看到相同的厚度情况下我们透气基本上都是他们的两倍的透气速度。

这个就是为什么我们这个隔膜良好的透气性，左边这个是12微米的照片，这个可以看到我们的孔隙分布的非常均匀，我们多层孔这个可以保证这个电池安全性一定提高，右边16微米效果一样，这个包括是闭孔特性的测试，左边这个图进行三个样品分批测试，我们三个样品我们在135度发生了闭孔，右边我们模拟方法测的，我们这个闭孔大概也是在137左右。

这个是关于闭孔的分析，左边正常状态下的隔膜，右边是高温闭孔的隔膜，我们可以看到微观情况下所有的网络隔阂了，这个温度升高这个孔隙融合可以阻断锂离子的通过，这个是我们生产一个统计，这个6微米的产品我们做四个批次的统计，我们所有厚度测试基本上都是规格范围，我们实际规格应该是在6加+1的范围。这个是我们为了下一代动力电池开发安全耐热隔膜我们开发思路就是无机陶瓷涂层在PE两侧提高这个耐热型。我们精密控制涂布开发解决一个超薄涂布工艺开发，另外一个涂布厚度偏差控制，另外低温烘干工艺，这个低温的时候才能保证不破坏，另外低张力的运行，我们涂布产品厚度的分析可以看到全部在添加范围之内的。

我们在十八所的一个检测报告，这个可以看到十八所测试我们180个小时热收缩只有1.5同时我们透气度达到300多度，我们这个耐热特性的分析三种隔膜一个机用一个涂层末还有一个对比隔膜，我们90度我们看到透气率烘干的时候没有变化，我们对比隔膜增加非常大，我们做电池烘干电池或者电池注液之前的烘干可能对于隔膜产生影响如果热收缩比较好可以看到，可以看到我们涂层膜130度发生然后我们的热度只有1%左右，这个就是为什么我们热收缩会有一个比较明显的提升。这个是我们做180度热收缩的分析，这个是对比照片，上面是烘烤前下面烘烤后，我们基膜和涂层膜，我们看到涂层膜还是很完好的，我们的数据180度热收缩大概1.0和1.7%，这个是微观的分析，座厕我们基膜和对比膜我们发现这个膜烘烤之后完全熔化了，涂层膜表面装置没有太大的变化。

我们做的一个断面的分析，左侧没有烘烤之前的隔膜，上面是陶瓷的下面是我们隔膜，大家看到烘烤之后荣辱陶瓷隔膜里面，这个物理结构还是保持完好，我们高温还能阻断正负极从而避免再次发生危险事故。下面看到简单的测试，我们测试做四项安全测试，主要对比膜、基膜涂层膜，我们对比膜1.5伏，我们涂层膜可以5.5伏，希望有机会在各位厂家再进行更高难度的测试。

下面这是一些数据，由于时间的关系给大家展示一下，下面看一下我们的磷酸铁锂，我们磷酸铁锂整个的一个过程就是说也是分为这样几步，我们一个比较突出的优势中间有一个高空效研磨，我们这个过程当中材料研磨200纳米到300纳米范围，这样提高我这个材料的倍率特性和低温特性，这个是我们纤长的一个介绍，左边就是我们的连续的生产系统，这样可以保证产品的一致性和稳定性，右边是我们的烘干系统，烘干系统完全氮气闭环的过程可以保护我们无聊不被氧化减少杂志，下面是自动上料这样也会提高产品的一致性和可靠性的过程，这个是产品的测试照片这个两千倍的照片，这个可以看到我们这个产品都是一个一个小球，上面我们这个照片可以看到颗粒表面有一些细微的颗粒我们继续放大两万倍可以看到所有的材料都在400纳米以内，这样保证低温倍率性能良好的发挥，同时做成一个大球这样降低整体加工难度。

下面这个是我的一个测试数据的统计，这个是十八所的测试数据我这个客容量可以达到150左右效率97，下面看一下简单的应用测试我们这个纳米磷酸铁锂，为了把这个材料做好，我们根据电池的工艺做了一些调整，我们现在把这个砂膜工具前置，我们前置之后可以保证这个材料还原到这个亚微米颗粒，同时保证制浆过程当中这些材料不被破坏，保证电池的黏结性和降低电池的密度，下面这个是全电池的测试数据，我们最终测试结果我们这个电池是4.2安时，40C容量可以保持在96%，我们在突出低温优势我们留下可以保持91%这个说明我们铁锂在低温性能上还是可以提高的。这是我们的具体的数据大家可以看到杂志现代化是31C，我们5C、10C基本上百分之百，这个31C这个蓝线97%，40C可以到96%这个平台看到比较高2.6伏左右，下面看下温度，温度就是说我们做了零下20度、零下10度、0度、55度，这个红线就是零下20度的低温数据可以看到我们能够保持这个20度的90几，我们平台基本上都在三伏左右，我们零下幅度96%，这样及时在北方的冬天我们这个磷酸铁锂仍然有良好的放电性能。安全的测试因为磷酸铁锂安全性能比较好所以我们的所有测试全部都能够通过，这个也是我们测试所有照片针刺、短路、扩充。

下面简单介绍一下我们的公司，我们公司在邯郸市永年，我们注册资本是五千万目前实际投资1.7亿了，隔膜产能2000万平米每年，铁锂500吨每年，目前公司已经通过ISO9001和14001的认证这个就是我们的厂区实景这边是隔膜和铁锂事业部，欢迎各位专家到公司莅临指导。谢谢大家!