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【CBIS2020】昆仑化学郭营军:新型电解液材料的开发及应用

发布时间:2020-10-17 00:31:51 来源: 作者:

  2020年10月16日-17日,“第五届动力电池应用国际峰会(CBIS2020)暨首届中国新能源新材料(宁德)峰会”盛大开幕,在主题论坛2上,香河昆仑化学制品有限公司、湖州昆仑亿恩科电池材料有限公司 董事长郭营军发表了题为“新型电解液材料的开发及应用”的精彩演讲。

  以下为采访实录:

  大家下午好!我今天借着这个机会向大家介绍一下昆仑化学在锂电池电解液方面所做得一些工作。

  我讲的内容主要有以下几个方面,一个是公司情况介绍,第二个是我们韩国合作伙伴的介绍,第三个是电解液技术研究开发情况,第四个是我们在关键的添加剂方面研发情况,第五个是我们在成本控制方面的一些思路,第六个是特色产品展示及未来产品规划。

  我们目前年产电解液年产能2万吨。项目二期规划4到6万吨,现在二期项目正进入紧锣密鼓实施阶段。

  昆仑化学有着比较完备的电解液研发硬件条件,包括电性能的测试,全套的安全测试装置,还有新型的添加剂的合成,从小的到中试的装置。

  关于韩国合作伙伴enchem,他是韩国数一数二的电解液公司,目前主要为LG、SKI供应电解液。这个公司业务成立于2014年,公司技术团队来自于前三星电解液技术负责人。昆仑化学与enchem合作,目的是强强联合,优势互补,共同开拓国内外锂电池电解液市场。enchem除了在韩国有工厂,在欧洲、波兰也有工厂,在美国也准备筹建一个工厂,我们双方的合资的中国工厂也正建设之中。

  现在电解液研究处于一个经验主义的模式,我们和中科院长城所博士进行合作,在电解液理论创新方面做了大量的工作,主要是电解液结构理论与实践创新,对电解液整个的分子技术进行相关的设计,也就是以前提出来的电解液容积化理论。韩国在全球锂电池、电解液市场是一个不可忽视的力量,LG、SKI对国内电池厂来说可以说是很强大的竞争对手,事实上电解液也是如此。以enchem为例,他的主要团队有着20多年的电解液技术研发经验,有着比较强的技术优势,而昆仑化学也有自主的添加剂的技术和知识产权。我们与之强强联合相信未来会有一个比较好的结果。

  目前我们量产的产品主要有以下几类:一个是高安全不燃烧的电解液,特点是电解液不燃烧,而且对电芯的影响基本上没有。现在的问题还在于成本上,我们准备把成本降低一半,同时符合国家要求的汽车5分钟逃离时间,当成本降下来以后准备大力推广该产品。300Wh/kg这种NCM811对的电解液已经量产。还有更高温的85度的电解液产品,可以做到高温循环1000多周。还有数码电池,现在能量密度要求越来越多,开发相应的电解液,电压到4。45V。

  另外一个是电解液的配方设计,解决客户面临的一系列循环内阻的问题,此外,近两年非常重视知识产权问题的布局。因为中国锂电池产业的痛点就是在知识产权方面。我们这两年申请了几十项相关的专利,包括电解液的配方,新的添加剂的物质结构,以及添加剂的应用等。

  这是我们电解液这几年申请的相关专利,有几十项。右边几个添加剂是解决目前一些新型的传统添加剂运用的弱点,第一个最上面的是结合了VC和DPT的特点,降低电池阻抗,延长电池的寿命。第二个是特殊锂的添加剂,主要用于高温镍的材料体系,还有高电压保护的添加剂。这也在全球都属于新物质,我们的首创,且已经申请相关专利。这是我们现在自己开发出来的一些添加剂做的小试、中试的产品,包括二氟磷酸锂等等,这些添加剂有不同的用途。

  为啥要开发这些新型添加剂,现在有很多添加剂供应商,我们主要还是要着力提高企业的核心竞争力。电解液现在不仅仅是一个各种材料复配在工厂,也要具备更加深刻、深入的专利技术知识产权,这样才能走得更远不被别人所制约。我们这两年在这方面下了大量的功夫,我们研发人员有大概四五十人,在电解液配方、新物质合成应用方面每天都在做大量的工作。

  成本控制这块,我就不多讲了,主要是我们和韩国这块联合起来,全球电解液原材料采购量是非常大的,我们会采取联合采购的模式,增加电解液的议价权。像溶剂这一块,我们都会找一些比较紧密的合作伙伴。我们和添加剂供应商保持比较好的合作关系,我们和合作伙伴合作并没有冲突,没有自己的技术也会受制于人。刚才讲了,湖州工厂采用比较先进的DCS和MES系统,效率比较高,这一块成本控制还是不错的。这是特色产品,刚才说得超低温电解液与高镍电解液,上面这是循环曲线硅碳的电解液,性能在国内处于领先水平。

  另外介绍下我们开发的高安全电解液,这种电解液应用到电池配方后,解决了所有的短路、针刺、过冲、加热,包括海水浸泡等一系列的测试。这个电池不是小电池,都是50到100Ah,我们还会继续加强技术研发,希望把它的成本降到40块钱左右,现在正在做这方面的工作。我想电解液一旦成本降下来以后,我们可以大量推广,一定程度上可以缓解对锂电池安全性的焦虑。

  还有超高倍率的电解液,可以实现120C到150C的大倍率放电,上面这个曲线是和竞争对手的对比,还是有明显的优势,这个倍率是100多C,也是相当高的。这是未来发展的思路,一是特殊的电解液,特种功能。第二个固态电解质。第三个是支持这些功能电解液的特殊物质。像超高温的我们目标是180度不起火,95度循环,超低温-70度还可以放电。高功率满足200C高功率放电。这个不是传统的动力电池,是在特殊的场合进行应用。固体电解质,不详细讲了,这也是一个热点。还有特种物质,自主合成,并且有知识产权的保护。

  我的报告就这么多,谢谢大家!

   (注:本文根据现场速记整理,未经演讲嘉宾审阅,仅作为参考资料,请勿转载!)

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