滄州中孚李國然：撒拉弗將掀起準固態鋰電池隔膜技術革命
“撒拉弗，這是我們公司產品的名稱，它本質上是一個凝膠聚合物電解質膜，幾乎所有的電池里面都會用到這種關鍵材料。起出這個標題之后，我們覺得不是特別甘心，又加了一個副標題：準固態鋰電池隔膜的技術革命。”李國然說。
在日前舉行的第四屆新能源汽車及動力電池(CIBF2023深圳)國際交流會上，滄州中孚新能源材料有限公司特聘研發總顧問李國然，做了主題為“凝膠聚合物電解質隔膜在鋰電池中的前景及應用”的演講。
圖為滄州中孚新能源材料有限公司特聘研發總顧問李國然作主題演講
“這是不是吹牛了，敢叫技術革命?”李國然自問自答，“我們是有底氣的!”他表示，所有的創新歸根結底一定是原理和材料的創新，這個隔膜的產品，無論從原材料的配方、工藝，還是概念設計等，每一步都有非常明顯的創新。
據李國然介紹，滄州中孚研發的“撒拉弗—凝膠聚合物電解質膜”，能兼顧電池各種性能的要求，助力電池體系達到性能的最優。該隔膜產品完全適配現有的所有電池生產工藝體系，不需要換設備就可以把液態電池升級為準固態電池。
“我們已經在合作伙伴電池公司做完了測試，從單純追求能量密度來講，已經成功做到500Wh/kg以上。這個產品能兼顧電池的均衡性和各種性能的要求，能做很寬范圍的調整，助力電池體系達到性能的最優。”李國然稱。
據介紹，滄州中孚的撒拉弗項目總投資25億元，今年9月第一條生產線就可以大規模投產，目前正在緊張的建設中，年產能是5000萬平米，預計明年將有30條產線全部建成，年生產能力將可以達到15億平米。
撒拉弗的名字取材于希臘神話中最高級天使的名字Seraph。李國然解釋，Seraph是一個六翼守護天使，象征的含義是主導安全與智慧，“和我們對電池的性能要求非常契合。既然叫六翼守護天使，我們的隔膜也有它對應的6個可圈可點的方面”，比如說安全性、倍率性、低成本、可擴展性、可調節性、穩定性。
李國然介紹，撒拉弗這個產品，具有獨特的孔道結構，很均勻，能與鋰離子的傳遞方式完美匹配，保證鋰離子的遷移。另外它可拓展，根據不同的體系，完全可以做到很均勻的定點的沉積。甚至可根據用戶的需求來實現產品的定制化，使電池體系能夠達到性能的最優。
“幾乎所有的重要參數都可以實現自由的調節，比如說孔徑、厚度，尤其是厚度的剖面，傳統的隔膜很少看到這種孔的結構，它中間沒有直通孔，但是每個又是相連的。” 李國然表示，這種孔的結構最大的好處就是鋰離子的傳輸均勻，“這也是為什么我們敢做鋰金屬電池，因為鋰金屬電池中鋰的均勻性非常重要，否則有枝晶，就會帶來不均勻的電化學的沉積”。
另外，撒拉弗還保持了很好的機械性能，應力、應變都保持足夠。在拉伸強度上，可以達到將近14兆帕的應力。延展率方面，無論是縱向還是橫向，基本上膨脹一倍沒有問題。如果說有需要，可以調節更高的延伸率，現在做到3倍都沒有問題，整個膜縱向、橫向膨脹3倍都不會破。
除了機械性，行業也關注熱穩定性，撒拉弗本身的材料是阻燃的，在安全性上也是一個很強的優點。在多材料體系的適配方面，像鈷酸鋰/石墨、NCM811/石墨、硅碳和811搭配，以及金屬鋰和富鋰錳的體系，撒拉弗都能夠適配。
“無論是當前的經典的電池體系，還是下一代的富鋰錳金屬的高能體系，我們完全可以做到更安全、更穩定、更高的比能量、更佳的倍率。我們基于撒拉弗這個新型的隔膜，在現有的鋰離子產線上，完全可以快速地實現一個準固態電池的生產。”李國然表示。
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