Récemment, le ministère des Sciences et de la Technologie de la Fédération des industries pétrolières et chimiques de Chine a mené à bien des recherches sur les dix principaux besoins techniques des industries pétrolière et chimique, qui sont des technologies clés pour le développement de nouvelles technologies, la nouvelle énergie, l’information et la communication et d’autres industries de haute technologie. L’industrialisation doit encore faire l’objet d’une série de rapports sur «Les dix technologies les plus urgentes dans l’industrie pétrolière et chimique» à partir d’aujourd’hui. Les lecteurs partagent.
Le séparateur de batteries au lithium en polyéthylène de poids moléculaire ultra élevé (UHMWPE) est l’un des matériaux de diaphragme les plus compétitifs Ces dernières années, avec l’amélioration continue de la durée de vie des batteries des véhicules à énergies nouvelles, la demande en séparateurs de batteries au lithium UHMWPE a également augmenté rapidement. Parallèlement, son profit brut élevé a également accru l'enthousiasme des fabricants de diaphragmes pour la recherche et le développement de technologies de production, qui s'efforcent de surmonter les obstacles techniques étrangers et de maîtriser le processus de préparation indépendant.
Performance supérieure, demande accrue
Le séparateur de batteries au lithium-ion est un composant essentiel de la couche interne des batteries au lithium. Il peut affecter les performances critiques de la capacité des batteries au lithium, des performances de cycle et de la densité de courant de charge et de décharge. Il se situe en amont de la nouvelle chaîne de l'industrie des véhicules énergétiques. Fonctionnel, le diaphragme présente des exigences élevées en matière de sécurité et de praticabilité. Le diaphragme de batterie au lithium-ion UHMWPE présente les avantages de maintenir la stabilité dimensionnelle à haute température et la capacité de perforation par force externe.
Le Dr. Zuo Shengwu du Centre de traitement des plastiques du Yangzi Petrochemical Research Institute a expliqué que le processus de production domestique de diaphragmes comprenait principalement des méthodes sèches et humides. La méthode sèche est du polypropylène, la méthode humide est du polyéthylène et le matériau de séparation des batteries UHMWPE appartient à Processus humide.
Au fur et à mesure que la durée de vie des batteries des véhicules à énergie nouvelle augmente, la demande en batteries ternaires augmente, et les batteries ternaires utilisent presque des diaphragmes humides, c'est-à-dire des séparateurs de batterie en UHMWPE, qui sont plus minces, plus uniformes et plus petits. Il est plus facile à contrôler et plus favorisé par le marché. "On s'attend à ce que ce diaphragme humide ouvre la voie à l'expansion au cours des prochaines années et que la demande du marché augmente fortement.", A déclaré Zuo Shengwu.
Percées techniques
Le capital a afflué sous la vague de véhicules à énergie nouvelle. De nombreuses sociétés nationales de diaphragmes ont reçu une assistance en capital et ont continué à développer leur capacité de production et à accroître leur capacité. À l'heure actuelle, il existe près de 50 fabricants de séparateurs de batteries au lithium en Chine, et de nombreuses entreprises ont récemment construit. Ou le projet de construire un dispositif d'extension.Toutefois, en raison de la montée relativement tardive de l'industrie du séparateur de batteries au lithium, la plupart des entreprises ne maîtrisent pas le processus de production du diaphragme, ce qui a empêché de nombreux dispositifs de production de diaphragme de produire comme prévu. Moins, la raison principale est que la technologie de production nationale n’a pas encore été totalement maîtrisée.
À l’heure actuelle, les fabricants nationaux de diaphragmes tentent de surmonter les obstacles techniques étrangers et de développer la technologie de production de séparateurs de batteries au lithium UHMWPE, mais cette tâche est difficile, ce qui se traduit principalement par les aspects suivants:
Premièrement, les droits de propriété intellectuelle du processus traditionnel de préparation du diaphragme sont essentiellement monopolisés par quelques pays tels que les États-Unis, la Corée du Sud, l'Allemagne et le Japon.La recherche et le développement en Chine ont tardé et l'absence de droits de propriété intellectuelle indépendants. La recherche sur la formulation n’est pas systématique, la cohérence des diaphragmes produits, l’uniformité est relativement médiocre, le taux de qualification est faible et la production en série est difficile à obtenir. Le troisième est la fabrication des diaphragmes. Le processus est exigeant en équipements, et la précision de fonctionnement et de contrôle des équipements est relativement faible, ce qui affecte directement la performance du produit. Les équipements domestiques sont généralement difficiles à satisfaire, mais le prix des équipements importés est relativement élevé, de sorte que l'industrialisation du diaphragme est soumise à certaines restrictions.
Localisation des matières premières
Zuo Shengwu a annoncé que l'industrie chinoise des séparateurs de batteries au lithium était en phase de développement rapide et que le volume d'importation d'UHMWPE pour les séparateurs de batteries au lithium ionique atteindrait 10 000 tonnes / an, et que la tendance était à la croissance rapide. Restriction, les matières premières en UHMWPE actuellement utilisées par les entreprises nationales de diaphragmes ne peuvent compter que sur les importations.
Yangzi Petrochemical a suivi la technologie de pointe dès 2010 et a développé le développement de nouvelles matières premières polyoléfines pour les séparateurs de batteries au lithium, parallèlement aux géants internationaux de la pétrochimie.L'Institut de recherche Yangzi Petrochemical a réalisé en 2013 un petit test et un support pour les matériaux spéciaux à diaphragme en polyéthylène. Essais de recherche et développement, a commencé l’industrialisation des matériaux spéciaux UHMWPE pour les séparateurs de batteries au lithium ionique.
Après des avancées techniques, Yangzi Petrochemical a résolu le problème d'optimisation des performances des catalyseurs spéciaux, du contrôle des particules et de la morphologie et de la cohérence des spécifications du produit.En mai 2017, Yangzi Petrochemical a réalisé la production d'essai à l'essai du matériau de diaphragme UHMWPE YEV-4500 pour la première fois, comblant ainsi l'écart. Domestic Blank est devenu le premier fabricant national à développer avec succès des matériaux de séparation de batteries au lithium, rompant ainsi la situation selon laquelle le produit dépend entièrement des importations et constitue le premier essai de production de matériaux spéciaux de 100 tonnes.
Yangzi Petrochemical a réalisé la production expérimentale industrielle du matériau spécial YEV-5201T pour le diaphragme UHMWPE et une production expérimentale de 150 tonnes, à l’instant négociée avec un fabricant national de diaphragmes et a atteint un objectif de développement coopératif et une évaluation de recherche connexe. Le travail se passe bien.
Le journaliste a également appris que la recherche sur les résines spéciales au moyen de séparateurs de batteries lithium-ion figurait dans l’un des projets majeurs de Sinopec - le plan de développement de la technologie des matériaux pour batteries.
Recherche et développement sur le diaphragme
Le Dr. Zuo Shengwu admet que, bien que les matériaux du diaphragme UHMWPE aient été localisés, le développement de séparateurs de batteries au lithium a encore beaucoup à faire.
La période d'introduction de la matière première du séparateur est relativement longue.Le séparateur qualifié doit être testé par le fabricant de piles au lithium.Il faut compter entre 3 et 6 mois pour une évaluation et au moins 3 évaluations sont nécessaires pour obtenir une approbation formelle. La teneur en impuretés, la consistance de la qualité du lot et même la forme des particules sont extrêmement exigeantes, le cycle de développement de la matière première est long, le développement est difficile et le seuil est élevé.
Par conséquent, pour améliorer encore les indicateurs de qualité des séparateurs en UHMWPE, il est toujours nécessaire de coopérer au développement des matières premières pour diaphragmes, de la production des diaphragmes et de la production de batteries, qui constitue également un problème urgent à résoudre dans le secteur des batteries en Chine.