Recientemente, el Ministerio de Ciencia y Tecnología de la Federación China de Industrias del Petróleo y Químicos ha concluido a través de la investigación e investigación sobre las diez principales necesidades técnicas de las industrias del petróleo y las químicas, que son tecnologías clave para el desarrollo de nuevas tecnologías, nuevas energías, información y comunicación y otras industrias de alta tecnología. O aún existe una limitación en la industrialización, que se necesita con urgencia para abrirse paso. Es el foco de la investigación científica y el desarrollo en el futuro período de la industria. Esta edición lanzará una serie de informes sobre los "Diez tecnologías más urgentes que se necesitan en la industria del petróleo y la química" a partir de hoy. Los lectores comparten.
El separador de batería de litio de polietileno ultraalto (UHMWPE) es uno de los materiales de diafragma más competitivos. En los últimos años, con la mejora continua de los requisitos de duración de la batería de los nuevos vehículos de energía, la demanda de separadores de batería de litio UHMWPE también ha aumentado rápidamente. Para ampliar la marea de producción. Al mismo tiempo, su alta ganancia bruta también ha hecho que el entusiasmo de los fabricantes de diafragmas por la investigación y el desarrollo de la tecnología de producción aumente, y están tratando de romper las barreras técnicas extranjeras y dominar el proceso de preparación independiente.
Rendimiento superior, mayor demanda
El separador de baterías de iones de litio es un componente clave de la capa interna de las baterías de litio. Puede afectar el rendimiento crítico de la capacidad de la batería de litio, el rendimiento del ciclo y la densidad de corriente de carga y descarga. Se encuentra en la parte anterior de la nueva cadena de la industria de vehículos energéticos. Función, el diafragma tiene altos requisitos de rendimiento en términos de seguridad y pasabilidad. El diafragma de la batería de iones de litio UHMWPE tiene las ventajas de mantener la estabilidad dimensional a alta temperatura y una fuerte capacidad de punción de fuerza externa.
El Dr. Zuo Shengwu del Centro de Procesamiento de Plásticos del Instituto de Investigación Petroquímica Yangzi presentó que el proceso de producción del diafragma doméstico incluye principalmente métodos secos y húmedos. El método seco es de polipropileno, el húmedo es un material de polietileno y el material separador de batería UHMWPE pertenece a Proceso húmedo.
A medida que aumentan los requisitos de duración de la batería de los vehículos de nueva energía, aumenta la demanda de baterías ternarias, y las baterías ternarias casi usan diafragmas húmedos, es decir, separadores de baterías UHMWPE. Este diafragma es más delgado, más uniforme y tiene una apertura más pequeña. Es más fácil de controlar y más favorecido por el mercado ". Se espera que en los próximos años, este diafragma mojado marcará el comienzo de la expansión, y la demanda del mercado aumentará considerablemente", dijo Zuo Shengwu.
Avances tecnicos
Bajo la ola de nuevos vehículos de energía, el capital se ha inundado. Muchas compañías nacionales de diafragmas han recibido asistencia de capital y han continuado expandiendo la escala de producción y construyendo nuevas capacidades. En la actualidad, hay cerca de 50 fabricantes de separadores de baterías de litio en China, y muchas empresas tienen nuevas construcciones. O el plan para construir un dispositivo de expansión. Sin embargo, debido al aumento relativamente tardío de la industria nacional de separadores de baterías de litio, la mayoría de las compañías no han dominado el proceso de producción del diafragma, lo que ha provocado que muchos dispositivos de producción de diafragma no se pongan en producción según lo programado, y también se comparan las empresas que son producidas en masa. Menos, la razón principal es que la tecnología de producción doméstica aún no se ha dominado por completo.
En la actualidad, los fabricantes nacionales de diafragmas están intentando romper las barreras técnicas extranjeras y desarrollar la tecnología de producción del separador de baterías de litio UHMWPE, pero es difícil, principalmente reflejado en los siguientes aspectos:
Primero, los derechos de propiedad intelectual del proceso tradicional de preparación del diafragma están básicamente monopolizados por unos pocos países como Estados Unidos, Corea del Sur, Alemania y Japón. La I + D y la producción de China comenzaron tarde y carecieron de derechos de propiedad intelectual independientes. En segundo lugar, las empresas nacionales investigan sobre las materias primas usadas en la producción de diafragmas. Insuficientemente profunda, aún no se ha logrado la localización completa de las materias primas para separadores. La investigación de la formulación no es sistemática, la consistencia de los diafragmas producidos, la uniformidad es relativamente pobre, la tasa de calificación es baja y la producción en masa es difícil de lograr. El tercero es la fabricación de diafragmas. El proceso exige mucho equipo, y la precisión de operación y control del equipo es relativamente pobre, lo que afecta directamente el rendimiento del producto. El equipo doméstico generalmente es difícil de satisfacer la demanda, pero el precio del equipo importado es relativamente alto, por lo que la industrialización del diafragma recibe ciertas restricciones de equipo.
Localización de materias primas.
Zuo Shengwu presentó que la industria de separadores de baterías de litio de China se encuentra en una etapa de rápido desarrollo. Se estima que el volumen de importación de UHMWPE para los separadores de baterías de iones de litio en China alcanzará las 10,000 toneladas / año, y muestra una tendencia de rápido crecimiento. Restricción, actualmente las materias primas UHMWPE utilizadas por las compañías nacionales de diafragmas solo pueden depender de las importaciones.
Yangzi Petrochemical realizó un seguimiento de la tecnología de vanguardia a principios de 2010 y llevó a cabo el desarrollo de nuevas materias primas de poliolefina para separadores de baterías de litio en paralelo con gigantes petroquímicos internacionales. En 2013, el Instituto de Investigación Petroquímica de Yangzi realizó una pequeña prueba y un medio para materiales especiales de diafragma de polietileno. Ensayo de investigación y desarrollo, comenzó la industrialización de materiales especiales UHMWPE para separadores de baterías de ión litio.
Después de los avances técnicos, Yangzi Petrochemical resolvió el problema de la optimización del rendimiento de catalizadores especiales, control de morfología y partículas, y la consistencia de las especificaciones del producto. En mayo de 2017, Yangzi Petrochemical realizó por primera vez la producción industrial de prueba del material de diafragma UHMWPE YEV-4500, llenando el vacío. El blanco doméstico, se convirtió en el primer fabricante nacional en desarrollar con éxito materiales separadores de baterías de litio, rompiendo la situación de que el producto depende completamente de las importaciones, y la primera producción de prueba de materiales especiales de 100 toneladas.
En abril de 2018, Yangzi Petrochemical realizó la producción de prueba industrial del material especial para diafragma UHMWPE YEV-5201T, y la producción de prueba de 150 toneladas. En la actualidad, el Instituto de Investigación Petroquímica Yangzi ha negociado con un fabricante nacional de diafragma y alcanzó una intención de desarrollo cooperativo, evaluación de investigación relacionada. El trabajo va bien.
El periodista también se enteró de que la investigación de resinas especiales del separador de baterías de iones de litio se ha incluido en uno de los principales proyectos de Sinopec: el plan de desarrollo de tecnología de materiales de baterías eléctricas.
Investigación y desarrollo de diafragmas.
El Dr. Zuo Shengwu admite que aunque los materiales del diafragma UHMWPE se han localizado, el desarrollo de los separadores de baterías de litio aún tiene un largo camino por recorrer.
El período de introducción de la materia prima del separador es relativamente largo. El fabricante de la batería de litio debe probar el separador calificado. Se requieren de 3 a 6 meses para una evaluación y se requieren al menos 3 evaluaciones para obtener la aprobación formal. Al mismo tiempo, los requisitos del diafragma se mejoran continuamente en las materias primas. El contenido de impurezas, la consistencia de la calidad del lote e incluso la forma de partículas son extremadamente exigentes, el ciclo de desarrollo de la materia prima es largo, el desarrollo es difícil y el umbral es alto.
Por lo tanto, para mejorar aún más los indicadores de calidad de los separadores UHMWPE, todavía es necesario cooperar con el desarrollo de las materias primas de diafragma, la producción de diafragma y la producción de baterías, que también es un problema urgente que debe resolverse en la industria de baterías de China.