手機(jī)能持續(xù)移動(dòng)續(xù)航,電動(dòng)汽車能無油行駛。讓這一切司空見慣的,無不拜鋰電池所賜。而它的發(fā)明者,美國化學(xué)家斯坦利·惠廷厄姆(Stanley Whittingham)、約翰·古德伊納夫(John Goodenough)及日本化學(xué)家吉野彰(Akira Yoshino)也因?yàn)樵谶@一領(lǐng)域的卓越貢獻(xiàn),獲得了科學(xué)界最高殊榮諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。
在我們享受科技帶來便利的同時(shí),也要銘記并感謝這些鋰電池先驅(qū)者的成就和貢獻(xiàn)。
鋰電池是影響每個(gè)人現(xiàn)代生活的最具影響力的材料科學(xué)發(fā)明之一。值得注意的是,盡管它們面世已經(jīng)30年了,我們?nèi)栽诓粩嗵剿髌涓玫牟牧戏桨?,使鋰電池的性能更?yōu)異。
索爾維特種聚合物,作為鋰電池產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵材料的提供者,也矢志不渝,希望利用更為廣泛的產(chǎn)品系列組合,為鋰電池“做得更好”。
鋰離子電池當(dāng)前的兩大挑戰(zhàn):安全和能量密度。索爾維高性能塑料材料,逐一化解鋰電池挑戰(zhàn)。
正極粘結(jié)劑——滿足高能量密度和長循環(huán)壽命的需求——Solef PVDF。
有了索爾維特種聚合物的專有聚合技術(shù),化學(xué)改性被用于Solef PVDF,從而顯著地改善了Solef PVDF的粘結(jié)性能和長期結(jié)合性能。因此,通過降低粘結(jié)劑用量可以實(shí)現(xiàn)電池更高的能量密度,同時(shí)保證其更長的循環(huán)壽命。
l 最小添加量,賦予產(chǎn)品最佳的內(nèi)聚力和粘結(jié)力;
l 與富鎳正極活性材料具有出色的相容性;
l 確保電池在高達(dá)5V的情況下依然保持電化學(xué)穩(wěn)定;
l 延長其使用壽命,提高能量密度。
電池隔膜涂覆——滿足鋰電池高能量密度,長期循環(huán)壽命的需求——Solef PVDF。
為了獲得更好的電極和隔膜界面,延長使用壽命,同時(shí)增強(qiáng)潤濕性和組裝便利性,電池隔膜材料可以涂覆一層Solef PVDF。
l 出色的加工性能(水性和油性);
l 能夠極為出色地與正負(fù)極極片進(jìn)行粘合;
l 對電解液具有出色的耐化學(xué)性;
l 既可以與陶瓷材料一起制備,也可以單獨(dú)適用于聚烯烴多孔基材的涂覆。
電池墊片——高性能電池墊片保護(hù)電池安全——Hyflon PFA/MFA,Pyton PPS。
隨著當(dāng)前鋰電池技術(shù)的不斷發(fā)展,對電氣化運(yùn)輸?shù)墓潭ù鎯?chǔ)產(chǎn)品電池安全性的要求也越來越高。
l 耐高溫材料保證電池安全;
l 在工作狀態(tài)下優(yōu)異的密封性能;
l 高CTI值,絕緣性突出;
l 對電解質(zhì)的耐電化學(xué)性好;
l 加工性能良好。
以上所介紹的都是鋰電池電芯內(nèi)的材料應(yīng)用,那么我們還能作什么呢?
針對電池模塊和電池包的材料應(yīng)用,同樣值得推敲。目前的方案普遍采用金屬,但是是否有可替代金屬的材料,在保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,安全性的同時(shí),能夠大幅減輕重量呢?索爾維特種聚合物特有的產(chǎn)品組合給出答案。
電池模組和電池包——輕巧、更堅(jiān)固的電池模組和電池包解決方案——Ixef PARA、Amodel PPA和Pyton PPS。
索爾維特種聚合物正在取代重量大、價(jià)格高的金屬元件,打造更為安全、能量密度更高的電池。對于電池組和電池模組來說,索爾維輕量化高性能聚合物不僅能提高設(shè)計(jì)靈活度、降低成本,還具有出色的抗腐蝕性、耐化學(xué)性和電絕緣性,并且可以簡化加工。
l 組件輕量化;
l 設(shè)計(jì)靈活性優(yōu)異;
l 功能集成度高;
l 允許復(fù)雜的幾何部件;
l 一步注塑成型,毋需金屬加工的多個(gè)步驟。
索爾維半結(jié)晶聚合物具有:
l 機(jī)械強(qiáng)度優(yōu)異;
l 阻燃;
l 耐化學(xué)性出色;
l 尺寸穩(wěn)定。
再來考慮下電池冷卻,傳統(tǒng)的間接式冷卻無法實(shí)現(xiàn)快速并均勻的降溫,特種塑料供應(yīng)商索爾維采用獨(dú)有的絕緣冷卻液,可實(shí)現(xiàn)浸沒式冷卻。
浸沒式冷卻創(chuàng)新解決方案——電池冷卻系統(tǒng)最為安全的絕緣冷卻液——Galden PFPE。
在電池直接浸入式冷卻應(yīng)用領(lǐng)域,索爾維特種聚合物的Galden全氟聚醚(PFPE)是一種惰性氟化流體導(dǎo)熱液,具有較高的熱穩(wěn)定性、寬廣的工作溫度范圍、良好的介電特性和卓越的化學(xué)惰性。該導(dǎo)熱液無閃燃點(diǎn)或著火點(diǎn),是電池組用液體冷卻劑的理想之選。此外,Galden PFPE與標(biāo)準(zhǔn)金屬和塑料兼容,在長期使用過程中能夠保持穩(wěn)定的特性,可降低短路、腐蝕和交叉污染的風(fēng)險(xiǎn)。
l 阻燃;
l 絕緣性能優(yōu)異;
l 化學(xué)穩(wěn)定性/化學(xué)惰性出色;
l 導(dǎo)熱性能優(yōu)良;
l 在很寬的溫度范圍內(nèi)粘度良好。
優(yōu)勢:
l 浸沒式冷卻保證更均勻的溫度,延長電池使用壽命;
l 冷卻效率高,實(shí)現(xiàn)更高的電池能量密度;
l 電氣絕緣性好、阻燃,安全性更高。
應(yīng)用不止是鋰離子電池,可替代能源的另一項(xiàng)技術(shù),燃料電池將在未來的汽車電氣化,尤其是滿足重載車輛長途運(yùn)輸?shù)男枨笾邪l(fā)揮重要作用。
燃料電池的系統(tǒng)組件需要同時(shí)滿足機(jī)械、熱力和化學(xué)要求。選擇高純度的材料有助于避免釋放出污染物,并進(jìn)入燃料電池組、削弱燃料電池的性能。
索爾維特種聚合物為燃料電池堆技術(shù)的核心部分提供質(zhì)子交換膜用Aquivion PFSA。它具有很強(qiáng)的質(zhì)子導(dǎo)電性、工作溫度窗口很寬,介于-30°C-230°C之間、對全pH范圍的化學(xué)品具有優(yōu)秀的耐受性,且表面親水性良好。另外,索爾維特種聚合物還提供包括用于電池模組端板、歧管組件及冷卻回路的Amodel PPA和Pyton PPS;用于氫氣回路的Pyton PPS;以及用于密封件的Tecnpflon FKM,為用戶帶來極高附加價(jià)值。
同時(shí),索爾維特種聚合物事業(yè)部可在公司內(nèi)部測試燃料電池應(yīng)用所需的各種特性,包括析出物測試和燃料電池中毒實(shí)驗(yàn)。并可向市場提供一系列已通過測試并滿足燃料電池技術(shù)高純度要求的產(chǎn)品。