動力鋰電池中聚合物關鍵材料

動力鋰電池在電動汽車和可再生新能源儲能領域扮演著極其重要的角色。商品動力鋰電池中隔膜、聚合物電解質、電極黏結劑、鋁塑膜的主要成分都是聚合物材料。因此，聚合物材料的性能對動力鋰電池的性能有著極其重要的影響。特別需要強調的是，固態聚合物電解質的研發是發展下一代聚合物固態鋰電池的重中之重。因此，動力鋰電池中聚合物材料的研究，對於電池性能的提升及新能源電動汽車的發展都是至關重要的。雖然我國是鋰離子電池生產大國， 但在鋰電池用聚合物關鍵材料研究和生產方面與世界先進水平還有一定差距，與聚合物有關的核心材料如高端隔膜、聚合物電解質、電極黏結劑、鋁塑膜等還依賴於進口。這就需要我們科研工作者不僅僅要研究聚合物關鍵材料的基礎科學問題，更要從實際應用的角度出發，探索開發新型高性能電池用聚合物核心材料，滿足高能量密度、長續航里程、長壽命、高安全性的動力鋰電池的迫切需求。

說這麼多，小夥伴們是不是很迫不及待的想了解本書具體內容了？馬上跟大家分享！

動力鋰電池概述

本章用最簡潔的語言讓大家快速了解鋰離子電池的誕生和發展歷程、工作原理、具體組成、相關專業術語及動力電池的市場預期，本章最重磅內容是：重點闡述了動力鋰電池的生產工藝流程（包含工序控制點及相關生產設備），動力鋰電池電芯結構，並且崔光磊研究員根據青島儲能院的實踐經驗，在附錄中傾情奉獻出一套動力鋰電池（22Ah，355 Wh/kg）生產設計說明書（電池各工序具體參數設計，正極和負極配料參數），這是非常難得的高能量密度鋰離子電池設計方案。本章可以幫助零基礎讀者迅速了解和認知動力鋰電池，大家是不是很心動？

關鍵材料一：聚合物隔膜

本章的主題是隔膜，隔膜是含有大量微孔結構的聚合物絕緣膜，在電池中是非活性組份，但其實影響著鋰電池的很多性能，尤其是安全性能。

本章首先分析了隔膜市場的產業格局，令大家傷心的是國內企業僅佔10%市場份額，而且是中低端市場，國內隔膜企業的發展受制於專利、基體原材料、高精密生產設備與工藝等，大家是不是都摩拳擦掌，躍躍欲試了？兵馬未動，糧草先行，大家先翻閱學習一下本章後面的內容吧：

A.首先介紹電池對隔膜的要求及隔膜各項物性指標的測試方法；

B.詳細介紹隔膜中常用的主體聚合物材料及其特性，如聚烯烴類、含氟聚合物類、聚酯類、聚醯亞胺、芳碸綸及青島儲能院致力推進的生物質纖維素類；

C.總結了傳統聚烯烴類隔膜的干法生產工藝、濕法生產工藝及其差別；詳細對比分析市場上具有代表性的聚烯烴類隔膜商品；重點介紹基礎研究領域在改性聚烯烴隔膜方面的進展；還詳細介紹了改性聚烯烴隔膜代表性商品的相關參數，如陶瓷塗布、芳綸塗布的聚烯烴隔膜，還有國內企業在聚烯烴與陶瓷顆粒共混膜方面的創新探索；

D.介紹無紡布複合隔膜中無紡布基材的熔噴和紡粘製造工藝，並對無紡布複合隔膜的代表性產品進行對比分析；進一步介紹靜電紡絲無紡布隔膜相關進展，還傾情推介青島儲能院在國內率先合作開發出大型靜電紡絲設備樣機用於靜電紡絲無紡布隔膜生產中試情況；以及青島儲能院採用抄紙技術開發的高性能纖維素基複合隔膜。

關鍵材料二：聚合物電解質

本章的主題是聚合物電解質，發展聚合物電解質就為了通過不用液體電解液或少用液體電解液的方式提高電池安全性，因此聚合物電解質主要分為兩大類：固態聚合物電解質（不用液體電解液）和凝膠聚合物電解質（少用液體電解液）。大家是不是已經發現了？沒錯，本章將獨家揭秘在世界範圍內熱炒的固態電池的關鍵核心——固態聚合物電解質：

A.先介紹應用最為廣泛的聚環氧乙烷基（PEO）固態聚合物電解質的基礎研究進展，並對其商業應用現狀和相關專利進行分析；

B.本章最重磅的內容是分享青島儲能院在聚碳酸酯基固態聚合物電解質的研究進展，並介紹青島儲能院研發的固態電池在全海深領域應用示範情況；

C.介紹硅基固態聚合物電解質的研究進展及相關專利分析；另外，塑晶類和無機有機複合類固態電解質也作了相應的闡述；

D.最後，詳細介紹凝膠聚合物電解質近幾年在基礎研究領域的進展。

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關鍵材料三：聚合物黏結劑

本章的主題是聚合物黏結劑，原來「黏結劑」是這樣寫，大家以前寫「粘結劑」是錯的！

閑話少說，黏結劑的重要性在最近幾年才被大家接受，黏結劑的質量和使用工藝在某種程度上也決定著電池的質量：

A.介紹黏結劑的市場格局，總結分析電池對黏結劑的具體性能要求和相關測試方法；

B.按合成類黏結劑、天然黏結劑、導電聚合物黏結劑的分類進行詳細介紹，並將工業上常用的黏結劑的合成方法和攪拌配料（塗布工藝）使用方法分享給大家；介紹了青島儲能院崔光磊研究員開發的丙烯腈改性殼聚糖類黏結劑在鋰離子電池中良好應用。

關鍵材料四：鋁塑膜中的聚合物

鋁塑膜技術複雜，壁壘極高，用詞句「看似簡單卻尖端，入門門檻堪比天」來形容鋁塑膜再恰當不過了。

鋁塑複合膜（簡稱鋁塑膜）是軟包鋰離子電池電芯封裝的關鍵材料。鋁塑膜基本結構一般分為三大層，即聚合物外層/鋁箔層/聚合物內層，每層之間通過黏結性聚合物助劑複合。軟包鋰離子電池對鋁塑膜性能要求近乎於苛刻，包括超高的水氧阻隔性能（是食品包裝用普通鋁塑膜的10000倍）、良好的冷衝壓成型性能、耐穿刺性能、耐電解液腐蝕性能、耐高溫（熱密封）性能和絕緣性能等，任何一項性能有所缺失，都有可能導致電池失效，甚至熱失控起火爆炸。因此，鋁塑膜在設計、原材料、生產製造（高精度塗布技術）和應用各環節技術壁壘極高，其難度遠超聚合物隔膜、黏結劑、正負極材料和電解液等其他組份，也是軟包電池中尚未實現大規模國產化的核心材料，對國外產品高度依賴，國內市場份額85%由日本企業把持，國內企業占不到5%的市場份額，狀況堪憂。

大家如果在網上搜索可能會發現，研究鋁塑膜的文章和資料很難找到，似乎很神秘，本章就給大家呈現大量」內部資料」，揭秘鋁塑膜：

A.詳細介紹鋁塑膜的市場、主要生產工藝（干法工藝和熱法工藝）和工藝對比；

B.重點介紹鋁塑膜的性能要求及評價測試方法；

C.為了解開鋁塑膜的神秘面紗，對四大鋁塑膜企業（日本昭和電工、日本DNP、日本凸版印刷、韓國栗村化學，佔國內市場份額95%）的鋁塑膜專利進行全面分析，總結聚合物在鋁塑膜中的應用；韓國栗村化學在鋁塑膜領域起步較晚，卻依靠過硬的品質在近幾年不斷蠶食日本廠商的市場份額，其經驗值得國內鋁塑膜企業和科研大咖研究借鑒。

儘管國內科研界與產業界在動力鋰電池聚合物關鍵材料領域取得了一些令人振奮的成果，但我們必須清醒地認識到與國外同行的差距，並奮起直追，爭為洋先，這也是撰寫本書的初衷所在，最後用一首無題小詩自勉和勉勵大家：

化石能源漸枯竭，環境污染眾難悅。

清潔能源箭在弦，能量轉換鋰電借。

聚合材料是關鍵，精益求精莫停歇。

經濟轉型強國策，定勿他日受人挾。

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