如何降低鋰電池生產(chǎn)過程的熱壓溫度，一直都是行業(yè)的難點(diǎn)。

　　鋰電池生產(chǎn)過程中需要通過熱壓工藝將鋰電池隔膜與正負(fù)極材料粘接、壓實(shí)，熱壓溫度普遍在90℃-100℃之間，能耗巨大。但如果降低熱壓溫度，就會(huì)影響到隔膜與正負(fù)極的粘接力。

　　怎樣才能讓鋰電池隔膜在相對(duì)低溫的狀態(tài)下，也能有更高的粘接力呢?

　　看著手上的壓敏膠帶，恩捷全球研究院的專家意識(shí)到，新產(chǎn)品的研究方向或許就在這里。

　　醫(yī)用壓敏膠帶，只需施加一點(diǎn)壓力，就能牢牢粘住紗布，保護(hù)傷口不受感染。如果有一款鋰電池隔膜能像“醫(yī)用壓敏膠帶”一樣，無需100℃高溫，就能緊緊貼合在正負(fù)極上，那么不僅可以提升鋰電池制造效率、降低生產(chǎn)能耗，還能進(jìn)一步推動(dòng)行業(yè)的綠色轉(zhuǎn)型發(fā)展。

　　說干就干。2024年7月，恩捷全球研究院(下稱“恩捷”)迅速組建起一支5人專項(xiàng)小組，涵蓋材料、工藝、應(yīng)用等領(lǐng)域科研人才，并搭建一套從“實(shí)驗(yàn)-試產(chǎn)-量產(chǎn)”完善的研發(fā)流程體系。這套研發(fā)班子個(gè)個(gè)都是精兵強(qiáng)將，此前他們研發(fā)的非氟體系大顆粒PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯，一種常見非氟類聚合物材料)混涂隔膜產(chǎn)品已投產(chǎn)并獲客戶青睞。

　　“把熱壓溫度降下來，把隔膜粘接強(qiáng)度提上去!”回憶起當(dāng)時(shí)設(shè)定研發(fā)目標(biāo)時(shí)的情形，恩捷研發(fā)團(tuán)隊(duì)成員表示?！斑@是我們當(dāng)時(shí)設(shè)定的‘唯二’目標(biāo)?！?/p>

　　“唯二”目標(biāo)如何破？

　　如何讓一款鋰電池隔膜能適配低溫?zé)釅海€能保持粘接力?

　　恩捷研發(fā)團(tuán)隊(duì)將研發(fā)突破點(diǎn)首先放在了隔膜涂覆漿料上。

　　涂覆漿料主要成分包括粘接主材、粘接劑、添加劑(包括分散劑或濕潤劑)。常規(guī)制漿工藝流程是，按配比將水、分散劑或潤濕劑配制成分散溶液，然后將粘接主材加入至上述分散溶液中，最后加入粘接劑，繼續(xù)攪拌得到均勻的涂覆漿料。

　　其中，粘接主材影響其熱粘接性，分散劑或潤濕劑影響漿料在基膜涂覆時(shí)的潤濕分散性，粘接劑則對(duì)涂層內(nèi)聚力和剝離力(內(nèi)聚力指涂層內(nèi)部材料間作用力，剝離力指涂層和基膜之間的剝離力)有直接影響，制漿工藝則決定最終涂覆漿料的“能力值”。

　　項(xiàng)目研發(fā)突破，最難的是“適配”，也就是要讓粘接主材與“輔料(分散劑與粘接劑等)”相互適配，也要讓流程工藝與實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)相適配，相當(dāng)于原創(chuàng)一道新菜品。

　　“這相當(dāng)于是從無到有的創(chuàng)造?！毖邪l(fā)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人說，“我們要全面考慮從小試、中試到量產(chǎn)的可推進(jìn)流程，實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破，量產(chǎn)落地。”

　　除此之外，恩捷研發(fā)團(tuán)隊(duì)還為這款新隔膜產(chǎn)品設(shè)置了更苛刻的要求—一更加環(huán)保、最大程度減少對(duì)化學(xué)試劑的依賴。

　　常規(guī)制漿工藝對(duì)化學(xué)溶劑需求較多，雖增加了漿料功能性，但存在一定的環(huán)境和生態(tài)問題。

　　為了讓產(chǎn)品更加環(huán)保，研發(fā)團(tuán)隊(duì)選擇用去離子水(高度純凈水質(zhì)，純度比蒸餾水高)制漿，不額外添加化學(xué)溶劑。在選擇涂覆主材和其他助劑時(shí)，團(tuán)隊(duì)也加強(qiáng)與上游供應(yīng)商的溝通，設(shè)定環(huán)保要求標(biāo)準(zhǔn)，最大程度實(shí)現(xiàn)高環(huán)保性。

　　項(xiàng)目攻關(guān)階段，涂覆材料的篩選相對(duì)順利，研發(fā)團(tuán)隊(duì)在制漿時(shí)卻遇到了困難。

　　在經(jīng)過近百次的制漿嘗試，要么涂覆主材粒徑不夠均勻，要么粘接力差，甚至還出現(xiàn)涂層嚴(yán)重掉粉問題——要知道，僅“主材”(涂覆材料)與“助劑”的配比方案就有數(shù)百種，而每種配比的制漿實(shí)驗(yàn)需要6小時(shí)。

　　一時(shí)間，持續(xù)的失敗讓恩捷研發(fā)團(tuán)隊(duì)陷入深深的疑問中：突破點(diǎn)到底在哪兒?

　　“有時(shí)候意外也能得到好結(jié)果?！毖邪l(fā)團(tuán)隊(duì)成員回憶起當(dāng)時(shí)那段經(jīng)歷，感慨道。

　　在一次日常的配方制漿實(shí)驗(yàn)中，研發(fā)團(tuán)隊(duì)中的一名成員無意中把漿料攪拌機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)快一些，結(jié)果被飛濺出的漿料灑了一身，他趕忙關(guān)停了機(jī)器，一臉無奈。這也引來實(shí)驗(yàn)室一陣歡快的笑聲。

　　然而他們卻發(fā)現(xiàn)，儀器顯示的漿料實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)竟比以往有明顯的提升!大家立刻意識(shí)到，提高攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速對(duì)制漿成功率的重要性。

　　這次意外發(fā)現(xiàn)讓研發(fā)團(tuán)隊(duì)仿佛打通“任督二脈”，隨后他們?cè)谘芯繚{料配比方案的同時(shí)，也在制漿工藝上進(jìn)行調(diào)整，研發(fā)進(jìn)度也在不斷加速。

　　功夫不負(fù)有心人，研發(fā)團(tuán)隊(duì)僅用時(shí)6個(gè)多月的時(shí)間，就在數(shù)百種方案中找到“最優(yōu)解”，成功制造出材料、工藝與過往均不同的一款“適配低溫?zé)釅汗に嚨匿囯x子電池隔膜”，研發(fā)團(tuán)隊(duì)還給它起了個(gè)昵稱“節(jié)能壓敏膠膜”，來“致敬”啟發(fā)他們的醫(yī)用壓敏膠帶。

　　經(jīng)過測試，這款“節(jié)能壓敏膠膜”可在60℃以下的熱壓溫度滿足鋰電池制造生產(chǎn)，不僅改善了電芯內(nèi)部傳熱不均問題，還進(jìn)一步提升電池電芯壓實(shí)一致性。

　　此外，在60℃以下熱壓溫度下，這款隔膜與正負(fù)極片的粘接強(qiáng)度比量產(chǎn)膜提升約50%。

　　恩捷研發(fā)團(tuán)隊(duì)最初定下的“唯二”目標(biāo)——“降溫”和“增粘”，都達(dá)成了!

　　與恩捷合作的下游電池制造商在卷樣試用后反饋，鋰電池制造效率顯著提升，電芯生產(chǎn)的熱壓工序能耗也下降15%左右。

　　2024年12月，這款具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的“適配低溫?zé)釅汗に嚨匿囯x子電池隔膜”已在恩捷客戶卷樣驗(yàn)證測試中，預(yù)估投產(chǎn)后月產(chǎn)能超1000萬平方米。

　　這也標(biāo)志著恩捷在綠色科技領(lǐng)域的又一突破正式落地。

　　拓展綠色科技的創(chuàng)新之路

　　回顧整個(gè)研發(fā)過程，恩捷自立項(xiàng)起就秉持綠色理念，通過綠色產(chǎn)品研發(fā)、綠色工藝設(shè)計(jì)，不僅實(shí)現(xiàn)上下游產(chǎn)業(yè)鏈節(jié)約資源消耗、減少環(huán)境污染，更推動(dòng)了行業(yè)的綠色轉(zhuǎn)型發(fā)展。

　　如此看來，恩捷這款自主研發(fā)的新隔膜頗有“押題之作”的意義，既在恩捷綠色科技自研之路實(shí)現(xiàn)突破，也為其在關(guān)鍵技術(shù)布局上增強(qiáng)了企業(yè)核心競爭力。

　　相信在未來，恩捷還將持續(xù)在新能源技術(shù)領(lǐng)域探索新的可能性，為行業(yè)注入更多綠色科技力量，助力制造業(yè)加速轉(zhuǎn)型，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展。

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