石墨烯导电剂新兵多凌新材料“突袭”

来源:高工锂电网   发布时间:2019-06-19 09:18      设置字体:
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摘要:多凌新材料石墨烯导电剂从去年下半年开始进入市场,已经在供货4-5家客户,复合导电浆料产能为5000吨/年。
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近年来,随着锂电池对于电池材料性能要求的提高,传统材料越来越难满足市场需求,石墨烯碳纳米管及其复合材料因其优异的电学、化学和力学性能,目前正应用于锂电池用导电剂领域,并在导电母粒、导电复合材料、涂料、油墨等领域显示巨大的应用潜能。

性能优势方面,石墨烯、碳纳米管与导电炭黑的联用将在实现良好的电化学性能的同时降低电池的成本。石墨烯与碳纳米管的联用将实现短程和长程导电并存以形成完善的导电网络,有利于电池在大电流充放电下性能的提升。同时,石墨烯和碳纳米管均具有较高的DBP值,便于活性材料与电解液之间进行电化学反应。

在市场需求方面,根据高工产研锂电研究所数据显示,中国2018年中国碳纳米管导电浆料市场出货量达3.25万吨(含CNT/石墨烯复合浆料,同时需求量也在不断增长。我国锂电池导电剂市场的国产化率已经由2014年的12.9%提升至2018年的21.2%,呈现逐年稳步提高的趋势。但遗憾的是,由于其成本、工艺问题,石墨烯由于其成本、工艺问题还没有大面积应用于导电剂行业。

2014-2018年中国锂电池导电剂国产化率变化情况

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通过了解市场需求,多凌新材料科技股份有限公司(下称多凌新材料)在寻找石墨烯应用市场的过程中发现国内导电剂的机遇,确立了以制备高固含石墨烯复合导电浆料为目标的研发和生产项目。

多凌新材料成立于2014年,产品包括膨胀石墨、石墨烯粉体、石墨烯浆料、石墨烯导电/导热材料、石墨烯增强塑料、石墨烯润滑材料等,超过20篇石墨烯相关专利,拥有黑龙江鸡西、浙江嘉兴两大生产基地以及位于上海张江高科技园区的研发中心。

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在锂电池领域,经过一年多的研发,配合铝壳电池测试,多凌新材料自主研发的高固含石墨烯复合导电浆料已成功通过中试。同时,公司乍浦工厂通过对浆料的两条生产线进行调试和改装,将其建设成现代化生产线,其研发、生产相配合的导电浆料项目已于20185月份落地。

据多凌新材料技术总工张凌介绍,公司石墨烯导电剂从去年下半年开始进入市场,已经在供货4-5家客户,复合导电浆料产能为5000/年,并且还在规划产能提升。同时,作为石墨烯导电剂市场的初入者,多凌正面临者石墨烯企业、碳纳米管企业的激烈竞争。

高工锂电了解到,复合导电浆料是工业应用的需求,也是导电剂之间相互协同、激发作用的结果。石墨烯、CNT、导电炭黑在单独使用时的分散难度就很大,如果想要将其与活物质均匀混合,则需要在未进行电极浆料搅拌之前,将其分散开然后再投入使用。

多凌新材料采用独特的分散工艺可制备出均一性和稳定性良好的浆料;使用过程中便于与电极材料均匀混合;可根据客户工艺需求实现定制化生产。

其导电浆料匀浆制备的活性材料电极片克容量在160mAh,电阻较低,降低材料直接电阻还有效降低电极材料与基体直接的接触电阻,较高的压实密度利于降低电池内阻提高倍率电极材料倍率性能。同时在电池常温条件下进行1000次的充放电循环后,多凌导电浆料组装电池容量保持率均在92%以上。

整体上,高固态石墨烯复合浆料只需要低添加量,就能提高电极的导电性能;大的比表面积确保导电剂与颗粒、集流体之间的良好接触;电极具有一定的多孔性,有利于电解液与活性材料的充分反应。

20188月,多凌新材料获得来自客户23.2吨高固含石墨烯复合导电浆料的订单。目前低固含(—5%)的石墨烯复合浆料、碳纳米管浆料也陆续进入生产。

多凌新材料发展目标是,至2021年,完善/完成3个基地的建设;成为国际一流石墨烯应用研发&生产企业;实现8种以上石墨烯应用产品商业化生产;并且实现产值10亿以上。

高工锂电认为,就目前市场情况来说石墨烯电池是没有意义的,但是石墨烯作为导电剂这一新型材料对于锂电池的变革来说却是有影响的,例如比亚迪、国轩高科正在加大动力电池石墨烯导电剂的使用量。未来随着规模化效应的提高,其价格下降空间相对较大,技术水平的提升,未来应用前景客观。


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