Situation actuelle et développement de l'industrie des séparateurs pour batteries lithium-ion en Chine
En tant que dispositif émergent de stockage d'énergie à haute densité énergétique, les batteries lithium-ion présentent les avantages d'une grande efficacité, d'une grande sécurité et d'un faible coût, et sont largement utilisées dans les appareils électroménagers, les véhicules électriques et d'autres domaines.
Le séparateur est une partie importante de la structure de la batterie lithium-ion, et sa qualité et ses performances affectent directement la sécurité et la stabilité de la batterie. Cet article étudie les batteries lithium-ion séparateur de batterie matériaux, situation et développement des séparateurs pour batteries lithium-ion
Introduction aux séparateurs de batteries lithium-ion
À l'heure actuelle, les séparateurs de batteries lithium-ion sur le marché sont principalement des séparateurs microporeux en polyoléfine, représentés par le polyéthylène (PE), le polypropylène (PP), etc. Bien que ce type de séparateur dispose d'une technologie de préparation mature, de propriétés mécaniques élevées et d'une stabilité chimique.
D'une part, son affinité avec l'électrolyte est faible, ce qui l'empêche d'absorber complètement l'électrolyte et affecte ses performances électrochimiques ; d'autre part, sa propre stabilité thermique est faible, et il se déforme et rétrécit lorsqu'il est chauffé à haute température, ce qui entraîne une sécurité médiocre et facilite les accidents de sécurité tels que les courts-circuits, qui ne peuvent pas répondre aux besoins de l'équipement de batterie lithium-ion haut de gamme.
Par conséquent, la mise au point de séparateurs plus sûrs, plus stables et plus performants revêt une grande importance en termes de recherche et de perspectives d'application pour le développement et l'utilisation des batteries lithium-ion en Chine.
État de développement de l'industrie chinoise des séparateurs
Selon les données, la production chinoise de séparateurs de batteries au lithium était de 158,1 millions de mètres carrés en juin 2024, soit une baisse de 3,89% par rapport au mois précédent et une augmentation de 19,19% par rapport à l'année précédente.
En ce qui concerne les types de matières premières, le volume des expéditions de séparateurs à sec en juin était de 40,35 millions de mètres carrés, soit une diminution de 9,63% par rapport au mois précédent et une augmentation de 20,09% par rapport à l'année précédente ; le volume des expéditions de séparateurs à voie humide était de 119,9 millions de mètres carrés, soit une diminution de 1,79% par rapport au mois précédent et une augmentation de 18,88% par rapport à l'année précédente.
La production totale de séparateurs de batteries au lithium en Chine au premier semestre 2024 était d'environ 8,737 milliards de mètres carrés, soit une augmentation de 26% d'une année sur l'autre.
Selon les statistiques, au cours du premier semestre 2024, le prix des séparateurs à voie humide de 12um a chuté de plus de 11%, le prix des séparateurs à voie humide de 9+3um a chuté de 31.644.44%, et le prix des séparateurs à voie sèche de 16um a chuté de 44%. La guerre des prix s'est intensifiée en raison de la mise en service continue de nouvelles capacités de production et d'un certain degré de contrôle des capacités de production.
Sur cette base, un institut de recherche a analysé que, d'après les données de performance des principales entreprises, la concurrence actuelle sur le marché chinois des séparateurs de batteries au lithium s'est intensifiée. Dans le même temps, en raison de la fluctuation des prix des matières premières et de l'absorption de capacités de production inférieures aux prévisions, les prix des séparateurs en Chine ont fortement chuté, ce qui a également entraîné une baisse du revenu d'exploitation des entreprises de production.
Par conséquent, certaines entreprises ont augmenté leur production, tandis que d'autres l'ont réduite, et les séparateurs de piles au lithium se sont livrés à une bataille offensive et défensive.
Tendances futures du développement de l'industrie des séparateurs
Avec l'attention croissante portée au niveau mondial au développement vert, à faible émission de carbone et durable, et le développement rapide du marché des véhicules à énergie nouvelle et du marché du stockage de l'énergie, les séparateurs de batteries au lithium sont une matière première clé indispensable à la fabrication des batteries au lithium.
Leur capacité de production stable et fiable et la qualité de leurs produits sont les pierres angulaires qui permettent aux entreprises de séparateurs d'accepter des commandes à grande échelle de la part des clients en aval. En fonction de l'évolution future des piles au lithium, les tendances de développement de l'industrie des séparateurs sont les suivantes
Les piles à l'état solide sont l'ultime voie de développement des piles au lithium.
Les batteries à l'état solide sont divisées en batteries semi-solides et batteries entièrement à l'état solide. Les batteries semi-solides conservent certaines structures d'électrolyte et de séparateur, mais comme les batteries semi-solides doivent améliorer la conductivité des ions lithium, l'ouverture du séparateur doit être plus grande et plus solide.
À l'heure actuelle, le courant dominant en Chine entreprises de séparation ont des plans pour les séparateurs semi-solides. Certaines entreprises ont également déclaré que certains clients de batteries semi-solides considèrent actuellement la haute confidentialité de la technologie de pulvérisation et de la formule, ainsi que la qualité du produit et le taux de rendement.
Après avoir acheté le séparateur, ils confient uniquement la compensation de l'image pour fournir des services de pulvérisation. La technologie des séparateurs semi-solides en est encore au stade de l'accumulation, et elle attend une percée pour lancer une tendance de croissance formelle. Les batteries à l'état solide sont complètement remplacées par des électrolytes solides. Il n'y a pas encore de déclaration précise sur la question de savoir si le séparateur sera conservé.
Recherche et développement continus de nouveaux matériaux
Recherche et innovation en matière de matériaux séparateurs
Les séparateurs en polyoléfine sont actuellement principalement constitués de matériaux en polyéthylène et en polypropylène, qui présentent l'inconvénient d'une mauvaise résistance à la température.
En tant que matériaux non polaires, ils absorbent et retiennent mal les électrolytes. En recouvrant le film de base du séparateur d'Al₂O₃, de PVDF-HFP, d'aramide et d'autres matériaux, la stabilité thermique, l'absorption et la rétention des électrolytes et l'adhérence de l'électrode peuvent être améliorées, ce qui accroît la sécurité de la batterie, densité énergétiqueLa durée de vie de l'appareil, le taux de décharge, la durée de vie du cycle, etc.
Recherche et modification des matériaux de revêtement des séparateurs
Les séparateurs en polyoléfine sont actuellement principalement constitués de matériaux en polyéthylène et en polypropylène, qui présentent l'inconvénient d'une mauvaise résistance à la température.
En tant que matériaux non polaires, ils absorbent et retiennent mal les électrolytes. En recouvrant le film de base du séparateur d'Al₂O₃, de PVDF-HFP, d'aramide et d'autres matériaux, la stabilité thermique, l'absorption et la rétention des électrolytes et l'adhérence de l'électrode peuvent être améliorées, améliorant ainsi la sécurité de la batterie, la densité énergétique, la vitesse de décharge, la durée de vie du cycle, etc.
D'une manière générale, l'amélioration de la résistance à la température du séparateur peut améliorer les performances de sécurité de la batterie, l'amélioration de l'absorption et de la rétention de liquide du séparateur peut améliorer les performances et la capacité de charge et de décharge de la batterie, et l'amélioration de l'adhérence de la pièce polaire peut améliorer la sécurité et la densité d'énergie.
Le principe de base du revêtement des séparateurs est d'améliorer la résistance à la température, l'absorption et la rétention des liquides et l'adhérence de la pièce polaire, tout en n'affectant pas trop la perméabilité à l'air et l'uniformité de la taille des pores.
Conclusion
Les séparateurs lithium-ion sont des facteurs clés qui influencent les performances des batteries lithium-ion, notamment la perméabilité, la conductivité, la stabilité et la durabilité. Les performances des séparateurs dépendent de leur composition, dont le facteur le plus important est la sélection des matériaux de séparation, notamment les résines échangeuses d'ions, les polymères et les oxydes métalliques.
En outre, des facteurs tels que la conception structurelle, le processus de fabrication et le traitement de surface du séparateur doivent également être pris en compte.
Il est donc nécessaire d'étudier de nouveaux matériaux séparateurs lithium-ion à l'avenir afin d'améliorer les performances des batteries lithium-ion et de réduire le coût de préparation pour répondre à davantage de besoins d'application.
