凯纳石墨烯洪江彬:《高性价比的新型导电浆料及其在锂电池中的应用》

在新能源材料领域,做如下的规划:我们在做新一代的石墨烯粉体,能把导电性提得更高,同时在布局单壁/寡壁碳纳米管粉体的技术。同时要往石墨烯多孔/超细/高分散性能这三个核心指标方向去发展。在导电浆料领域,我们力争能做出更高导电性的导电浆料、高高固含量的导电浆料、更适合使用的水性导电浆料。在固态电池电解质方面,做更高离子电导率、更小粒径的LATP。深耕这样的技术。

凯纳石墨烯洪江彬:《高性价比的新型导电浆料及其在锂电池中的应用》

12月20-21日,由第一锂电网、锂电百人会联合主办,上海贺励商务咨询有限公司承办的2022中国国际正负极材料产业大会(简称:金砖正负极论坛)在常州香格里拉大酒店顺利召开。本届大会设置“论坛峰会+展览展示”,以“紧抓材料机遇,大力发展锂电”为主题,通过话题设置,引发讨论,引爆业内对“正负极”的关注,解读最新能源发展困惑,诠释机遇及发展方向。促进投资商、生产商、运营商、政府之间的对接,深度了解用户体验。

演讲实录

凯纳石墨烯洪江彬:《高性价比的新型导电浆料及其在锂电池中的应用》

厦门凯纳石墨烯技术股份有限公司技术总监董事洪江彬出席论坛并发表主题演讲——《高性价比的新型导电浆料及其在锂电池中的应用》

以下为演讲实录:

洪江彬:今天天气非常冷,我的心却很热。在这疫情下,大家依然能相聚常州,可见对新能源是真的爱。

非常感谢魏总对厦门凯纳的邀请,感谢现场各位新能源领域的朋友们,感谢你们对凯纳多年来的关心和支持,谢谢。本来我机票已经买好了,但是临时有事就没办法到现场,非常遗憾和抱歉。如果这个会议开完以后,大家有什么需要我们凯纳帮助的,可以随时与我联系。

我们一直秉持这么一种理念:“产品得靠设备,得靠材料,才能做得出来。”我们凯纳对所有的供应商都是开放的,都是热情的,如果你有好的产品希望能够第一时间告诉我们。

今天在这边跟大家分享“高性价比的新型导电浆料及其在锂电池中的应用”。

主要由四部分组成:

1、行业情况

先讲一下行业的背景情况,国家正在大力发展新能源,这个非常好。今年对锂电池的需求超过了600个GWh,今年新增的锂电池投资已经超过8000个亿,这积极带动了各个产业链的发展,包括我们做导电剂的。虽然导电剂是一个细分的很小的东西,但它是不可或缺的,它是必需品。

这是我们导电剂(如图),我们预计整个导电剂的市场规模在2024年将超过100个亿。导电浆料的做法目前非常多,主流的方法是砂磨或者是高压均质,这两种方法都非常成熟,大家也都在用,但是对碳材料的破坏比较严重,生产成本也会比较高。

凯纳石墨烯洪江彬:《高性价比的新型导电浆料及其在锂电池中的应用》

2、新一代分散技术

因此,我们在这个事情上,在配方跟工艺方面都做了一些创新,已经跟大家都不一样了,能够更高效率地做出导电浆料,减少对导电材料的破坏,也降低了成本,这在市场上就非常有竞争力了。目前整个产品已经实现大规模的销售,这是一些对比的情况(如图),产品已经实现规模化,获得客户的认可。

3、应用于锂电池

根据该技术,我们做了相关的几个产品。针对不同的客户需求,给客户提供最合适的产品解决方案,像上面的纯石墨烯浆料主要是卖给同行,或者卖给一些磷酸铁锂电池的企业,他买回去以后自己再互配炭黑或者是纯碳纳米管,去做它的产品;针对磷酸铁锂电池体系,我们会做出这种复合导电浆料,给到客户很好的使用;针对三元锂电池跟钴酸锂电池,我们推出了纯碳纳米管的导电浆料,同时还有一些水性的复合导电浆料。

纯石墨烯的导电浆料,我们主要在粒径和厚度上去控制它,做这样的粒径3-5个微米,是为了能给客户带来比较好的分散效果,对锂离子的阻碍程度可以下降到比较合适的范围,厚度是控制在1.2-2.5个纳米之间,不会太厚,太厚了就跟KS6差不多了,也不会太薄,太薄了分散也不好,整个成本造价也会比较高。

整个产量还是比较大的,超过1万吨,所以质量可靠,可以给客户带来比较一致性的导电浆料。

这是复合导电浆料的产品,复合导电浆料主要是针对磷酸铁锂这样的电池体系来推出的。这样的电池体系里面会有纯碳纳米管,也有石墨烯,再加上客户自己互配补充添加的炭黑,可以构建一个很好的点-线-面的导电网络。这个产品的导电性会比较好,我们同时在金属杂质上,在流动性方面去控制它。

这是我们设计这个产品的核心理念,选择合适的配比、合适的碳材料,再采用高效的复合技术,能确保碳材料协同的分散,来做出这样一个复合导电浆料,整个导电性会体现得比较好,整个极片电阻率更小,它整个不同倍率放电性能可以做得更好。做成全电池后,它的克容量发挥跟内阻都会体现出比较好的效果。同时,它的倍率性能像我们这款0423碳含量10%的,倍率性能相比之下也会更好,因为杂质含量控制的比较小了,所以高温存储后的容量保持率也会比较好,整个电池循环性能也会体现得出来。

针对三元锂电池跟钴酸锂电池推出了纯碳纳米管的导电浆料,它的整个金属杂质含量可以根据客户不同需求来设计。导电性,客户有的可添加得比较少,可以控制在0.5以内,整个新型导电浆料可以降锂电池的内阻,提高锂电池的能量密度和循环寿命。

我们是如何设计这个纯碳纳米管的导电浆料呢?根据客户自己的产品定位,可以为客户定制相应的产品,选择最合适的碳管的管径、管长,包括提纯程度的碳管,再采用高效率的串联柔性分散技术,来确保这个碳管能均匀有效地分散。分散得好,导电率好,整个极片电阻率就可以做得更小,整个极化内阻率也会体现得比较小,容量保持率也会相应更好,它不同倍率的放电性能也会更好。做成全电池后,它整个容量保持率也会更好,相应的电池倍率放电的性能。像这款属于叫“正类碳纳米管(音)”,相比普通的,它的导电性又可以做得更好,这是相应的一些对比,这是对手的一支产品。我们正类碳纳米管(音)导电浆料,它的倍率性能可以做得更好。

4、厦门凯纳企业基本情况

厦门凯纳是中国第一家石墨烯企业,目前拥有一个省级技术中心跟一个市级的研发中心,整个公司的综合实力处于行业第一梯队。

中泰化学是我们现在公司的二股东,它是全球最大的氯碱化工跟亚洲最大的粘胶纤维企业。去年整个集团的营收已经超过了2000个亿,我们二股东也是世界500强的企业。凯纳跟中泰化学强强联合,是非常有力地增强了我们企业的实力。

我们2006年就开始做石墨烯了,2010年注册了中国第一家石墨烯公司,为整个行业做了“第一”的工作,第一个推出产品,第一个定价格的,第一个推出企业标准的等等。2016年曾经在新三板挂过牌,两年前摘牌了,我们谋划着明年要上科创板。

公司不断投入、不断创新,获得了一些荣誉(如图)。今年刚获得了国家级专精特新小巨人企业,同时我们是全球石墨烯的研发合作平台,持续创新确实需要投入不少,但能提高企业的核心竞争力。我们凯纳就一个目标:“想力争成为行业的领军企业。”

这是我们公司的董事长,他是厦门大学化学化工学院毕业的,同时也是厦门校友会的创会会长,他还有一个绿色生物农药公司,曾经获得国家科技进步二等奖,也是全国唯一的拥有中生菌素专利的一个绿色生物制药企业。

这是我们公司的核心团队,大家在凯纳已经深耕多年,在各自的岗位相对经验比较丰富,能够为企业带来持续稳定的发展。

我们公司自有的技术团队有30多人,同时在校企合作方面,跟厦门大学、华侨大学、中科院物构所、跟稀土所这四支团队进行合作。其中华侨大学陈国华教授团队合作是比较深的,陈国华教授是我们公司的首席科学家,同时已经发展成我们公司的股东,他在全国石墨界是比较出名的,也是福建省的石墨烯产业顾问,我们跟他共建一个省级的技术中心,同时共同开发石墨烯粉体及复合材料的技术。教授的团队由40多名的教授、博士跟研究生组成。

在锂电池方面,是跟厦门大学杨勇教授合作。杨教授是我们的科学顾问,也是我们公司的股东,我们跟他共同开发碳材料在电池领域的应用,同时我们共同开发固态电池电解质(LATP技术),目前新成立了一个公司专门做固态电解质。教授团队那边的人就更多了,由60多名的教授、博士跟研究生团队组成,他同时也是华为、ATL、CATL的顾问。

截止到2022年12月,公司获得了1项国家知识产权管理体系认证,6项国家标准,申报80项专利,授权差不多有42项。

(如图)这是我们公司齐全的检测设备,我们配有比较齐全的设备跟人员,按AITF(16949)的要求来做相关的产品。

在新能源材料领域,做如下的规划:

我们在做新一代的石墨烯粉体,能把导电性提得更高,同时在布局单壁/寡壁碳纳米管粉体的技术。同时要往石墨烯多孔/超细/高分散性能这三个核心指标方向去发展。

在导电浆料领域,我们力争能做出更高导电性的导电浆料、高高固含量的导电浆料、更适合使用的水性导电浆料。

在固态电池电解质方面,做更高离子电导率、更小粒径的LATP。深耕这样的技术。

在整个2024年,这是我们新增的一个生产基地,我们会新增一个3000吨的新型碳材料产能,会新增一个2万吨的导电浆料,目前有3万吨,再新增2万吨就是5万吨了,再新增5000吨的固态电解质。

这是我们的产能布局。

总之,我们凯纳一直是认真在创造着更高性价比的导电剂,刚才我提到我们很希望未来能够跟在座的各位有合作的机会,如果你们有很好的设备、很好的材料或者很好的技术,希望能够第一时间来联系我们,我们需要你们,谢谢你们,谢谢大家!

本文来自深圳电池技术展,本文观点不代表石墨烯网立场,转载请联系原作者。

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