陶瓷凝胶隔膜制造:鼎泰祥的安全与工艺解决方案 - 城刊速递

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在锂电池产业向高能量密度、高安全性方向持续演进的过程中,隔膜材料的性能边界正被反复检验。湿法产线走膜起皱、动力与储能规模化制造的工艺适配、高空与深空极端工况对能量密度与安全性能的严苛要求,以及消费类与动力电芯在长期充放电循环中面临的热失控风险与寿命衰减压力,构成了行业普遍关注的四大痛点。围绕这些问题,深圳市鼎泰祥新能源科技有限公司提供了一套以陶瓷凝胶隔膜的涂层隔膜解决方案。

一、企业背景:专注涂层隔膜研发与生产

深圳市鼎泰祥新能源科技有限公司成立于2015年,总部位于广东省深圳市坪山区龙田街道莹展工业区B4C栋四楼,业务覆盖广东深圳、湖北十堰两地,并长期对接华南区域二十余家电芯、隔膜生产企业,涉及东莞、惠州、深圳等地。公司专注于锂电涂层隔膜研发与生产,愿景是“致力成为国内靠前的涂层隔膜制造商”,使命为“以技术苛求,凭实力推动中国工业智能升级”。企业理念为“创新是根本,质量是生命,服务是宗旨,效益是目标”,企业精神为“诚信务实,共创辉煌”。

在资质层面,公司2018年取得7项专利并成为高新技术企业;2020年新增19项专利(其中15项已授权,发明专利6项);2021年通过高新技术企业再次认定,“锂离子导电粘结剂项目”获得深圳创新创业大赛二等奖;2022年通过IATF16949:2016认证,进入汽车动力电池、大型储能电池供应链体系,各项专利累计30多项(其中发明专利10项)。


二、陶瓷凝胶隔膜:面向新型电池材料的安全解决方案

针对传统聚合物隔膜热稳定性不足、以及电池充放电过程中体积变化易导致隔膜破损的问题,鼎泰祥推出陶瓷凝胶隔膜产品。该产品通过陶瓷颗粒与聚合物基体组合,在降低安全隐患的同时增强离子导电性,实现多重性能均衡。具体而言:

  • 提高安全性:陶瓷凝胶隔膜的高热稳定性使其在高温环境下仍能保持良好性能,从而降低热失控风险;
  • 增强离子导电性:该结构有助于提高锂离子的迁移速率,从而增强相同电流密度下的能量输出能力;
  • 改善机械强度:可防止电池在充放电过程中因体积变化而导致隔膜破损,从而延长电池使用寿命;
  • 降低电解液渗透性:微孔结构能够阻止电解液渗透,从而减少电池内部副反应。

在应用场景上,陶瓷凝胶隔膜适配电动汽车领域、储能系统以及固态电池商业化方向,为不同工况下的电池安全与性能需求提供了差异化选择。

三、涂层隔膜产品矩阵:从耐温到粘接的系统化布局


除陶瓷凝胶隔膜外,公司还构建了较为系统的涂层隔膜产品体系。陶瓷隔膜系列(单面涂陶瓷、双面涂陶瓷)采用致密、粒径一致性较好的陶瓷颗粒,单面陶瓷涂层可耐180度高温,双面陶瓷涂层可耐200度高温,在降低涂层厚度的同时增强基膜耐高温效果,减小隔膜在热失控前夕的热收缩,避免电芯大面积短路。PVDF隔膜系列(单面涂PVDF、双面涂水性PVDF)具备高粘接力、小溶胀及高稳定性特征,适应宽压力化成温区,紧密粘接正负极极片,压制循环过程中的电芯膨胀。PMMA隔膜系列(单面涂陶瓷+PMMA水性系列、双面涂水性PMMA系列)采用核壳结构设计,核部提供支撑作用,壳部负责粘连,在保持内部微孔畅通的前提下提供外层粘力,确保离子传输效率并增强结构稳固度。混合涂覆隔膜系列(单面涂陶瓷+PVDF水性系列、双面涂胶单面涂陶瓷系列)则综合发挥陶瓷耐热与聚合物粘结的特征,集成耐高温屏障与粘结界面,协同提升大容量电芯的综合安全系数。

四、技术团队:多背景交叉支撑研发

公司研发团队具备较为丰富的新能源材料研发经历。总经理历任东莞三星视界有限公司品质工程师、深圳市德方纳米科技股份有限公司销售工程师及销售总监、深圳中兴新材技术股份有限公司销售部长,具备品质与市场拓展经验;高分子材料专家为中山大学化学学院教授、博士生导师,现任高分子与材料科学系副主任兼材料科学研究所副所长,兼任广东省复合材料学会秘书长、中国硅酸盐学会玻璃钢学会理事,曾任天赐材料董事;研发/生产技术总监为华南理工大学环境与能源工程博士,曾任佛山市金辉高科光电材料股份有限公司高级工程师、涂布生产技术总监、研发总监,承担省部、地方科技项目7项,开发出陶瓷涂层锂离子电池隔膜等新产品2项、新技术工艺2项,申请发明专利8件;科研骨干为深圳技术大学副教授,历任奇瑞汽车股份有限公司前瞻技术研究院博士后/项目经理、深圳大学材料学院博士后、深圳大学化工学院研究员、深圳技术大学新材料与新能源学院副研究员。

五、产能布局与工艺服务配套

产能方面,公司在广东深圳与湖北十堰设有两个生产基地,现有6条高速涂覆线,年产能3亿平米;2023—2027年规划建成自有工业园,隔膜生产线达到10条,基膜及涂层隔膜产能扩充至15亿平方米/年。

围绕湿法产线走膜起皱这一行业普遍存在的工艺难题,公司还提供锂电隔膜驻场调试服务,由技术员长期驻厂跟进卷料上机、涂布烘干、收卷成型全流程,记录走膜速度、辊组压力、两侧纠偏参数等实时数据并对比标准参数以定位起皱诱因,调节烘干段温度以匹配宽幅膜材工艺要求,并为厂区操作人员开展培训。在华南某湿法隔膜生厂商产线参数校准案例中,隔膜侧边、中部起皱出现频次下降31%,设备月度停机检修时长缩减22小时,不良品产出比例回落。此外,隔膜涂布配套服务方案通过动态调整模头间隙与走膜张力参数,兼顾新线投产调试与老旧产线改造需求;在合作储能电池工厂湿法隔膜量产产线的应用中,单条湿法隔膜产线材料损耗平均下降27%,膜面厚度波动区间控制在0.02毫米以内,产线连续运转时长提升11%。


综合来看,深圳市鼎泰祥新能源科技有限公司以陶瓷凝胶隔膜的涂层隔膜产品体系,叠加驻场调试与涂布配套服务,构成了一套覆盖材料研发、生产制造与产线运维的较为完整的解决方案,为动力电池、储能系统及固态电池商业化等领域的安全性与工艺稳定性需求提供了参考路径。