1、特斯拉收购Maxwell之前,两家已经交流很久了。马斯克本人很关心超级电容这个技术,但一直没有付诸行动去做,主要因为a)超级电容市场比较小;b)在测试Maxwell产品过程中发现超级电容性能增加有限。
2、Maxwell对整个超级电容市场的推广起到很大帮助。不过超级电容不适合作为主动力源。超级电容和锂电池是互补的关系,一个存储型器件,一个功率型器件。
3、超级电容在轨道交通、公交车领域运用较多,主要系市内运行,里程较短,但有很多红绿灯,启停频繁。在这个过程中刹车能量浪费掉了,但现在用超级电容可以回收能量。这块业务Maxwell的销售额可以做到几亿。
4、特斯拉收Maxwell是因为最终看到了干法电极对电池的提升。收购后研发人员留下了,但计划把超级电容业务打包出售。
【干法电极】
1、干法电极的历史:干法电极原来是在超级电容上面应用的。因为用湿法涂到箔上,压实会有影响,怕压得太实会损坏箔。但干法可以压得很实,能量密度提升8%,但成本提升40%。干法电极在超级电容上的应用性价比不高。因此,超级电容90%还都是湿法生产。
2、什么是干法电极:
a)湿法电极下,正或负极与NMP溶剂混合在一起形成浆料,而后再用涂布设备涂在集流体上,随后这些浆料中的水分要蒸发掉。
b)在干法下,没有溶剂,都是粉末状态,核心工艺是如何把粘接剂拉成丝,再用挤压设备将固体粘接剂与正极或负极压在一起。
3、干法电极在锂电池的应用:
a)湿法电极在锂电池可以压得很实,但太实会影响电池性能,比如倍率等。因此,从压实的角度其实湿法电极在电池上是可以做到很高的。
b)干法电极在电池上主要还是要配合硅碳负极的应用,解决膨胀后粉体脱落等问题,循环次数可以数倍提升。此外,湿法中有溶剂的情况下会导致锂的损失,不过干法电极不存在这个问题。
4、干法电极的变化:
a)NMP浆料不再使用,改用固体粘接剂PTFE(聚四氟乙烯)。
b)省去干燥的过程。NMP气体挥发有毒,处理过程也可以省去。
b)原先的涂布设备需要改动,增加挤压等设备。设备主要还是韩国和日本的设备,没有标准的设备。
5、干法工艺的缺陷:
a)干法电极工艺的粘接剂是含氟的,与锂会反应形成氟化锂,Maxwell实验室内部有一个初步的解决方案。
b)纤维化工艺在超级电容上应用比较容易些,因为原材料是活性炭,质量轻。电池上是硅碳,质量重,密度匹配有一定难度。
c)在电池上应用,干法电极工序材料损耗增加40%。
d)大规模应用需要解决a和b两个问题,估计可能要1-2年以上时间。
6、干法电极专利情况:Maxwell专利2004年发的,已经发出来16年了,一共20年保护期,还能用4年。
7、国内企业应用情况:
a)国内有2-3家做干法电极,但都是用Maxwell的技术。
b)GMCC(烯晶碳能):做的干法电极量是国内最大的,已经在海外销售,因此Maxwell也比较关注,已经发律师函了。GMCC虽然在一汽订单上没挣钱,报价很低,但成功进入汽车行业了,直接把他们企业盘活了。
c)其他规模小,Maxwell没精力管。江海他们收购了日本的技术,有点类似干法,但那条线没跑起来。
d)固体粘接剂(PTFE):做的最好的是日本大金、美国杜邦。Maxwell买的是杜邦的。这个就是氟化工。国内是三爱富涉及这块