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2020 至2021 年間,全球電動汽車市場銷量增長了一倍,而這僅僅是開始。受歐洲、北美和亞洲對氣候和能源危機日益積極的應對政策推動下,預計到2025 年電動汽車和混動汽車的銷售量將達到15%,2030 年將達到32%。
未來十年內,電動汽車和混合動力汽車將會是全球移動出行的主要工具。全球所有大型制造商和主機廠均參與到了這場變革中。如Stellantis集團宣布,預計到2030年,集團在歐洲售出的所有汽車均為純電動車型,在美國售出的汽車中將有50%為純電動車型。未來10年面臨的主要挑戰是提高電動汽車的能效和里程,優化資源,減少汽車碳足跡。阿科瑪將在技術變革中發揮重要作用,公認的專業知識及獨特的高性能材料組合使阿科瑪成為加速向新能源時代過渡的解決方案貢獻者。
預計到2030 年電動汽車的市場份額將達到32%(源自2021年德勤報告)
鋰離子電池:領先材料制造商的解決方案和愿景
阿科瑪在電動汽車發展方面擁有全球領先的悠久研發歷史。我們提供一系列頂尖的材料,改善當前電池性能,為下一個技術突破做好準備。
電池組件內部
1、母排絕緣層:RILSAN® 或KEPSTAN®,值得信賴的解決方案
為保護與電池連接的銅排(母排),絕緣層的性能至關重要。阿科瑪有Rilsan® PA11 粉末及粒料可供選擇,以滿足浸涂、擠出以及注塑的加工要求。兩種產品都具有熱穩定性、阻燃性和電氣絕緣性,并得到了越來越多制造商測試和認可。隨著一些國家的防火標準日益嚴格,Kepstan® PEKK 提供了替代性解決方案,500oC 耐高溫時間長達五分鐘以上。
2、冷卻技術:保持領先一步
Rilsan® PA11 是經過驗證的汽車冷卻管路的可靠性材料解決方案,其銷售量已占較大比重,在2030 年的增長需求強勁。同時阿科瑪正積極研發以應對下一代浸入式冷卻的材料解決方案。
3、膠水和膠粘劑:來自BOSTIK 波士膠和SARTOMER 沙多瑪的先進解決方案
在電池內部,許多膠粘劑是用來確保在極端條件下電池之間以及電池組之間具有持久粘附力。Bostik 已將這一領域作為其創新政策的重點,且正在開發先進的結構性粘結、密封粘結以及導熱粘結的解決方案,各大超級工廠正在對這類解決方案進行資格認證。阿科瑪還提供Sartomer® 旗下的特種甲基丙烯酸酯樹脂,具有超高強度和靈活性的結構性膠粘劑。這些未來的技術,特別適合電池結構的粘接需求,保證穩固持久的粘性,并能夠吸收振動和熱膨脹。
4、電池絕緣涂層:紫外線樹脂即將面世
隨著電動汽車的出現,用于電池的涂層需要更高水平的性能。光固化解決方案以其干燥速度快、應用方便,吸引了制造商的興趣,這也是工業效率的關鍵因素。憑借其旗艦產品Sartomer® 光固化樹脂和添加劑產品,阿科瑪正為該應用開發具有電絕緣性、耐化學性和抗沖擊性的高性能解決方案,同時避免揮發性有機化合物的排放。
阿科瑪預測到2030 年電池銷售額將達到10 億歐元
電池核心
1、極片和隔膜涂層:KYNAR® PVDF 的可持續增長
聚偏二氟乙烯(PVDF)是鋰離子電池的一種重要材料,對于保護正負極之間的隔膜有至關重要的作用,PVDF不僅保證安全,還能延長電池的壽命。PVDF使活性粒子與正極結合以提高電池的能效。目前,阿科瑪是PVDF主要生產商之一,旗下Kynar®品牌對特種牌號的產品開發已超過25年。阿科瑪在電動汽車市場實現了長期的兩位數年增長,通過加強在電動汽車的三個主要地區(歐洲、北美和亞洲)的生產和研發,保持了強勁的發展勢頭。因此,阿科瑪集團決定2022年將Kynar® PVDF在中國的產能增幅提高到50%,并在2023年前將其位于法國Pierre-Bénite工廠的產能提高50%。
2、碳納米管Graphistrength®:電極的一大優勢
阿科瑪是全球為數不多的碳納米管生產商之一。添加少量該產品到負極,有助于電子流向正極,可顯著提高電子導電性,縮短電池充電時間。
3、電解質鹽Foranext®:高壓電池的先進解決方案
研發更高壓的電池是一個重要的市場趨勢,因而也提高了電池中電解質鹽的要求。通過多年投資開發超純LiFSI 電解質鹽的經驗,阿科瑪預見到這一需求,超純LiFSI 電解質鹽的導電性比現有解決方案更高,因此在寒冷天氣下,性能更穩定,充電時間更短。阿科瑪還開發了一種用于電解液配方的LiTDI 添加劑,以提高電解液的耐久性。這一突破性技術將于2023 年上市。
4、創新粘結劑:展望正負極材料的未來
目前Kynar® PVDF廣泛應用于鋰離子正極粘結劑,為正極活性材料提供很好的粘結作用,同時保持穩定的電化學穩定性。
下一代鋰離子電池將采用石墨/硅負極,彌補當前粘結劑的不足之處。這一新興技術將于2030年占領市場,阿科瑪將在專利樹脂的基礎上開發特級粘結劑,創造巨大的增長潛力。
電動車的平均里程從2015 年的211km 增長到2021 年的350km,增長率達40%。(國際能源署發布的《2021 年全球電動汽車展望》報告)
專注電池研發的卓越中心:阿科瑪
創新戰略的重要資產
電池卓越中心開幕式于2021 年11月19 日舉行,阿科瑪集團董事長兼首席執行官Thierry Le Hénaff 以及眾多客戶和合作伙伴出席了開幕式。阿科瑪集團在位于法國Pierre-Bénite 的研究中心設立了應用于綠色出行的電池卓越中心。
這個多技術、多產品空間完全面向開發應用于未來電池的先進材料和工藝。卓越中心被命名為Christian Collette,以紀念2021 年去世的阿科瑪集團研發負責人。中心擁有最先進的設備,包括一個干燥室、一條電極涂層生產線和為下一代電解質鹽做準備的試點生產線。
阿科瑪團隊正與學術和工業伙伴合作解決一系列短期和中期技術挑戰:用于下一代活性材料的粘結劑(高鎳或高錳)、富硅負極、高壓電池和“固態”電池。
目前制造商可回收的部分占電池重量的 60%,澳大利亞悉尼科技大學可持續未來研究所(ISF)。
阿科瑪投資Verkor 公司,助力建設法國電池生態系統
2021年,阿科瑪為Verkor 公司提供了數百萬歐元投資,用于開發高性能、低碳電池。通過這項屬于技術合作的投資,阿科瑪集團計劃為這個高度創新的項目提供專業知識和材料解決方案,以加強法國和歐洲的電池生態系統建設。法國初創公司Verkor 在格勒諾布爾建立的創新中心吸引了雷諾集團、歐洲創新與技術研究院(EIT InnoEnergy)、Tokai COBEX 和施耐德電氣的投資,Verkor 宣布在法國敦刻爾克附近建立一個超級工廠,預計將于2023 年投入運營。2025 年開始,該工廠將生產30萬塊電池,相當于50 GWh。這些電池將用于裝配100 萬輛電動汽車,包括著名的雷諾日產在迪耶普制造的Apline 汽車。
Verkor 位于敦刻爾克的新工廠自2023 年投入運營起將逐步實現的電池產量,相當于50GWh。
電池壽命結束:現在就要做好準備
隨著電動汽車出行的快速發展,電池使用壽命結束時應采取什么行動也成為了人們關注的問題。阿科瑪制定創新政策時也將這一重大環境問題考慮在內。結合VirtucycleTM 回收計劃, 阿科瑪集團正研發電池中Kynar® PVDF 的回收及循環工藝。第一步是在粉碎電池后分離組成電池的各種材料(包括過氧化氫),阿科瑪是過氧化氫的主要生產商。Bostik 膠粘劑解決方案在過程中也發揮了關鍵作用,確保了電池組件之間的持久粘附性,同時可以在電池壽命結束時分離電池組件。值得一提的是,阿科瑪研發的LiFSI 電解質鹽推動了高壓電池蓬勃發展,能夠進行回收和再利用,這是阿科瑪集團的專利工藝,在市場中極具競爭力。
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