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在碳達峰、碳中和背景下,我國能源結構處于由化石能源向風、光、氫等新能源轉變的關鍵時期,氟材料也由于其特殊的性質,在新能源行業發揮著越來越重要的作用,下面來看看有哪些氟材料可以應用在新能源行業吧!
六氟磷酸鋰目前最主流的電解質材料,在電解液中成本占比較高,價格與電解液價格呈高度相關。自2020年下半年以來,新能源汽車銷量快速增加帶動鋰電池需求爆發,六氟磷酸鋰作為電解液靈魂材料,也迎來了需求爆發期,國內企業紛紛擴產,供求關系也迅速轉變,目前正處于低迷期。
PVDF具有良好的機械強度、化學穩定性、電化學穩定性、熱穩定性,由其制成的光伏背板膜能很好地保護光伏組件免受外界環境的影響,延長其使用壽命,是目前應用最廣泛的背板膜之一。
PVF作為含氟高分子材料,也具有許多優良性能,是光伏背板應用較多的氟膜材料。相比PVDF,PVF含氟量較低,抗紫外能力和耐化學性不及PVDF,致密性比PVDF差,抗風沙能力也弱于PVDF,近年來其在光伏中的市場份額逐漸被PVDF取代,PVDF也成為了市場規模最大的氟膜材料。
雙(三氟甲磺酰)亞胺鋰即LiTFSI,與六氟磷酸鋰配比添加至電解液中可有效提高電池的使用壽命及安全性能,具有更高的導電率、不易水解及熱穩定性等特點,因此,LiTFSI可成為改善六氟磷酸鋰缺陷的添加劑,符合新能源汽車行業發展趨勢。
隨著全球鋰離子電池需求量的迅速擴張,電解液產銷量加速增長,將帶動LiTFSI使用量逐年上升,市場前景十分廣闊。
目前,雙(三氟甲磺酰基)亞胺鋰國內主要集中于派瑞特氣、江蘇國泰超威新材料, 國外競爭企業主要為索爾維。
另外,LiTFSI也可用于聚合物固態電池電解質。LiTFSI離子電導率較高,在聚合物電解質中被廣泛用作單一的傳導鋰鹽。隨著固態電池的逐漸產業化,LiTFSI將迎來新的增長點。
LiFSI:六氟磷酸鋰雖然是主流的電解質鋰鹽,但其性質不穩定,暴露在空氣中會迅速分解,溫度稍高就開始分解,因此儲存方面要求避免高溫、高濕環境。
相比六氟磷酸鋰,LiFSI穩定性高 ,200℃以下不分解,低溫性能優異,水解穩定性好,在導電率、析鋰反應、熱穩定性等性能指標均超過六氟磷酸鋰,有望替代六氟磷酸鋰作為電解質材料。
LiFSI作為電解液鋰鹽主要有兩種應用方式:一是用作六氟磷酸鋰的添加劑,添加量一般在0%~3%;二是作為新型鋰鹽部分替代六氟磷酸鋰,用量在3%~5%,在硅碳負極體系中用量更高。目前市場上的鋰鹽以六氟磷酸鋰為主,LiFSI更多應用于三元鋰電池,且在鋰電池中更多的是以添加劑的形式進行輔助使用。
未來,隨著鋰電池技術不斷發展、LiFSI生產工藝日益成熟、生產成本逐漸下降和三元動力電池的高鎳化趨勢,LiFSI的用量有望快速提升。
FEC:FEC化學名稱為4–氟–1,3–二氧雜戊環–2–酮,通常被稱為氟代碳酸乙烯酯,是目前應用最為廣泛的含氟添加劑之一,FEC會在負極表面形成一層結構緊密、性能優良的SEI膜,在降低電池阻抗的同時提高電解液低溫性能,進而增加電池比容量,改善電池的循環穩定性,特別是含Si鋰離子電池的循環穩定性。
受益于消費電子、新能源汽車等產業發展,鋰電池電解液出貨量呈現增長態勢,FEC需求也穩步增長。另外,FEC還可以用于鈉離子電池中。目前,國家出臺了很多政策支持儲能發展,儲能行業有望高速發展,鈉離子電池市場將快速擴張,將帶動FEC需求大幅增長。
業吧!
質子交換膜是質子交換膜燃料電池的核心部件,在電池操作過程中它起到提供氫離子通道和隔離陰極和陽極反應物的作用,其性能的優劣直接影響電池的性能、能量轉化效率和使用壽命等。
目前,業內廣泛采用的是全氟磺酸型質子交換膜,由全氟磺酸樹脂通過成膜制備而成。全氟磺酸樹脂(PFSA)分子的主鏈具有聚四氟乙烯(PTFE)結構,分子中的氟原子可以將碳-碳鏈緊密覆蓋,而碳-氟鍵鍵長短、鍵能高、可極化度小,使分子具有優良的熱穩定性、化學穩定性和較高的力學強度;分子支鏈上的親水性磺酸基團能夠吸附水分子,具有優良的離子傳導特性。
電子級氫氟酸主要用于去除氧化物,是半導體制作過程中應用最多的電子化學品之一,廣泛應用于集成電路、太陽能光伏和液晶顯示屏等領域。在光伏領域,電子氫氟酸主要應用于太陽能電池片的制絨和清洗等工藝工程,約占電子級氫氟酸總消費的25%左右。
事實上,除前文提及氟材料外,還有許多氟材料可應用在新能源行業,如二氟磷酸鋰、THV、ETFE等。不管是在鋰電池還是光伏亦或是其他新能源中,氟材料都發揮著舉足輕重的作用,氟材料的開發和使用對于降低成本和新能源最終大規模推廣應用具有重要意義。
光學玻璃:現代光學技術的核心材料,賦能高端制造與精密儀器
光學玻璃,作為一種以高純度硅酸鹽、硼酸鹽、磷酸鹽為基礎并摻入特定稀有元素制成的特殊材料,憑借其優異的光學性能,已成為制造各類光學儀器與元件的關鍵基礎材料,廣泛應用于科研、工業、醫療及消費電子等多個前沿領域。多元分類滿足不同需求根據成分、性能及工藝的不同,光學玻璃呈現出豐富的種類。按成分主要分為常見的硅酸鹽玻璃、具有高透光低色散特性的硼酸鹽玻璃以及熱穩定與化學穩定性突出的磷酸鹽玻璃。按光學性能,則涵蓋高折射率、低折射率、低色散與高色散等類型,以滿足如高倍顯微鏡、高清相機鏡頭設計或光學系統色差校正等不同精密需求。制造工藝上,熔制、壓延和拉制等不同方法,分別適用于制造常規光學元件、薄片狀元件及光纖等特定形態產品。此外,防反射涂層玻璃、偏振片玻璃等具備特殊功能的產品,進一步拓展了其應用場景。卓越特性奠定應用基石光學玻璃的核心特性為其廣泛應用提供了堅實支撐:光學性能卓越:具備特定的折射率與較低的色散性,這對透鏡、棱鏡等元件的成像質量至關重要,能有效減少色散,保持圖像清晰。物理化學性質穩定:良好的熱穩定性使其能在寬溫域內保持性能;優異的化學耐腐蝕性確保了在復雜環境下的長期可靠使用。透光性極佳:對可見光與紫外線的高透過率,保證了光學儀器高效、清晰地傳遞光信號與圖像信息。加工適應性好:可通過切割、研磨、拋光等工藝靈活制成各種形狀與精度要求的元件,適應多樣化設計需求。廣泛應用驅動技術發展憑借上述特性,光學玻璃已成為多個高科技領域不可或缺的材料:光學鏡片與系統:是制造透鏡、棱鏡、反射鏡等核心鏡片的基礎,廣泛應用于相機、望遠鏡、顯微鏡等成像設備。激光技術:用于制造激光器中的倍頻晶體、透鏡、窗口等,對激光的生成、調控與傳輸起到關鍵作用。光學濾波與涂層:用于生產各種光學濾波器,實現對特定波長的選擇與控制;表面鍍制反射、增透、偏振等涂層,以優化光學器件性能。光學窗口與防護:作為光學系統的視窗,在允許光線透過的同時,保護內部精密部件免受環境損害。交叉領域滲透:在光譜分析、光纖通信、醫療器械乃至消費電子等領域,光學玻璃都發揮著重要功能,持續推動相關行業的技術進步。光學玻璃的持續發展與創新,正不斷助力光學技術向更高精度、更復雜功能邁進,為科技創新和產業升級提供著基礎而關鍵的 material support。
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2025-12-10
破解算力“散熱焦慮”:國產高端冷卻液實現全鏈條自主,成本大降
一、技術突破:性能對標國際巨頭,成本優勢顯著國內自主研發的冷卻液(包括全氟聚醚、氫氟醚等)實現純度99.9999%的突破,關鍵性能指標如導熱性、絕緣性、化學穩定性均達到3M同類產品水平。其核心創新包括:材料配方:通過分子結構優化,使氟化液工作溫域覆蓋-50℃~200℃,適配高密度算力芯片散熱需求;成本控制:依托螢石-氫氟酸-氟化液全產業鏈布局,生產成本較進口產品低30%,售價僅為3M的1/4;環保替代:開發無PFAS(全氟烷基物質)配方,符合歐盟REACH法規要求,填補3M退出市場后的空白。二、產能與產業鏈協同已建成千噸級氟化液生產裝置,可滿足全國35%以上的浸沒式液冷需求。其產能優勢體現在:垂直整合:原料氫氟酸自給率超90%,冷卻液生產成本較外購企業低33%-37%;快速擴產能力:基地利用低價能源(電價成本降30%),可快速復制生產線;高端應用儲備:電子級氟化液通過大牌認證,用于晶圓蝕刻環節來源:雪球
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2025-12-08
嘉遠參會綠色氟化工論壇:聚焦行業綠色與智能轉型
論壇上展示的AI輔助環保材料設計案例,為嘉遠團隊的技術路線思考提供了新的參照。2025年11月26日,嘉遠公司技術團隊赴廈門參加了第六屆綠色氟化工技術協同創新論壇。本屆論壇以 “綠色智造·鏈動未來” 為主題,聚焦于氟化工產業在“雙碳”背景下的可持續發展路徑。技術前沿與綠色實踐論壇的技術分享集中于兩大方向:綠色生產工藝與智能化創新。AI 賦能創新:上海大學教授解讀《AI 賦能綠色氟化工:分子智造驅動的環保氟膜技術與未來電子封裝》;新材料突破:中科院上海有機所研究員分享《一些含氟功能材料的創制及其應用》,東華大學教授解析《無色透明含氟聚酰亞胺薄膜的制備及其應用技術》;綠色技術實踐:浙江力久環境帶來《無水氟化氫凈化除砷新技術的應用》,天俱時集團分享《從 “氟” 到安,向 “綠” 而行 —— 基于本質安全與綠色智造的新一代氟化工 EPC 工程創新實踐》;合規與應用:通標標準范儒解讀《歐盟電池法規背景下,電池產業鏈的合規挑戰與應對措施》,探討《全氟聚醚在數據中心液冷領域的應用》。嘉遠團隊的參會收獲作為參會者,嘉遠團隊重點關注了與自身發展相關的領域,核心收獲明確:技術方向:明確了AI輔助研發在材料創新中的潛力,以及具體的綠色生產改進技術。合規前瞻:了解到歐盟電池法規等國際環保政策動向,為產品規劃提供了預警。行業洞察:通過與同行交流,感知到行業向綠色化、智能化雙軌轉型的共識與迫切性。未來展望通過此次論壇,嘉遠團隊認識到,綠色與智能已不僅是行業趨勢,更是企業未來競爭力的核心。團隊計劃將此次獲取的行業洞察進行內部轉化,評估其在具體研發與生產優化中的應用可能性,以務實推動公司的技術升級。
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2025-12-04
從“關鍵粘合劑”到“被挑戰者”:PTFE在固態電池競賽中的角色演變
電池制造車間里,隨著輥壓機發出低沉的轟鳴,一層層超薄固態電解質膜被精確地卷繞成卷,為電動車提供著比傳統電池高出一倍的能量密度。 今年6月,三星在韓國天安工廠建設的試驗生產線上,工程師們正驗證一種基于聚四氟乙烯(PTFE)干法電極技術的全新電池制造工藝。這種技術使用PTFE作為核心粘合劑,通過纖維化過程制造出支撐活性物質層狀結構的電極片。 隨著全球對固態電池產業化的加速布局,曾經默默無聞的PTFE——這種在工業領域常見的聚合物,如今已成為固態電池競賽中的關鍵材料。01 工藝革新在傳統的濕法電池制造中,漿料制備需要大量有機溶劑,而固態電池中的硫化物電解質恰恰與這些溶劑反應性較高。干法工藝則完全不同,它在制造復合正極和電解質薄膜時完全不使用溶劑,成為解決這一難題的關鍵路徑。PTFE以其獨特的物理特性成為干法工藝的首選粘合劑。在施加壓力和剪切力時,PTFE會形成纖維狀結構,這些纖維相互纏繞,形成支撐活性材料和導電劑的層狀網絡。這種“原纖化”過程使得電極材料能夠均勻分散,形成牢固的薄膜結構。正是這一特性,讓PTFE在固態電池干法電極制造中占據了難以替代的位置。02 短板顯現 PTFE的局限性隨著固態電池技術發展逐漸暴露。作為絕緣聚合物,它無法主動參與鋰離子的傳導過程,這在追求更高性能的固態電池中成為一個明顯短板。此外,PTFE提供的界面粘合力有限,無法確保活性材料、固體電解質和導電碳之間始終保持良好的界面接觸,這會影響電池的長期循環穩定性。對于厚度僅有25-35微米的超薄電解質膜來說,材料的機械性能至關重要,而PTFE制備的電解質復合膜在柔韌性和應力耗散方面仍有提升空間。03 改進突破 面對PTFE的局限性,全球科研團隊正在探索改良與替代方案。韓國某大學的研究人員嘗試使用一種鋰離子導電離聚物作為粘結劑,即聚(四氟乙烯-共-全氟(3-氧代-4-戊烯磺酸))鋰鹽。這種材料結合了PTFE的工藝優勢與鋰離子傳導能力,能夠確保復合正極各組分之間具有良好的界面接觸,同時促進鋰離子的傳輸。中國科學院的研究團隊則采用了另一種創新方案。他們利用熔融粘結技術,將低粘度的熱塑性聚酰胺(TPA)與硫化物電解質混合,構建聚合物滲透網絡。這種方法制備的超薄硫化物固態電解質膜厚度可控制在25微米以下,同時具備優異的柔韌性和離子電導率(2.1 mS/cm)。04 替代探索TPA相較于PTFE展現出多重優勢。通過熱壓成型誘導TPA在硫化物顆粒間隙滲透,研究團隊構建了完整的聚合物逾滲網絡。這種結構不僅能實現超薄成膜,還能有效耗散電池運行過程中產生的不均勻內應力,降低機械失效風險。在實際應用中,基于TPA熔融粘結技術的全固態電池表現出色循環性能。適配純硅負極的全電池可循環2000次,在高負載情況下經過9200小時、1400次循環后,面容量仍保持在2.5 mAh·cm-2以上。當正極材料載量提升至53.1 mg·cm-2時,電池能量密度超過390 Wh/kg和1020 Wh/L。05 產業動向全球電池企業已積極布局固態電池產業化。三星選擇PTFE干法電極技術作為降低制造成本、提升量產速度的競爭手段。該公司認為,這種工藝具有工藝縮短、設備精簡和厚膜化的潛力,正不斷提升量產成熟度。特斯拉、比亞迪、寧德時代、LG新能源等行業巨頭也都在積極導入干法電極技術。中國設備制造企業已推出第三代干法攪拌纖維化與干法成膜的全固態工藝,并成功向頭部客戶交付固態極片涂覆設備。行業預測,固態電池行業將在2025年下半年至2026年上半年進入中試線落地關鍵期,2027年有望開啟小規模量產裝車。當三星試驗生產線上基于PTFE干法工藝的驗證工作持續推進時,德國電池實驗室的研究員發現,使用聚酰胺替代PTFE的固態電池在針刺測試后僅僅表面溫度上升了3.2攝氏度。據行業數據,全球已有至少七家主流設備制造商推出了針對固態電池干法電極的專用設備解決方案。固態電池的能量密度已突破600Wh/kg,這意味著搭載這種電池的電動汽車續航里程可能輕松突破1000公里。
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2025-12-02