科创中国
一种微细纤维及其制备方法和应用以及一种电气设备所用隔膜的制备方法
成果类型：: 发明专利
发布时间: 2022-11-08 10:57:52
科技成果产业化落地方案
方案提交机构：“科创中国”特种纸基材料专业科技服务团| 特种纸委员会 | 2022-11-15 11:42:02
根据超级电容器纸的性能要求和技术发展，要求超级电容器纸孔隙率高、孔径小而均匀。分析影响纸张结构的关键要素，纤维原料的形态和交织结构对纸张性能有决定性影响，只有能够高度细纤维化的纤维才能满足要求，但是出于强度要求，需要纤维保留一定的完整性，而这是一般纤维原料所不具备的特性。针对这一技术难点，课题团队根据各类纤维的微观结构特点以及制备微细纤维的难易程度，甄选纤维原料，采用组合机械处理方式，成功制备出微细纤维。目前产品有5种规格型号，分别是LF5050、LF4840、LF6030、LF4030、LF4825。物理性能与进口产品相当，实现国产化。
通过该技术制备的纤维直径能够达到0.2-0.5μm，平均长度1.0mm左右。以该纤维为主要原料制备出的系列电气用纸，目前厚度最薄做到20μm，不同客户需求还有30、40μm等。产品性能良好稳定，主要表现在纸张孔隙率高，孔径小而分布均匀；机械强度高，满足加工需求；化学纯度高，正常条件下不会在应用场景发生反应；一定温度下的伸缩变形小，不大于1.5%。
该技术制备的微细纤维满足电气用纸（超级电容器纸）的生产需求。超级电容器纸是超级电容器中的关键材料之一，起到“阻电子、通离子”的作用。超级电容器是一种新型的储能器件，因其突出的功率性能、良好的环境适应性和超长寿命，在国民经济的很多细分领域都具有广阔的发展前景。目前，中国已经成为超级电容器重要的应用市场，在风力变桨、交通轨道、智能仪表、消费电子、工业、物联网等领域发挥着越来越重要的作用。据超级电容产业联盟不完全统计，2020年超级电容器全球市场销售额（以器件为统计对象）约13.8以美元，约合人民币92.5亿元；2021年超级电容器全球市场销售额（以器件为统计对象）约15.9以美元，约合人民币106.5亿元，增速约15%。
纸基功能新材料事业部现有人员8人， 其中教授级高级工程师1人，高级工程师4人。这是一个专门致力于整合优化造纸院创新产品资源、加快科技成果高效转化的业务部门。年轻的团队朝气蓬勃、团结奋进、立足专业、勇于创新，搭起科研与产业沟通的桥梁； 面向需求、整合资源、敢想敢干、跨界创新，在产业发展的道路上披荆斩棘。
目前市场上仍然被进口产品垄断着，比如日本NKK和美国Celgard公司。据相关统计，日本NKK公司的纤维素隔膜每年全球有2~3千万平米的销量。我国超级电容器纸年需求量约为350吨，市场规模约2.8亿元。本项目产品的产业化将迅速侵占国内市场，保守估计初期的市场占有率将达到30%以上，并将持续扩张，现正在积极参与并落实“中国超级电容产业联盟”发起的超级电容关键材料国产化倡议。截止2022年10月底，已与20家下游超级电容器纸需求客户建立联系，其中实现批量销售客户7家，客户群涉及我国知名央企、国企以及上市公司等实力企业，正逐步实现国产化替代。
该技术孵化的产品已经在子公司成功落地。为保证产品质量的稳定性，设备的完善和精度的提升是需要特别重视的环节，也是为超薄型产品的顺利落地打下基础，任重道远。希望相关感兴趣的公司来投资，依然由我们的子公司来生产，共同打造出国内品牌，全面实现国产化。
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