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一层膜两重天:国产锂电池福气卡在一张薄膜上
发表时间:2018-11-07

  “在锂电池内部,带有电荷的离子,在正负极间流动穿梭,才华造成电流,而隔膜位于电池内部正负极之间,既要防止正、负极直接接触,又要确保电解质离子顺利通行。”周震形象地说明说,电池电解液犹如河流,锂离子比如河上行驶的小船,隔膜是拦腰而建的大坝,一个个隔膜孔就像是大坝上的闸门,畸形情况下,离子自由穿梭达到正负极,实现充放电的循环。

  “高端的隔膜个别附带有陶瓷材料,如果电解液温渡过高,材料膨胀,孔隙会像闸门一样关闭,切断离子交流,从而避免电池因温度过高而起火爆炸。”周震介绍说,隔膜是锂电材料中技术壁垒最高的一种材料,其技巧难点在于造孔的工程技术、基体材料,以及制造装备。“技术请求高,价格自然也就贵,差不久占到了电池总成本一成以上。”

  “比方登山,离山顶越近成功登顶的渴望就越大,而这时须要付出的努力也多!”周震说道。

  逾越太平洋的“四国游戏”

  天津力神电池一位负责人在接收科技日报记者采访时表示,锂电池最前沿的三元材料,核心专利把持在美国3M公司跟阿贡国家实验室的手中,3M公司持有通例化学计量比的NMC材料的专利,阿贡国家试验室占领层状富锂材料专利。目前,松下、三星、LG等主流厂商都要花钱购买相关专利授权。“海内锂电池企业众多,将来进入国际市场,面对国际巨头竞争,缺少中心专利和材料技能是中国电池企业未来最大的隐忧和短板。”该负责人表现。

  隔膜的品德直接影响电池容量、充放电轮回寿命、阻燃止爆保险性能等指标。业内人士感慨:“一层隔膜两重天,迈从前就是晴天!”

  “也不知道这辆车的电池能坚持多久?”

  从事新能源材料研究20多年,看着日渐增多的新能源汽车,周震惊喜之余,仍存发愁,“锂电池的基础材料研究,咱们与世界一流水平还有差距,尤其高端电池隔膜材料仍然依赖进口”。

  去年寰球动力电池销量前10的企业中,中国企业就占了7席,在市场份额上超越日本,占据了世界第一位;预计到2020年,我国在寰球电池市场所占的份额将达七成以上;目前我国电池生产企业已超过了200家,是全球领有锂电池生产企业最多的国家……然而这一串的数字,并不让业内人士觉得骄傲,不少人接受采访时指出,诚然我国已经形成了比较完善的动力电池产业链,电池产业范畴够大,然而还远称不上强。

  在锂电池范围存在着一个超越太平洋的“四国游戏”。“从行业角度来看,美国有比拟强的研发设计才能,目前仍然引领锂电池原始翻新、核心材料研发;日本作为电池材料制造大国,生产尺度严格,可能最先制造出新的成品电池;我国和韩国作为第二梯队,后续跟进……”周震阐明说,“相较日、韩,我国的低端锂电池产品更有优势,主要是由于人工和原始材料相对便宜,然而在部分高端产品,尤其是事关电池保险性的核心材料和制作工艺,仍有较大的差距。”

  数据显示,2017年,国内锂电市场范围到达了1130亿元左右,其中动力锂电池规模大略600亿元。而国度工信部印发的《节能与新能源汽车工业发展打算(2011—2020年)》也显示,到2020年我国纯电动汽车跟插电式混淆动力汽车出产才干达200万辆/年。有电池行业协会据此估算,我国未来每年需要的高品格车用能源电池隔阂资料需要量将达到数亿平方米。

  采访中,有电池材料专家告诉记者,隔膜是锂电池的关键组件之一,隔膜重要材质为多孔质的高分子膜,包括聚乙烯及聚丙烯。锂电池用的隔膜对安全性、渗透性、孔隙度及厚度都有严苛的恳求。

  原标题:一层膜隔出两重天:国产锂电池的福气,卡在了这一张薄膜上面!

  来源:科技日报(ID:kjrbwx)

  据理解,电池四大核心材料中,正、负极材料、电解液都已实现了国产化,唯独隔膜仍是短板。国产隔膜主要供应低端3C类电池市场,高端隔膜目前依然大量依附进口。核心专利缺乏,隔膜等关键材料不给力,不仅成了国产锂电池难以承受之痛,也拖了国产锂电池企业“走出去”的后腿。

  目前,世界上最好的锂电池隔膜材料出自旭化成和东燃化学两家日本公司,而国内锂电池铝塑膜市场九成份额也被昭和电工等日本厂商垄断。天津力神公司的工程师告知记者,与日本相比,我国的高端隔膜差距明显。国产隔膜产品一致性不高,存在孔隙率不达标,厚度、孔隙分布以及孔径散布不均等问题。

任务编辑:霍宇昂

  6月15日上午,望着窗外驶过的又一辆新能源汽车,南开大学新能源材料化学研讨所所长、博士生导师周震习惯性地自语道。

  “锂电池发展要想不受制于人,隔膜等高端材料无奈躲避!”天津巴莫股份有限公司总经理吴孟涛认为,如此巨大的市场需要,完全依靠本国厂商,不仅不事实,也将是国产能源锂电池最大隐忧。

  目前锂电池隔膜制造工艺主要分湿法和干法。记者采访中懂得到,我国在干法工艺上已迈入了世界第一方阵,但在湿法隔膜领域,国内企业虽掌握方法,但整体仍难以与本国巨头抗衡,此外,核心生产设备也主要依赖入口。

  在周震等业内专家看来,作为新能源车的“心脏”,国产锂离子电池(以下简称锂电池)目前“跳”得还不够稳。

  高端隔膜技术存在相当高的门槛,不仅要投入巨额的资金,还需要有富强的研发和生产团队、纯熟的工艺技术和高程度的生产线。“对湿法制造工艺来说,树脂材料与增添剂的挤出混杂进程以及拉伸过程是两大核心难点。”周震以为,国内隔膜企业要想有更大的作为,必须要在基本材料名义处理工艺、胶粘剂配方工艺、产品冲压拉伸等波及材料、设备和工艺操纵等三大范畴“补课”,此外,在隔膜产业链上游,包含国产涂布机等在内核心生产设备也需要迎头赶上,尽快实现国产化更大冲破。

 

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