我國(guó)鋰離子電池用隔膜的研究與開發(fā)現(xiàn)狀

在采訪中，有電池材料專家告訴記者，隔膜是鋰離子電池的重要組成部分之一，隔膜的重要材料是多孔高分子膜，包括聚乙烯及聚丙烯。鋰離子電池使用的隔膜對(duì)安全性、滲透性、孔隙度和厚度都有嚴(yán)格的要求。

在鋰離子電池,帶電離子在正極和負(fù)極之間移動(dòng)不斷形成電流,電極和隔膜位于電池的正負(fù)電極之間,這不僅可以防止正負(fù)電極之間的直接接觸,而且確保順利通過電解質(zhì)離子。周甄生動(dòng)地解釋說,電池電解液就像一條河,河邊徒步旅行船等鋰離子隔膜是建立在大壩的腰部,一個(gè)隔膜洞就像一個(gè)大壩閘門,在正常情況下,離子在正負(fù)兩極持續(xù)流動(dòng),充電和放電的循環(huán)的結(jié)束。

高端隔膜通常采用陶瓷材料。假如電解液溫度過高，這種材料就會(huì)膨脹，氣孔就會(huì)像門相同關(guān)閉，阻礙離子的交流，從而防止電池因高溫而爆裂。周震說，隔膜是鋰離子電池資金猜測(cè)到的最高技術(shù)壁壘的一種材料，其技術(shù)難點(diǎn)在于孔的工程技術(shù)、基體材料和制造設(shè)備。技術(shù)要求高，所以價(jià)格也高，占電池總成本的10%以上。

目前，世界上最好的鋰離子電池隔膜材料來自朝日化工和東郊化工兩家日本公司，而國(guó)內(nèi)鋰離子電池鋁塑膜市場(chǎng)90%的份額是昭和電工等日本廠家的獨(dú)家。天津力神公司的工程師告訴記者，與日本相比，我國(guó)的高端隔膜距離明顯。國(guó)產(chǎn)隔膜產(chǎn)品的一致性不高，存在不合格的孔隙率、厚度、孔隙彌散度和孔徑彌散度不均。

膜片的質(zhì)量直接影響電池的容量、充放電循環(huán)壽命、阻燃和抗爆安全功能。業(yè)內(nèi)人士惋惜地嘆息:一層隔膜兩重天，大步走過的是晴天!

國(guó)產(chǎn)隔膜亟待打破

現(xiàn)在鋰離子電池隔膜制造工藝重要分為濕法和干法。記者在采訪中了解到，我國(guó)在干法工藝上已進(jìn)入國(guó)際第一方，但在濕法隔膜領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)公司雖然掌握了方法，但仍全部與國(guó)外巨頭抗衡，此外，中心生產(chǎn)設(shè)備也重要依靠進(jìn)口。

數(shù)據(jù)顯示，2017年，國(guó)內(nèi)鋰離子電池市場(chǎng)規(guī)劃約1130億元，動(dòng)力鋰離子電池規(guī)劃約600億元。工業(yè)和信息化部公布的《節(jié)能與新能源轎車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2011-2020年)》也顯示，到2020年，我國(guó)每年只能生產(chǎn)200萬(wàn)輛純電動(dòng)汽車和插電式混合動(dòng)力車。根據(jù)電池專業(yè)協(xié)會(huì)的預(yù)算，每年對(duì)優(yōu)質(zhì)汽車動(dòng)力鋰電池隔膜材料的需求將達(dá)到數(shù)億平方米。

鋰離子電池的發(fā)展不能被別人控制，隔膜等高端材料也不能逃脫!天津巴莫股份有限公司總經(jīng)理吳孟濤認(rèn)為，如此巨大的市場(chǎng)需求，完全依賴國(guó)外廠商，不僅不切實(shí)際，而且也將是國(guó)內(nèi)動(dòng)力鋰離子電池最大的擔(dān)憂。

高端隔膜技術(shù)有很高的門檻，不僅要投入大量的資金，還要有強(qiáng)大的研發(fā)和生產(chǎn)團(tuán)隊(duì)，熟練的技術(shù)和高水平的生產(chǎn)線。關(guān)于濕法制造，樹脂材料和添加劑的擠壓和混合過程以及拉伸過程是兩個(gè)核心難點(diǎn)。周甄認(rèn)為國(guó)內(nèi)隔膜公司想要更多,有必要基材表面處理技術(shù),如拉力膠工藝,沖壓產(chǎn)品的材料、設(shè)備和過程控制,和其他領(lǐng)域的三個(gè)教訓(xùn),此外,隔膜產(chǎn)業(yè)鏈上游,包括國(guó)內(nèi)涂布機(jī)等,生產(chǎn)中心配備也要迎頭趕上,盡快完成本地化更大的突破。