设备与材料

一层隔膜两重天 国产锂电池尚需拨云见日

作者:来源:科技日报发布时间:2018-06-27 16:48我要评论

“也不知道这辆车的电池能坚持多久?”

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究所所长、博士生导师周震习惯性地自语道。

从事新能源材料研究20多年,看着日渐增多的新能源汽车,周震欣喜之余,仍存忧虑,“锂电池的基础材料研究,我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”。

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。

跨越太平洋的“四国游戏”

去年全球动力电池销量前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,我国在全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,是全球拥有锂电池生产企业最多的国家……然而这一串的数字,并没有让业内人士觉得骄傲,不少人接受采访时指出,虽然我国已经形成了比较完善的动力电池产业链,电池产业规模够大,但是还远称不上强。

在锂电池领域存在着一个跨越太平洋的“四国游戏”。“从行业角度来看,美国有比较强的研发设计能力,目前仍然引领锂电池原始创新、核心材料研发;日本作为电池材料制造大国,生产规范严格,能够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……”周震解释说,“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,但是在部分高端产品,尤其是事关电池安全性的核心材料和制造工艺,仍有较大的差距。”

据了解,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赖进口。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。

天津力神电池一位负责人在接受记者采访时表示,锂电池最前沿的三元材料,核心专利掌握在美国3M公司和阿贡国家实验室的手中,3M公司持有常规化学计量比的NMC材料的专利,阿贡国家实验室拥有层状富锂材料专利。目前,松下、三星、LG等主流厂商都要花钱购买相关专利授权。“国内锂电池企业众多,未来进入国际市场,面对国际巨头竞争,缺乏核心专利和材料技术是中国电池企业未来最大的隐忧和短板。”该负责人表示。

一层薄膜两重天

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,隔膜主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要求。

“在锂电池内部,带有电荷的离子,在正负极间流动穿梭,才能形成电流,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。”周震形象地解释说,电池电解液犹如河流,锂离子好比河上行驶的小船,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,正常情况下,离子自由穿梭到达正负极,完成充放电的循环。

“高端的隔膜一般附带有陶瓷材料,如果电解液温度过高,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,其技术难点在于造孔的工程技术、基体材料,以及制造设备。“技术要求高,价格自然也就贵,差不多占到了电池总成本一成以上。”

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诉记者,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、孔隙分布以及孔径分布不均等问题。

隔膜的品质直接影响电池容量、充放电循环寿命、阻燃止爆安全性能等指标。业内人士感慨:“一层隔膜两重天,迈过去就是晴天!”

国产隔膜急需突破

目前锂电池隔膜制造工艺主要分湿法和干法。记者采访中了解到,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,但整体仍难以与外国巨头抗衡,此外,核心生产设备也主要依赖进口。

数据显示,2017年,国内锂电市场规模达到了1130亿元左右,其中动力锂电池规模大约600亿元。而国家工信部印发的《节能与新能源汽车产业发展规划(2011—2020年)》也显示,到2020年我国纯电动汽车和插电式混合动力汽车生产能力达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质车用动力电池隔膜材料需求量将达到数亿平方米。

“锂电池发展要想不受制于人,隔膜等高端材料无法回避!”天津巴莫股份有限公司总经理吴孟涛认为,如此巨大的市场需求,完全依赖外国厂商,不仅不现实,也将是国产动力锂电池最大隐忧。

高端隔膜技术具有相当高的门槛,不仅要投入巨额的资金,还需要有强大的研发和生产团队、纯熟的工艺技术和高水平的生产线。“对于湿法制造工艺来说,树脂材料与添加剂的挤出混合过程以及拉伸过程是两大核心难点。”周震认为,国内隔膜企业要想有更大的作为,必须要在基础材料表面处理工艺、胶粘剂配方工艺、产品冲压拉伸等涉及材料、设备和工艺控制等三大领域“补课”,此外,在隔膜产业链上游,包括国产涂布机等在内核心生产装备也需要迎头赶上,尽快实现国产化更大突破。

“好比登山,离山顶越近成功登顶的希望就越大,而这时需要付出的努力也多!”周震说道。(孙玉松)


责任编辑:孙悦
相关链接

首届全球IC企业家大会

12月11日,由工业和信息化部、上海市人民政府指导,中国半导体行业协会、中国电子信息产业发展研究院主办,北京赛迪会展有限公司、中国电子报社、上海市集成电路行业协会承办的“首届全球IC企业家大会暨第十六届中国国际...

2018世界VR产业大会

10月19日,2018世界VR产业大会在南昌盛大开幕。开幕式上,全国政协副主席卢展工宣读国家主席习近平贺信,工业和信息化部部长苗圩,江西省委书记刘奇,江西省委常委、南昌市委书记殷美根分别致辞。

第二届中国虚拟现实创新创业大赛启动...

8月20日,在中国创新创业大赛组委会办公室指导下,由虚拟现实产业联盟、国科创新创业投资有限公司共同举办的第二届中国虚拟现实创新创业大赛启动新闻发布会在北京举行。

2018年上半年家电网购分析报告发布会

8月2日,工业和信息化部赛迪研究院、中国电子报社在北京发布了《2018年上半年家电网购分析报告》(以下简称《家电网购报告》)。报告显示,2018年上半年,我国B2C家电网购市场(含移动终端)规模达2641亿元...

2018制造业“双创”高峰论坛

6月22日,2018制造业“双创”高峰论坛在北京举办。本次论坛由中国电子信息产业发展研究院、中国制造企业双创发展联盟和中国软件行业协会工业互联网分会主办,中国电子报社、北京云道智造科技有限公司和中国船舶工...

2018世界VR产业大会新闻发布会

5月21日,记者从在北京人民大会堂召开的2018世界VR产业大会新闻发布会上获悉,由工业和信息化部、江西省人民政府共同主办,中国电子信息产业发展研究院、江西省工业和信息化委员会、南昌市人民政府、虚拟现实产业...

数字经济前沿论坛-CITE2018第六届中国电...

为贯彻落实党的十九大精神,充分展示新一代信息技术产业最新发展成就,促进产业核心技术突破,加快形成数字经济新动能,引领信息技术产业供给侧改革,工业和信息化部、深圳市人民政府将于2018年4月9日-11日在深圳市共 ...

中国超高清视频(4K)产业发展大会

3月29日,中国超高清视频(4K)产业发展大会在广州市召开。大会由工业和信息化部、国家广播电视总局、广东省人民政府主办,广东省经济和信息化委员会、广东省新闻出版广电局、广东省通信管理局、广州市人民政府、中...

2019CES国际消费电子产品展报道

CES由美国电子消费品制造商协会(简称CEA)主办,CES每年一月在世界著名拉斯维加斯举办,CES是世界上最大、影响最为广泛的消费类电子技术年展,也是全球最大的消费技术产业盛会。...

2019年全国工业和信息化工作会议

今年中央经济工作会议,认真总结了一年来我国经济社会发展取得的成就和经验,深入分析了当前经济形势,全面部署了明年经济工作,提出要推动制造业高质量发展,坚定不移地建设制造强国。中央经济工作会议把推动制造业...

改革开放40年

40年的实践充分证明,党的十一届三中全会以来我们党团结带领全国各族人民开辟的中国特色社会主义道路、理论、制度、文化是完全正确的...

支持民营企业在行动

当前,国际经济复杂多变、新旧动能转换和政策措施落实差距等多种因素叠加,民营企业发展内外交困,“民营经济离场论”、“新公私合营论”等不当言论甚嚣尘上,导致部分民营企业发展缺乏定力和信心。习近平总书记“在...

中关村集成电路设计园开园暨第二届“芯动北京”中关村IC产业论坛

中关村集成电路设计园开园暨第二届“芯动北京”中关村IC产业论坛...

星河亮点副总裁王奥博:5G应用为测试厂商带来新机遇

今年可以认为是5G移动通信的元年、真正商用的元年,因为随着运营商中国移动、中国电信、中国联通扩大5G网络在更多城市的试用,5G各方面的产业成熟度也已经达到了可以...

普天技术副总裁杜涛:开拓物联网市场须在垂直行业二次学习

普天作为通信行业的一个老兵,为2018中国国际信息通信展带来了信息通信与网络安全、物联网、智慧社会等领域的众多自主创新成果。9月26日,在2018中国国际信息通...

第六届中国电子信息博览会开幕式暨数字经济前沿论坛

本次论坛主题是“智领新时代 慧享新生活”,将邀请政府行业主管部门、国内外著名专家学者、企业家发表主题演讲、对话或专题交流,深入探讨深化创新驱动战略、实施“中国制...

友情链接
关于我们 | 联系我们 | 广告服务
电子信息产业网LOGO