-
一层隔膜两重天:国产锂电池尚需拨云见日
关键字: 锂电池锂电池隔膜新能源汽车据科技日报21日报道,“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。
锂电池隔膜 图源:中国电池网
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。
图示来自中国储能网
“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。
(科技日报记者 孙玉松)
- 原标题:一层隔膜两重天:国产锂电池尚需拨云见日
- 责任编辑:马雪
- 最后更新: 2018-06-21 08:39:09
小编最近文章
美国前脚退群,俄罗斯后脚申请加入2018-06-20特朗普:给金正恩留了电话,有困难找我!2018-06-16比肩美国,中国成世界杯赞助大户2018-06-15外媒:中印着手组“石油买家俱乐部” 日韩或加入2018-06-15用"中国制造"伪造"美国制造",美军靴企业高管被判刑2018-06-14-
袁隆平院士工作站培育出“抗癌”水稻新品种
2018-06-21 08:39 聚焦三农 -
中国在维也纳举办航天合作主题宣介会
2018-06-21 08:28 科技前沿 -
大洋49航次第四航段科考收官 首次成功开展微塑料调查
2018-06-21 08:06 科技前沿 -
中国超级高铁试验线成都搭建 时速或达1500公里
2018-06-20 09:02 高铁世纪 -
“国外技术人员在深海石油管道出问题地方画个圈,上千万就没了”
2018-06-20 07:46 -
我国“太空3D打印”试验制出18件新样品
2018-06-19 15:52 科技前沿 -
又一家大型网站百万用户信息外泄?暗网售价12个比特币
2018-06-16 11:28 网络战线 -
给下肢残疾患者提供“触觉”的外骨骼机器人来了
2018-06-15 16:52 科技前沿 -
北斗产业园烂尾 圈钱圈地风险应警惕
2018-06-15 16:42 北斗照耀 -
5年攻关,我国纳米核心技术获重大突破
2018-06-15 09:04 科技前沿 -
搭载嫦娥4号 沙特相机拍摄地月合影
2018-06-15 08:20 科技前沿 -
5G标准来了!全功能完整版5G标准出台
2018-06-14 23:13 IT新浪潮 -
“一旦国外禁售,我国燃料电池产业便没有材料基础支撑”
2018-06-14 07:33 科技前沿 -
“曾有国内油企明确说,你们不要研制这个,有成果也不敢用”
2018-06-13 07:36 科技前沿 -
杂交水稻之后 杂交小麦也来了
2018-06-12 07:56 科技前沿 -
被日本卡脖子的微球:民族工业不能承受之轻
2018-06-12 07:56 科技前沿 -
央媒深夜连发两文释疑光伏新政:不是急刹车、一刀切
2018-06-12 07:37 光伏危机 -
日媒:钚保有量够造6000枚核弹,美国要求日本削减
2018-06-11 20:00 核电 -
中国手游征服韩国:一年卖11亿,霸占畅销榜前20
2018-06-11 10:50 -
卫星数据自给率80% 我国“天眼”工程数据体系已基本形成
2018-06-11 10:14 航空航天
相关推荐 -
●  观察者头条  ●风闻 · 24小时最热 查看全部>>最新视频最新闻 Hot
-
请吸毒艺人站台遭抵制,NARS发声明又被批
-
又一家要“倒戈”,这次是美国最大铁钉制造商
-
哈雷“叛逃”后 特朗普破例为郭台铭站台:将出席富士康在美动土典礼
-
梦想成为中国公民的美国人:我发现中国人更善良
-
全美国都在问:她是谁?
-
这国上演近代史上最血腥大选 100多名政客被杀
-
白宫发言人被赶出餐厅后,一万多人怒了…
-
“黑公关”大战中,腾讯推新游戏“逼”你学微积分
-
美国要求所有国家11月停止进口伊朗石油 否则制裁
-
美媒:中国没必要“恢复”任何王朝,现代化也不等同西化
-
特朗普真的怒了:海外建厂将是哈雷的“末日”!
-
英国人请愿:让“特朗普宝宝”飞
-
哈雷生产线要移出本土 特朗普惊了:投降派
-
澳智库称华为是澳高官海外出行最大赞助商,外长在列
-
日本两大航空改标还玩起“小伎俩”
-
日媒找到世界杯对手“强壮的秘诀” 中国网友都说眼熟!
快讯 -