钜大LARGE | 点击量：864次 | 2021年09月24日
我国锂离子电池隔膜技术谋求破壁
隔膜是锂电产业链技术门槛最高的环节。数据显示，高端电池隔膜技术仍掌握在日、美、韩等极少数国家的公司手里。日前，天津电源研究所教授级高级工程师汪继强等业内专家指出，虽然国内锂离子电池隔膜产量上升迅速，但高端隔膜技术尚有待突破。隔膜材料仍是我国锂离子电池产业的短板，采用创新技术推动高端隔膜国产化是首要任务。赛迪顾问数据显示，2012年全球锂离子电池行业实现高速上升，全球市场规模达到207亿美元，上升35.29%；我国市场规模达到556.8亿元，上升40.11%。2012年全球锂离子电池隔膜产量达到6.54亿平方米，比2011年上升34.3%。2102年全球锂离子电池隔膜产值达到15.97亿美元，比2011年上升27.2%。然而，拓墣产业研究所研究员成静发现，目前我国隔膜市场超过70%的份额被国外品牌所占据，特别是高端产品只能依赖进口。
目前国际市场上的主流锂离子电池隔膜产品有聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)以及PE和PP复合膜。成静介绍，其中单层PE膜生产成本较高，多为高端锂离子电池隔膜产品，产品厚度也多在16微米以下，重要供应商为日本旭化成、东燃化学、住友商事及美国Entek；三层PP/PE/PP复合膜强度较高，产品面向中高端市场，重要供应商为美国Celgard和日本宇部兴产(UBE)。
而有关国产隔膜的技术软肋，业内人士毫不讳言：我个人倾向于国外隔膜，虽然价格贵，比国产的贵2-3倍，但品质能够得到保证，也能与整车厂保持长久的合作关系。辽宁朝阳立塬新能源有限公司副总经理李荐表示，尽管目前纯电动汽车价格比较贵，但是与驾乘者的安全相比，多花这些钱也是值得的。
李荐介绍，电池的好坏重要体现在隔膜中孔径收缩发热点控制方面。好的隔膜一般达到160摄氏度左右孔径才会出现收缩现象，而国产隔膜一般在130摄氏度就会出现收缩，这就造成了电池在使用国产隔膜的情况下容易发热，极易造成温度过高，甚至会引起爆炸。
对此，比亚迪新能源股份有限公司一位技术专家也曾经对媒体表示，高端产品特别是动力锂离子电池对隔膜的一致性要求极高。除了厚度、面密度、力学性能这些基本要求之外，对隔膜微孔的尺寸和分布的均一性也有很高的要求。目前国产隔膜还存在厚度过厚、边角参差不齐、表面晶点过多等现象，严重影响到电池容量、续航能力及批量生产。据了解，目前比亚迪在E6、F3DM等产品上均使用进口的Celgard等隔膜，而在传统的电网储能方面所用电池则选用国产品牌。上述人士认为，目前国内隔膜产品的品质只能与国际品牌的2004年质量水平相持平。
符合Exic IIB T4 Gc防爆标准
充电温度：0~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃最大放电倍率：1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
针对目前社会关注的锂离子电池安全问题，汪继强强调，要通过技术手段解决锂离子电池的安全问题。近期发生的一系列锂离子电池电动汽车着火事故表明，安全问题已在威胁着电动汽车锂离子电池的实用化进程，而隔膜与电池安全有着重要关系。进一步提高隔膜热稳定性是隔膜技术的发展方向，已有许多相应的技术途径，如采用隔膜表面的耐热或阻热涂层、应用新型隔膜材料等，目前国内隔膜的研发单位和公司正朝着这个方向努力。据悉，深圳比克电池公司通过在凝胶聚合物电池隔膜上涂布聚偏二氟乙烯六氟丙烯(PVDF-HFP)，使其具有更高的高温存储性能和安全性能；佛山市金辉高科公司则在隔膜表面涂布耐热材料；也有公司尝试通过涂布陶瓷材料等提高隔膜的耐高温性能。这些创新技术都显示出了很好的应用前景。另外，中科院理化所在完成了静电纺丝法制备纳米纤维锂离子电池隔膜的研究后，目前正在试制高性能隔膜样品，预计今年下半年启动二期300万平方米/年的生产线。
江苏捷力新能源材料有限公司董事长彭立群分析，目前我国隔膜生产重要引进的是干法工艺技术，这个技术重要的问题是产品成品率低，只有40%左右。由于成品率低，加上使用的原料为聚丙乙烯材料，这就使产品质量稳定性差。
据统计，在锂离子电池成本构成中，材料成本高达60%左右，其我国外进口隔膜在电池总材料成本中占20%左右。若采用国产隔膜，这一数字可立即降至12%左右，因此高端隔膜国产化的意义重大。多位业内专家认为，隔膜技术的发展趋势是：主流是性价比优先，高端是性能和安全优先。在隔膜技术上，未来几年将出现优胜劣汰的局面，工艺路线的成本控制将成为未来隔膜产品竞争力的一个重点。动力锂离子电池领域，复合隔膜仍然是近阶段较好的技术解决方法。
从锂电发展的整体来看，我们是代工产业阶段，没有自己的核心技术。从核心技术到设备制造再到技术工人匮乏，我们要想在一个产业链条中整体超越，必须耐下心来认真学习，在研发上补足短板。我国电池网一位资深人士指出。
