鋰電世界 我國新興鋰離子電池產(chǎn)業(yè)在走向?qū)嵱没倪^程中遭遇瓶頸——作為鋰離子電池四大組件之一的國產(chǎn)化隔膜，迫切需要解決安全、成本、性能一致性三大問題。日前在上海舉辦的先進電池材料技術及應用研討會上，天津電源研究所教授級高工汪繼強等專家不無擔憂地指出：“在高效、低成本的鋰電池隔膜生產(chǎn)路線開發(fā)成功之前，企業(yè)不可急功近利，盲目投資再建工廠，造成無謂的經(jīng)濟損失。當前隔膜生產(chǎn)的關鍵是加快開發(fā)穩(wěn)定、可靠的微孔造孔工藝。”
目前國內(nèi)鋰電池隔膜市場80%的份額為國外品牌所占據(jù)，國內(nèi)企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品大部分是中低檔產(chǎn)品，高端產(chǎn)品只能依靠進口。其原因是缺乏穩(wěn)定可靠的規(guī)模化生產(chǎn)工藝。國內(nèi)最大鋰電池企業(yè)之一的天津力神邁爾斯動力電池系統(tǒng)公司研發(fā)經(jīng)理張娜告訴記者：“我們使用國產(chǎn)隔膜遇到的最大問題是材料批次一致性不好，質(zhì)量控制好的時候和進口產(chǎn)品差不多，控制不好的時候質(zhì)量就很差，我們不敢放心采購。”
目前國內(nèi)投資鋰電池隔膜生產(chǎn)線的企業(yè)已近40家，他們有的嘗試突破國外技術壁壘，自主開發(fā)鋰電池隔膜，但始終無法形成規(guī)模化生產(chǎn)；有的企業(yè)在對鋰電池隔膜生產(chǎn)工藝了解不深的情況下，投資購買了隔膜生產(chǎn)線，由于技術不過關，所生產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量低下。
鋰電池隔膜是鋰電池中主要的內(nèi)層組件，以PP、PE、PET為基材，電池的容量、循環(huán)性能和充放電流密度等關鍵性能與隔膜有著直接的關系。為了保證電池的高品質(zhì)，國內(nèi)鋰電池生產(chǎn)用膜長期從日本、美國和韓國進口。
中科院化學所從上世紀90年代開始研發(fā)干法雙向拉伸工藝，通過在聚丙烯中加入具有成核作用的貝塔晶型改進劑，在拉伸過程中發(fā)生晶型轉(zhuǎn)變形成微孔，成功開發(fā)出單層PP膜。在國家“863”計劃支持下，我國采用該技術于2007年11月建成了年產(chǎn)600萬平方米的聚丙烯微孔膜生產(chǎn)線。之后通過引進、消化、吸收，國產(chǎn)鋰電池隔膜得到長足進步。深圳市星源材料科技公司等少數(shù)龍頭企業(yè)的產(chǎn)品可與進口膜媲美，性能指標相差無幾，而價格只有同類進口隔膜的1/3~1/2。
對于眼下亟待解決的國產(chǎn)隔膜規(guī)模化和性能一致性問題，專家提出，隔膜企業(yè)未來幾年應重在研發(fā)，而不是產(chǎn)業(yè)化，隔膜企業(yè)需要通過產(chǎn)學研聯(lián)合，首先在隔膜產(chǎn)業(yè)化技術上取得突破，有了技術之后才能談到產(chǎn)業(yè)化。隔膜技術的壁壘主要在于它的造孔工藝難度大，這是一個復雜而精密的加工過程，集中體現(xiàn)在工程技術和基本材料上。
據(jù)介紹，造孔的工程技術包括隔膜造孔工藝和先進的生產(chǎn)設備，隔膜的生產(chǎn)工藝對設備要求苛刻，設備加工精細度及運行控制的細微偏差往往會對產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)形成瓶頸；基本材料則包括聚烯烴材料和添加劑配方。專家認為，要解決這兩方面的問題，實現(xiàn)隔膜生產(chǎn)工藝的穩(wěn)定、優(yōu)化和提升，僅靠企業(yè)去摸索是不夠的，還需要科研機構的協(xié)助攻關。
近日，上海市區(qū)一輛純電動公交車發(fā)生自燃，引發(fā)了社會對電池質(zhì)量和性能的關注。電池材料的國產(chǎn)化、規(guī)模化和穩(wěn)定化，成為推動我國動力電池技術進步和新能源汽車產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的關鍵。對此汪繼強提出，動力車電池當前的研發(fā)重點是新能源汽車動力電池隔膜。必須提高隔膜的耐熱性，開發(fā)生產(chǎn)在充放電過程中發(fā)生大面積正、負極短路后仍能保持隔膜完整性的耐高溫復合膜，同時研發(fā)聚合物電解質(zhì)隔膜、纖維隔膜等新型低成本的隔膜產(chǎn)品。
力神公司張娜則認為，解決國產(chǎn)化隔膜產(chǎn)品的性能一致性問題，很大程度上取決于原材料。國外知名隔膜廠家都有自己的專用料，即自己生產(chǎn)原料，或與原料廠家聯(lián)合開發(fā)生產(chǎn)隔膜專用料，國內(nèi)隔膜企業(yè)可以學習這一方式。