鋰電池高端隔膜技術(shù)是一道核心門檻
來源:存能電氣 日期:2019-06-13 13:27 瀏覽量:次
鋰電池高端隔膜技術(shù)是一道核心門檻。鋰電池高端隔膜技術(shù)深刻地體現(xiàn)了當(dāng)前隔膜技術(shù)的特點(diǎn)。據(jù)悉,隔膜是目前鋰電材料中技術(shù)壁壘最高的一種高附加值材料,約占鋰電池成本的15%,其技術(shù)難點(diǎn)在于造孔的工程技術(shù)、基體材料,以及制造設(shè)備。因其技術(shù)復(fù)雜性,對于動(dòng)力鋰電池的影響更巨大。
鋰電池高端隔膜技術(shù)是一道核心門檻
鋰電池隔膜技術(shù)就是目前我國動(dòng)力電池業(yè)的一個(gè)痛點(diǎn)。在鋰離子電池材料中,正負(fù)極材料和電解液目前基本上實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)化,而隔膜起步較晚,國內(nèi)企業(yè)技術(shù)成熟度不高。雖然近幾年我國鋰電池隔膜國產(chǎn)化率在不斷提升,但占據(jù)的主要是低端3C類電池隔膜市場,高端隔膜國產(chǎn)化率仍然很低,高端3C類電池以及動(dòng)力電池用隔膜依然大量依賴進(jìn)口。
國內(nèi)隔膜目前普遍存在的問題是一致性不高,主要表現(xiàn)在不規(guī)律的缺陷,孔隙率不達(dá)標(biāo),厚度、孔隙分布以及孔徑分布不均等方面。高端隔膜技術(shù)具有相當(dāng)高的門檻,不僅要投入巨額的資金,還需要有強(qiáng)大的研發(fā)和生產(chǎn)團(tuán)隊(duì)、純熟的工藝技術(shù)和高水平的生產(chǎn)線,并且非短時(shí)間能夠突破。
中國鋰電池的基礎(chǔ)材料研究與世界一流水平還有差距,尤其是高端電池隔膜材料仍然依賴進(jìn)口。從行業(yè)角度來看,美國目前仍然引領(lǐng)鋰電池原始創(chuàng)新、核心材料研發(fā);日本作為電池材料制造大國,生產(chǎn)規(guī)范嚴(yán)格,能夠最先制造出新的成品電池;中國和韓國作為第二梯隊(duì),處于跟進(jìn)狀態(tài)。相較日韓,中國低端鋰電池產(chǎn)品更有優(yōu)勢,但在部分高端產(chǎn)品尤其是事關(guān)電池安全性的核心材料和制造工藝上仍有較大的差距。
在中國相關(guān)領(lǐng)域,鋰電池四大核心材料中,正、負(fù)極材料、電解液都已實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)化,唯獨(dú)隔膜仍是短板。中國國產(chǎn)隔膜主要供應(yīng)低端3C類電池市場,高端隔膜目前依然大量依賴進(jìn)口。目前,世界上最好的鋰電池隔膜材料出自旭化成和東燃化學(xué)兩家日本公司,而中國國內(nèi)鋰電池鋁塑膜市場九成份額也被昭和電工等日本廠商壟斷。
可喜的是,國內(nèi)已有中科科技、星源材質(zhì)等企業(yè)在高端鋰電池隔膜技術(shù)方面有重大突破。相信,在不遠(yuǎn)的將來,我國動(dòng)力鋰電池業(yè)定能打破國外技術(shù)壟斷,將主動(dòng)權(quán)掌握在自己手中。
鋰電池隔膜國內(nèi)技術(shù)得到突破
新型隔膜是一種陶瓷功能隔膜,采用基材膜表面處理技術(shù)與無機(jī)陶瓷粉體分散技術(shù),優(yōu)化陶瓷粉體的涂布效果,建立涂層厚度、陶瓷種類、粒徑、表面特性等與電池性能的量效關(guān)系,總結(jié)陶瓷隔膜技術(shù)參數(shù)的變化規(guī)律,研制的隔膜同時(shí)具有電流切斷特性和高耐熱性能,技術(shù)指標(biāo)達(dá)到世界先進(jìn)水平。不但對普通鋰電,而且對于單體聚合物鋰電池高度一致性的要求亦能滿足,涂布厚度為3微米三氧化二鋁的聚乙烯隔膜在150℃條件下2小時(shí)熱縮率小于2%,性能優(yōu)于國外同類產(chǎn)品。
中航鋰電隔膜項(xiàng)目已建成一條年產(chǎn)300萬平方米陶瓷功能隔膜試驗(yàn)線,在此基礎(chǔ)上完成固化、合漿、涂布、分切工藝技術(shù)開發(fā),形成生產(chǎn)能力,并進(jìn)行了陶瓷隔膜電池設(shè)計(jì)、試制與測試,對提高鋰離子動(dòng)力電池生產(chǎn)和應(yīng)用的安全性具有至關(guān)重要的作用。在原油價(jià)格高企,同時(shí)國內(nèi)由于尾氣排放對大氣污染嚴(yán)重的情況下,這對新能源汽車的推廣使用無疑是正能量。
隨著鋰離子電池能量密度的逐年提升,非活性物質(zhì)的量也是越來越少,隔膜也越來越薄,這將給鋰電池的安全性帶來極大的挑戰(zhàn)。鋰電池隔膜的生產(chǎn)工藝主要分為干法和濕法兩大方向,兩類工藝的產(chǎn)品性能及成本效率各有千秋。干法隔膜的技術(shù)和工藝在長期生產(chǎn)中得到不斷改進(jìn):拉伸改進(jìn)技術(shù)保證隔膜在低溫拉伸與高溫拉伸時(shí)拉伸速度的穩(wěn)定性,熱處理改進(jìn)技術(shù)使產(chǎn)品在同一方向取向更加整齊,形成的拉伸膜厚度及孔徑分布更加均勻。
總體來說:鋰電池是現(xiàn)代高性能電池的代表,由正極材料、負(fù)極材料、隔膜、電解液四個(gè)主要部分組成。其中,隔膜是一種具有微孔結(jié)構(gòu)的薄膜,是鋰離子電池產(chǎn)業(yè)鏈中最具技術(shù)壁壘的關(guān)鍵內(nèi)層組件,我國鋰電池高端隔膜技術(shù)亟待突破。
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