攻克關(guān)鍵技術(shù)，突破濕法工藝這層“膜”

破解我國(guó)高端隔膜材料之困，需要深入規(guī)劃，合理進(jìn)行產(chǎn)業(yè)布局；同時(shí)加強(qiáng)行業(yè)監(jiān)管，完善行業(yè)規(guī)范，從技術(shù)水平、生產(chǎn)規(guī)模、資源利用、環(huán)境保護(hù)、安全要求等方面建立行業(yè)準(zhǔn)入門檻。

當(dāng)下，全球主要經(jīng)濟(jì)體都在不斷加碼以鋰電池為主要技術(shù)路線的新能源產(chǎn)業(yè)建設(shè)。

如果把鋰電池比作是一道菜，那么完成這道菜肯定需要一些食材和配料，比如正極材料、負(fù)極材料、電解液、隔膜材料和電池管理系統(tǒng)等。其中，隔膜是關(guān)鍵的內(nèi)層組件之一，其主要作用是使電池正、負(fù)極分隔開(kāi)來(lái)，防止兩極接觸而短路，此外它還具有能使電解質(zhì)離子通過(guò)的功能。因此，隔膜材料的好壞，對(duì)電池性能有很大的影響。

隔膜材料呈現(xiàn)多樣化發(fā)展趨勢(shì)

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，鋰電池隔膜是一層薄薄的“塑料”，但又絕非普通塑料。

鋰電池隔膜必須具有電子絕緣性，保證正負(fù)極的機(jī)械隔離，還要有一定的孔徑和孔隙率，保證低的電阻和高的離子電導(dǎo)率，保證對(duì)鋰離子有很好的透過(guò)性。同時(shí)，隔膜材料還須具有足夠的力學(xué)性能，包括穿刺強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度等，且厚度需要盡可能小，并保證空間穩(wěn)定性和平整性，同時(shí)兼顧熱穩(wěn)定性和自動(dòng)關(guān)斷保護(hù)性能。

干法隔膜工藝，是鋰離子電池隔膜制備過(guò)程中最常采用的辦法，但與之對(duì)應(yīng)的濕法工藝可以較好地控制孔徑大小、分布和孔隙率，所以一般用于制造高端薄膜。

“鋰電池市場(chǎng)化的隔膜材料，主要以具有優(yōu)異的力學(xué)性能、化學(xué)穩(wěn)定性和相對(duì)廉價(jià)的聚烯烴類隔膜為主。”昆明理工大學(xué)鋰離子電池及材料制備技術(shù)國(guó)家地方聯(lián)合工程實(shí)驗(yàn)室李雪教授向科技日?qǐng)?bào)記者介紹，隔膜材料除了聚乙烯、聚丙烯外，還有聚丙烯+陶瓷涂層、聚乙烯+陶瓷涂覆，以及基于聚丙烯、聚乙烯的雙層和三層材料等。

與此同時(shí)，一些新型隔膜材料產(chǎn)品也在不斷涌現(xiàn)并實(shí)現(xiàn)應(yīng)用，不過(guò)因量少價(jià)高，主要還是用在動(dòng)力鋰電池制造領(lǐng)域。這些產(chǎn)品主要包括有涂層處理的聚酯膜、纖維素膜、聚酰亞胺膜、聚酰胺膜、氨綸或芳綸膜等，其優(yōu)點(diǎn)是耐高溫，且具有低溫輸出、充電循環(huán)壽命長(zhǎng)、機(jī)械強(qiáng)度適中等特點(diǎn)。

“總體來(lái)看，鋰電池隔膜材料產(chǎn)品呈現(xiàn)出明顯的多樣化發(fā)展趨勢(shì)。”李雪說(shuō)。

提升國(guó)內(nèi)隔膜企業(yè)研發(fā)能力

受益于儲(chǔ)能行業(yè)爆發(fā)式增長(zhǎng)，2021年鋰電池隔膜產(chǎn)量快速增長(zhǎng)。據(jù)華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院提供的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，2021年全球隔膜總體產(chǎn)量76億平方米，同比增加150%，其中12月產(chǎn)量8.4億平方米，同比上漲109.3%，環(huán)比上漲10.3%。

“隔膜是鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈中最具技術(shù)壁壘的關(guān)鍵內(nèi)層組件，也是四大主材中最晚實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化的產(chǎn)品。”全球領(lǐng)先的鋰電池隔膜行業(yè)龍頭企業(yè)、恩捷股份有限公司董事長(zhǎng)助理龐啟智告訴記者。

“國(guó)產(chǎn)隔膜起步較晚，國(guó)內(nèi)企業(yè)的技術(shù)成熟度不高，眾多企業(yè)在濕法工藝方面還普遍受制于技術(shù)和生產(chǎn)設(shè)備等。”李雪介紹，雖然我國(guó)隔膜材料研發(fā)制備能力已有長(zhǎng)足進(jìn)步，但一致性有待提高是國(guó)內(nèi)隔膜材料產(chǎn)業(yè)普遍存在的問(wèn)題。一致性主要體現(xiàn)在不規(guī)律的缺陷、厚度、孔隙率、孔隙分布以及孔徑分布等方面。國(guó)內(nèi)干法工藝已經(jīng)比較成熟，高端濕法隔膜與國(guó)外還有差距，原材料聚乙烯和生產(chǎn)設(shè)備也依賴進(jìn)口。

為此，李雪建議必須要提升國(guó)內(nèi)隔膜企業(yè)的研發(fā)能力，一方面可以鼓勵(lì)企業(yè)招募更多具有高學(xué)歷的人員加入研發(fā)團(tuán)隊(duì)，另一方面可以通過(guò)產(chǎn)學(xué)研相互結(jié)合的方式來(lái)推進(jìn)隔膜生產(chǎn)中關(guān)鍵問(wèn)題的攻關(guān)；同時(shí)，應(yīng)盡早整合國(guó)內(nèi)鋰離子電池隔膜產(chǎn)業(yè)鏈，避免企業(yè)之間的惡性競(jìng)爭(zhēng)，保證隔膜生產(chǎn)企業(yè)的貨源，調(diào)整產(chǎn)能，避免出現(xiàn)產(chǎn)能過(guò)剩或者不足的情況；對(duì)于發(fā)展勢(shì)頭良好的企業(yè)提供資金和政策支持，幫助企業(yè)進(jìn)一步發(fā)展。

龐啟智則認(rèn)為，破解我國(guó)高端隔膜材料之困，需要深入規(guī)劃，合理進(jìn)行產(chǎn)業(yè)布局；同時(shí)加強(qiáng)行業(yè)監(jiān)管，完善行業(yè)規(guī)范，從技術(shù)水平、生產(chǎn)規(guī)模、資源利用、環(huán)境保護(hù)、安全要求等方面建立行業(yè)準(zhǔn)入門檻。此外，企業(yè)也需要進(jìn)一步加大研發(fā)投入，提升核心競(jìng)爭(zhēng)力。對(duì)隔膜企業(yè)自身來(lái)說(shuō)，最重要的是研發(fā)核心技術(shù)、提升工藝水平和產(chǎn)品質(zhì)量，建設(shè)高水平生產(chǎn)線并提高生產(chǎn)效率。

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