锂电池领域里的跨越太平洋的“四国游戏”

“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轿车，南开大学新能源材料化学研讨所所长、博士生导师周震习气性地自语道。

从事新能源材料研讨20多年，看着日渐增多的新能源轿车，周震欢喜之余，仍存忧虑，“锂电池的基础材料研讨，咱们与国际一流水平还有距离，特别高端电池隔膜材料仍然依托进口”。

在周震等业界专家看来，作为新能源车的“心脏”，国产锂离子电池（以下简称锂电池）现在“跳”得还不可稳。

锂电池领域里的跨越太平洋的“四国游戏”

上一年全球动力电池销量前10的企业中，我国企业就占了7席，在商场份额上跨越日本，占据了国际第一位；估计到2020年，我国在全球电池商场所占的份额将达七成以上；现在我国电池出产企业已超过了200家，是全球具有锂电池出产企业最多的国家……但是这一串的数字，并没有让业界人士觉得骄傲，不少人承受采访时指出，虽然我国现已构成了比较完善的动力电池工业链，电池工业规划够大，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”。“从职业视点来看，美国有比较强的研发设计才能，现在仍然引领锂电池原始立异、中心材料研发；日本作为电池材料制造大国，出产规范严厉，可以最先制造出新的成品电池；我国和韩国作为第二队伍，后续跟进……”周震解说说，“相较日、韩，我国的低端锂电池产品更有优势，首要是因为人工和原始材料相对廉价，但是在部分高端产品，特别是事关电池安全性的中心材料和制造工艺，仍有较大的距离。”

据了解，电池四大中心资猜中，正、负极材料、电解液都已完成了国产化，仅有隔膜仍是短板。国产隔膜首要供应低端3C类电池商场，高端隔膜现在仍然很多依托进口。中心专利短少，隔膜等要害材料不给力，不只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承受科技日报记者采访时表明，锂电池最前沿的三元材料，中心专利掌握在美国3M公司和阿贡国家实验室的手中，3M公司持有惯例化学计量比的NMC材料的专利，阿贡国家实验室具有层状富锂材料专利。现在，松下、三星、LG等干流厂商都要花钱购买相关专利授权。“国内锂电池企业很多，未来进入国际商场，面对国际巨子比赛，短少中心专利和材料技术是我国电池企业未来最大的隐忧和短板。”该负责人表明。

我国锂电池用的隔膜研发现状

采访中，有电池材料专家告诉记者，隔膜是锂电池的要害组件之一，隔膜首要质料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，在正负极间活动络绎，才能构成电流，而隔膜坐落电池内部正负极之间，既要防止正、负极直接触摸，又要确保电解质离子顺利通行。”周震形象地解说说，电池电解液犹如河流，锂离子比如河上跋涉的小船，隔膜是拦腰而建的大坝，一个个隔膜孔就像是大坝上的闸口，正常情况下，离子自在络绎抵达正负极，完结充放电的循环。

“高端的隔膜一般趁便有陶瓷材料，如果电解液温度过高，材料胀大，孔隙会像闸口相同关闭，堵截离子沟通，然后防止电池因温度过高而起火爆破。”周震介绍说，隔膜是锂电资猜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。”

现在，国际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商场九成份额也被昭和电工等日本厂商独占。天津力神公司的工程师告诉记者，与日本比较，我国的高端隔膜距离明显。国产隔膜产品一致性不高，存在孔隙率不合格，厚度、孔隙散布以及孔径散布不平等问题。

隔膜的质量直接影响电池容量、充放电循环寿数、阻燃止爆安全功用等方针。业界人士慨叹：“一层隔膜两重天，迈过去便是晴天！”

国产隔膜急需打破

现在锂电池隔膜制造工艺首要分湿法和干法。记者采访中了解到，我国在干法工艺上已迈入了国际第一方阵，但在湿法隔膜领域，国内企业虽掌握办法，但全体仍难以与外国巨子抗衡，此外，中心出产设备也首要依托进口。

数据显现，2017年，国内锂电商场规划达到了1130亿元左右，其间动力锂电池规划大约600亿元。而国家工信部印发的《节能与新能源轿车工业展开规划（2011—2020年）》也显现，到2020年我国纯电动轿车和插电式混合动力轿车出产才能达200万辆/年。有电池职业协会据此预算，我国未来每年需求的高质量车用动力电池隔膜材料需求量将达到数亿平方米。

“锂电池展开要想不受制于人，隔膜等高端材料无法逃避！”天津巴莫股份有限公司总经理吴孟涛认为，如此巨大的商场需求，完全依托外国厂商，不只不现实，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，不只需投入巨额的资金，还需求有强壮的研发和出产团队、纯熟的工艺技术和高水平的出产线。“关于湿法制造工艺来说，树脂材料与添加剂的挤出混合进程以及拉伸进程是两大中心难点。”周震认为，国内隔膜企业要想有更大的作为，有必要要在基础材料表面处理工艺、胶粘剂配方工艺、产品冲压拉伸等触及材料、设备和工艺控制等三大领域“补课”，此外，在隔膜工业链上游，包括国产涂布机等在内中心出产配备也需求迎头赶上，尽快完成国产化更大打破。

“比如爬山，离山顶越近成功登顶的期望就越大，而这时需求支付的尽力也多！”周震说道。