三方面提升产品市场适应性
经过近几年的发展,我国锂电池隔膜已有了长足的进步,然而市场的要求在不断变化,天津工业大学教授郭秉臣指出,为了更好地适应中国锂电市场对隔膜的要求,也为了我国隔膜企业自身健康发展,电池隔膜未来发展需注意以下三个方面。
首先是提高企业的自主创新水平,确保产品质量的稳定一致性。隔膜企业未来几年应重在研发而不是产业化。隔膜未来的研发重点是新能源汽车动力电池隔膜。在动力电池方面,为了获得高能量、提供大功率,一个电池通常需要使用几十甚至上百个电芯进行串联。举例来说,由于锂电池具有潜在的爆炸隐患,隔膜的安全性至关重要,因此需要重点解决隔膜的耐热性能,生产能在充放电过程中,大面积正、负极短路后仍能保持隔膜完整性的耐高温复合隔膜。
其次要注重隔膜专用原料的研发。我国隔膜产品与国外的差距,在很大程度上取决于原材料质量不达标。国外知名隔膜厂家很多都自己生产原料,或是同原料厂家联合开发生产隔膜专用料,而国内市场则是“各自为政”的状态,生产与使用断层问题层出不穷。不过值得一提的是,目前南通天丰集团已经联合南京大学与中石化合作开发锂电池隔膜专用材料。
最后要建造独具特色的隔膜生产线。隔膜生产线工艺性很强,要研发自己的工艺路线,就要建成一批高效率、适合自身工艺特点的生产线。自主研发设计、在全球范围内选择最合适的设备,加上国内成熟的薄膜设备制造、设计企业提供的设备,完全可以满足隔膜生产的需要。
案例分析
电池隔膜行业在国内发展时间并不短,但却一直“不温不火”,技术壁垒始终难以冲破。目前来看,隔膜生产按照工艺可分为干法和湿法两大类,本期,我们以湿法工艺为例,探寻国内电池隔膜生产的难度到底在哪里?
基体原料研发力不足困扰行业发展
我国湿法隔膜行业发展道路艰辛的最主要问题是基体原材料研发能力不足。生产隔膜所采用基体材料对隔膜力学性能以及与电解液的浸润度等重要指标有直接的关系。
湿法工艺生产隔膜产品的基体材料包括聚丙烯、聚乙烯材料及添加剂的制备和改性技术。国际主要隔膜供应商日本旭化成和东燃化学以及美国Celgard集团等巨头都拥有自己的高分子实验室,可以独立生产部分聚丙烯、聚乙烯材料。对比而言,我国锂电池企业所采用的基体材料基本都是通过外购,自身研发实力不强。
在基体材料方面,尽管我国主要依赖进口,但供给相对充足,量并不是现阶段影响湿法隔膜行业发展的主要因素,从行业发展的持续创新能力来看,只有具备基体材料研发和生产能力,我国隔膜企业才能充当世界隔膜产业的引领者。以日本东燃化学为例,与美孚化工合作后,东燃化学采用美孚化工研发的高熔点聚乙烯材料,推出了熔点高达170℃~180℃的湿法PE锂电池隔膜。采用特殊处理的基体材料,极大的提高了隔膜的性能,满足了锂电池特殊用途,也使东燃化学在美国市场的份额增加了38%。
此外,生产过程精密控制能力不足导致产品一致性指标较差也是影响湿法隔膜行业发展的主要原因。鉴于隔膜产品对产品均一性的严格要求,加强生产过程精密控制同样刻不容缓。
湿法生产工艺6大环节困扰多难度大
投料和配料系统。投料和配料的稳定性直接关系到挤出过程的稳定性,并且对厚片和薄膜的厚度产生重要的影响,例如主料和成孔剂的比例是电池隔膜微孔孔径的大小及分布的影响因素之一。所以,投料和配料必须要得到比较高的精度保证,尽量安装电脑精密控制的在线实时计量系统。