復(fù)合隔膜應(yīng)用是大勢所趨
在鋰電池的四大材料體系中，隔膜材料已經(jīng)實現(xiàn)初期的批量生產(chǎn)，但絕大多數(shù)為中低端消費類電子應(yīng)用隔膜。由于國內(nèi)企業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)、產(chǎn)品性能和研發(fā)體系上與國際先進水平差距較大，高品質(zhì)電池隔膜在國內(nèi)幾乎空白。目前而言，國內(nèi)的鋰電池隔膜產(chǎn)品在傳統(tǒng)的消費電子領(lǐng)域已經(jīng)部分替代進口產(chǎn)品，但鋰電動力電池中的復(fù)合隔膜基本上還是進口的。
“由此可見，鋰電池隔膜國產(chǎn)化替代是鋰電行業(yè)的期盼，前提是我們必須研究明白上游鋰電池客戶在應(yīng)用中的技術(shù)要求、電池隔膜材料的性能要求、電池隔膜制成工藝要求以及與其他電池材料匹配電化學(xué)性能及安全要求。”吳鋒表示。盡管我國鋰電池隔膜的主要消費領(lǐng)域為消費電子類產(chǎn)品，但在動力電池產(chǎn)業(yè)受到國家政策大力支持的背景下，未來我國車用鋰電池隔膜材料的需求量將會大增，對隔膜性能提出了更為嚴(yán)格的要求。受訪的多位業(yè)內(nèi)專家表示，目前國內(nèi)鋰電池隔膜主要以干法拉伸PP和濕法拉伸PE為主，大多為中低端品質(zhì)，現(xiàn)階段通過一定的技術(shù)對隔膜表面的特殊涂覆，提升吸液性能和耐熱性能，才有可能滿足車用動力電池的應(yīng)用。
以河北金力新能源公司生產(chǎn)的超高分子量聚乙烯濕法隔膜為例，該公司研發(fā)團隊一直致力于高端隔膜的研發(fā)，2002年5月實現(xiàn)量產(chǎn)，目前已與國內(nèi)中高端的30余家鋰電池公司展開了技術(shù)和產(chǎn)品合作。河北金力新能源公司總工程師榮強對此深有體會：“鋰電池隔膜性質(zhì)的優(yōu)劣直接影響電池的容量、循環(huán)以及安全性能等特征，金力新能源是率先在國內(nèi)引進日本最先進鋰電池隔膜生產(chǎn)技術(shù)并產(chǎn)業(yè)化的企業(yè)，專家評審結(jié)果顯示，我們生產(chǎn)的超高分子量聚乙烯濕法隔膜已達到與日本同類公司隔膜的質(zhì)量。”
事實上，為進一步提高鋰電池的安全性能，河北金力新能源公司還與中科院合作成功研制出耐高溫隔膜涂布漿液，使用該漿液的隔膜可有效提高動力電池在高倍率下的耐熱性，進而提升動力電池的安全性能。“同時為進一步提升鋰電池的超高倍率放電性能，滿足軍用電池的特殊需求，公司又與總裝備部軍用化學(xué)電源與發(fā)展中心達成合作研發(fā)意向，形成了完善的基礎(chǔ)研發(fā)體系。”封志強對記者表示。中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所研究員、特種無機涂層重點實驗室副主任樂軍則認(rèn)為，涂覆改性工藝創(chuàng)新只是隔膜產(chǎn)業(yè)發(fā)展的第一層次，新型復(fù)合隔膜體系的研發(fā)應(yīng)用是下一代車用動力電池的主導(dǎo)技術(shù)路線。
長期從事新能源領(lǐng)域儲能電池材料研究的中科院青島生物能源與過程研究所研究員崔光磊表示，現(xiàn)有的隔膜材料很難在綜合性能上滿足諸多的標(biāo)準(zhǔn)和要求，因此，迫切需要開發(fā)新的復(fù)合薄膜以及電解質(zhì)材料，以同時滿足動力電池隔膜和電解質(zhì)的各項性能，采用多種材料復(fù)合或合成新的聚合物單離子導(dǎo)體來制備復(fù)合薄膜，可以進一步提高電池的高熔點和安全性。
對于隔膜的發(fā)展趨勢，招商證券電子行業(yè)分析師張良勇認(rèn)為要走兩種技術(shù)路線，一種是傾向于更加輕薄的消費類鋰電池隔膜技術(shù)研發(fā)，主要針對手機、筆記本等分布式應(yīng)用架構(gòu)體系，能夠提升鋰電池的容量和便攜性；另一種是傾向于使用厚膜或者多層復(fù)合隔膜的動力電池類隔膜的研發(fā)，主要針對電動汽車、大規(guī)模儲能電站等大型動力類應(yīng)用。