锂电池隔膜需要攻克的难关

目前,锂电池隔膜制备工艺主要有干法单向拉伸、干法双向拉伸和湿法工艺等3种;干法单向拉伸技术工艺及相关专利主要掌握在美国Celgard公司、日本宇部等公司手里;而湿法工艺技术及相关专利则主要掌握在日本旭化成等企业手中;虽然,星源材质 2008 年自主研发成功干法单向拉伸技术并取得了相应的专利技术,中国科学院化学所研究自主开发法双向拉伸技术,但是技术的成熟度及相关专利数与国外相比还有一定的差距。

二是技术壁垒高。要满足锂离子电池的高工作电压、小体积、大能量密度、高放电功率等要求,隔膜材料就必须具备优良的与高电化学活性正负极材料的相容性、微观孔隙结构与孔径分布的一致性、合适的厚度、离子透过率、孔径和孔隙率以及足够的化学稳定性、热稳定性和力学稳定性等安全性能,这就需要具有高标准的隔膜产品原材料配方设计、微孔制备技术以及成套设备设计等能力。目前,国产锂电池隔膜在上述原料配方、微孔制备工艺和成套设备设计等能力上与国外比还存在明显差距。关键技术的缺失和装备水平的不足导致锂电池隔膜在一致性和稳定性等方面相对较差,这也一定程度上影响了锂离子电池的性能。

三是人才问题。高品质锂电池隔膜的研发、生产及制造技术涉及高分子材料学、材料加工、纳米技术、电化学、表面和界面学、机械设计与自动化控制技术、成套设备设计等多个学科,也需要上述多领域专业人才的协同合作,而我国相关人才培养及储备还有很大的欠缺。

四是产业集中度低。目前,虽然我国已经形成了具有一定规模和技术水平的锂电池隔膜生产行业;但是,我国锂电池隔膜生产企业整体上规模较小、技术水平较低、市场占有率较低,这与日本旭化成、美国Celgard公司、东燃化学、韩国 SKI、日本宇部等占据过半国际市场份额的国际巨头差距明显。