在锂电池的四大材料体系中,隔膜材料已经实现初期的批量生产,但绝大多数为中低端消费类电子应用隔膜。由于国内企业的生产技术、产品性能和研发体系上与国际先进水平差距较大,高品质电池隔膜在国内几乎空白。目前而言,国内的锂电池隔膜产品在传统的消费电子领域已经部分替代进口产品,但锂电动力电池中的复合隔膜基本上还是进口的。
“由此可见,锂电池隔膜国产化替代是锂电行业的期盼,前提是我们必须研究明白上游锂电池客户在应用中的技术要求、电池隔膜材料的性能要求、电池隔膜制成工艺要求以及与其他电池材料匹配电化学性能及安全要求。”吴锋表示。尽管我国锂电池隔膜的主要消费领域为消费电子类产品,但在动力电池产业受到国家政策大力支持的背景下,未来我国车用锂电池隔膜材料的需求量将会大增,对隔膜性能提出了更为严格的要求。受访的多位业内专家表示,目前国内锂电池隔膜主要以干法拉伸PP和湿法拉伸PE为主,大多为中低端品质,现阶段通过一定的技术对隔膜表面的特殊涂覆,提升吸液性能和耐热性能,才有可能满足车用动力电池的应用。
以河北金力新能源公司生产的超高分子量聚乙烯湿法隔膜为例,该公司研发团队一直致力于高端隔膜的研发,2002年5月实现量产,目前已与国内中高端的30余家锂电池公司展开了技术和产品合作。河北金力新能源公司总工程师荣强对此深有体会:“锂电池隔膜性质的优劣直接影响电池的容量、循环以及安全性能等特征,金力新能源是率先在国内引进日本最先进锂电池隔膜生产技术并产业化的企业,专家评审结果显示,我们生产的超高分子量聚乙烯湿法隔膜已达到与日本同类公司隔膜的质量。”
事实上,为进一步提高锂电池的安全性能,河北金力新能源公司还与中科院合作成功研制出耐高温隔膜涂布浆液,使用该浆液的隔膜可有效提高动力电池在高倍率下的耐热性,进而提升动力电池的安全性能。“同时为进一步提升锂电池的超高倍率放电性能,满足军用电池的特殊需求,公司又与总装备部军用化学电源与发展中心达成合作研发意向,形成了完善的基础研发体系。”封志强对记者表示。中国科学院上海硅酸盐研究所研究员、特种无机涂层重点实验室副主任乐军则认为,涂覆改性工艺创新只是隔膜产业发展的第一层次,新型复合隔膜体系的研发应用是下一代车用动力电池的主导技术路线。
长期从事新能源领域储能电池材料研究的中科院青岛生物能源与过程研究所研究员崔光磊表示,现有的隔膜材料很难在综合性能上满足诸多的标准和要求,因此,迫切需要开发新的复合薄膜以及电解质材料,以同时满足动力电池隔膜和电解质的各项性能,采用多种材料复合或合成新的聚合物单离子导体来制备复合薄膜,可以进一步提高电池的高熔点和安全性。
对于隔膜的发展趋势,招商证券电子行业分析师张良勇认为要走两种技术路线,一种是倾向于更加轻薄的消费类锂电池隔膜技术研发,主要针对手机、笔记本等分布式应用架构体系,能够提升锂电池的容量和便携性;另一种是倾向于使用厚膜或者多层复合隔膜的动力电池类隔膜的研发,主要针对电动汽车、大规模储能电站等大型动力类应用。