一張鋰電池隔膜背后的“技術(shù)破壁”_全球速看料

厚度僅有5微米，相當于一張普通打印紙的一半。這些看起來(lái)稀松平常的白色“塑料布”，便是鋰電池隔膜，它能使正、負極分隔開(kāi)來(lái)，防止兩極接觸而短路，對于鋰電池的重要性堪比瓣膜之于人體心臟。

(資料圖片)

從手機、電腦再到新能源汽車(chē)，鋰電池早已與我們的生活息息相關(guān)，而隔膜曾一度是我國鋰電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的最后一塊“短板”。近年來(lái)，從10微米以上到5微米，我國自主研發(fā)的鋰電池隔膜越來(lái)越薄，穩定性和安全性越來(lái)越高，相關(guān)技術(shù)打破國外壟斷，不僅實(shí)現了國產(chǎn)化，還處于領(lǐng)先地位。

位于山東滕州的中材鋰膜有限公司（下稱(chēng)“中材鋰膜”）車(chē)間物流區，11臺機器人物流車(chē)沿著(zhù)地上的黃色軌道，載著(zhù)一卷卷標有型號、數字條碼的鋰電池隔膜，經(jīng)過(guò)接貨、送貨、檢查、再加工的工序后，送至全自動(dòng)立體倉儲庫。

為破解高端隔膜長(cháng)期依賴(lài)進(jìn)口的局面，近年來(lái)中材鋰膜母公司中材科技依托旗下南京玻璃纖維研究設計院有限公司等技術(shù)團隊，啟動(dòng)鋰膜研究開(kāi)發(fā)，選擇了代表全球最高技術(shù)水平、開(kāi)發(fā)難度最大的濕法雙向同步拉伸工藝技術(shù)方向。

記者了解到，鋰電池隔膜主要通過(guò)干法拉伸和濕法拉伸兩種不同工藝制備而成。所謂濕法雙向同步拉伸工藝，是指將膜片在縱橫向同時(shí)進(jìn)行拉伸，讓隔膜上的微孔接近圓形。與雙向異步拉伸相比，由于減少了單獨縱向拉伸這一步，可以讓隔膜的孔徑大小更均勻。在厚度上，干法拉伸的隔膜厚度在10微米以上，而濕法雙向同步拉伸可以讓隔膜厚度達到5微米。隔膜越薄，電池能量密度越高，穩定性越高。

“經(jīng)過(guò)不斷攻關(guān)，連續突破生產(chǎn)線(xiàn)橫拉、一次熱處理、二次熱處理等多道難題，最終取得技術(shù)突破?！薄≈胁匿嚹h委書(shū)記、董事長(cháng)白耀宗說(shuō)，2017年8月30日，中材鋰膜“年產(chǎn)2.4億平方米鋰電池隔膜建設項目”首條生產(chǎn)線(xiàn)在山東滕州投產(chǎn)，標志著(zhù)在相關(guān)領(lǐng)域打破國外壟斷，不僅實(shí)現了國產(chǎn)化，還處于領(lǐng)先地位。

鋰電池隔膜拉伸技術(shù)取得了突破，但又在設備上“卡了殼”。

中材鋰膜多位研發(fā)人員在接受《經(jīng)濟參考報》記者采訪(fǎng)時(shí)回憶道，當時(shí)，國內選用進(jìn)口設備的濕法鋰膜生產(chǎn)廠(chǎng)家多采用的是日本生產(chǎn)線(xiàn)，其裝備體系較為成熟，但存在技術(shù)壁壘較高、交貨周期長(cháng)、不能定制化等不利因素?；诖饲凹夹g(shù)研發(fā)時(shí)的經(jīng)驗，科研團隊有很多想法希望在新的生產(chǎn)線(xiàn)上體現出來(lái)。如果選擇國外生產(chǎn)設備，就始終處于跟在別人后面的現象，無(wú)法真正跑贏(yíng)對手。

“是跟在人家后面走，還是從無(wú)到有，研發(fā)新的生產(chǎn)設備？”答案是“為國產(chǎn)技術(shù)爭口氣”。

據白耀宗介紹，企業(yè)選擇了與設備供應商協(xié)同創(chuàng )新開(kāi)發(fā)的合作路線(xiàn)。在中國建材集團的全力支持下，最終生產(chǎn)設備也逐步實(shí)現自主可控，確保隔膜生產(chǎn)不再受制于人。

如今，走進(jìn)中材鋰膜滕州基地內的生產(chǎn)車(chē)間，可以看到不少區域都實(shí)現了無(wú)人化生產(chǎn)，僅有幾名工作人員在中控室的屏幕前控制生產(chǎn)線(xiàn)的運轉。在質(zhì)量控制車(chē)間，工人們在精密儀器上有條不紊地進(jìn)行著(zhù)檢驗工序。

“企業(yè)非常注重對產(chǎn)品質(zhì)量的把控，在質(zhì)量策劃、質(zhì)量控制、體系管理三個(gè)模塊對產(chǎn)品從生產(chǎn)到應用進(jìn)行保障，目前主線(xiàn)A品率能穩定在90%左右，得到了多家客戶(hù)的認可?！敝胁匿嚹げ牧祥_(kāi)發(fā)工程師董秋春告訴記者。

值得注意的是，通過(guò)每卷鋰膜上的條碼，可以追溯到每卷鋰膜的質(zhì)量檢測結果，并隨時(shí)在立體庫中調出、選用?！斑@是全國隔膜行業(yè)內為數不多的智能物流設備及自動(dòng)化控制立庫?！倍锎赫f(shuō)，依托持續的技術(shù)創(chuàng )新，中材鋰膜的三期廠(chǎng)房，已實(shí)現高度智能化、信息化。

記者了解到，中材鋰膜目前已在山東滕州、湖南常德、湖南寧鄉、內蒙古呼和浩特、江蘇南京、江西萍鄉、四川宜賓等地建設了生產(chǎn)基地，產(chǎn)能規模位居行業(yè)前列。

工信部日前公布的數據顯示，去年，我國鋰電年總產(chǎn)值首次突破萬(wàn)億元，超過(guò)1.2萬(wàn)億元。據相關(guān)研究機構測算，未來(lái)五年，新能源汽車(chē)銷(xiāo)量復合增長(cháng)率將達到50%以上，對鋰電池的需求同樣快速增長(cháng)。2023年鋰電池隔膜的需求量將達到100億平方米以上，2025年將達到250億平方米以上。

“中材鋰膜正搶抓鋰電發(fā)展的機遇，目前企業(yè)在滿(mǎn)負荷生產(chǎn)，產(chǎn)品已經(jīng)供不應求?！敝胁匿嚹ぎa(chǎn)品工程師吳奇陽(yáng)說(shuō)，2019年中材鋰膜月供貨量約為兩千萬(wàn)平方米，如今月供貨量已超過(guò)一億平方米。

“‘十四五’期間，企業(yè)規劃產(chǎn)能力爭達到70億平方米，向全球鋰膜行業(yè)頭部企業(yè)目標持續前進(jìn)?！卑滓谡f(shuō)。

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