探討鋰電池隔膜未來研究方向
來源:寶鄂實業(yè)
2019-06-26 10:17
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鋰電池隔膜是決定電池性能、安全性和成本的重要材料。在鋰離子電池主要原材料中,除正負極材料以及電解質溶液外,隔膜也是非常重要的組成部分。隔膜的主要作用是使電池的正負極分隔開,防止正負極接觸而發(fā)生短路。在四大鋰離子電池材料中,隔膜的成本占比僅次于正極材料,約為10%-15%,在一些高端電池中,隔膜成本占比更高。
受國家政策及下游行業(yè)的拉動,我國2011—2016年鋰電池市場需求的年增幅較大,其中2013年市場增長的動力主要來自于智能手機、移動電源、電動自行車等,2014-2016年除上述市場之外,最大動力來自電動汽車和基站電源。而且在全球的市場需求中,中國市場占比也上升較快。
由于鋰電池隔膜屬于國家鼓勵發(fā)展的電池配套材料,符合國家《當前優(yōu)先發(fā)展的高技術產業(yè)化重點領域指南》,同時屬于“國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要 (2006-2020年)”中所列:高效能源材料技術中的高效二次電池材料及關鍵技術專題。我國出臺的《國務院關于加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產業(yè)的決定》確定的七大戰(zhàn)略性新興產業(yè)中,“新能源、新材 料、新能源汽車”等三項都與鋰離子電池有關。新能源汽車產業(yè)的重點是純電動汽車和插電式混合動力車,鋰離子電池是其成敗的關鍵要素之一。無論是蓄能電池還是動力電池,其基礎都是材料,因此,發(fā)展鋰離子電池材料對于推動我國戰(zhàn)略性新興產業(yè)的發(fā)展具有極大的意義。此外,為推廣新能源汽車的使用,國家政策密集出臺。未來,我們的政策環(huán)境將越趨利好。
在政府直接補貼、牌照優(yōu)先、公務用車加大新能源車占比等政策扶持下,電動汽車推廣呈爆發(fā)式增長。據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,2014年新能源汽車生產78499輛,銷售74763輛,比上年分別增長3.5倍和3.2倍。預計2015年新能源汽車將延續(xù)2014年的快速增長趨勢,保持同比2-3倍的增長,年產銷量將達15-20萬輛。 隨著新能源汽車銷量的進一步提高。2016年之前鋰電池逐漸進入供應緊張的階段,強烈的需求更進一步凸顯了產能的短暫性不足。據(jù)介紹,在此前,國內電動汽車企業(yè)在產能設計之初考慮到國內市場需要較長時間培育,多數(shù)企業(yè)僅有一條生產線處于生產狀態(tài)。再加上新能源動力電池對產品的要求較高,企業(yè)在選材和生產上都需要一段時間,因此,據(jù)其預測,國內鋰動力電池要達到供需平衡,最快也要等到2017年。未來幾年,鋰電池生產企業(yè)將迎來業(yè)績持續(xù)高增長階段。隨著中國電動汽車銷量的大幅增長,鋰離子動力電池市場正開始進入黃金期。到2017年,鋰離子電池產業(yè)規(guī)模將暴增400%。
從行業(yè)整體來看,隔膜的研究方向主要集中在以下幾個方面:
①提高產品良品率:由于市場的供過于求,隔膜價格下降導致隔膜企業(yè)的利潤率已經有了大幅度下滑,外部市場不利的情況下企業(yè)要想辦法自救。哪家企業(yè)能夠有較高的良品率,較低的生產成本,哪家企業(yè)才能在激烈的市場競爭中生存,提高良品率已經成為企業(yè)的當務之急。
②提高隔膜耐熱性:技術的進步,社會的發(fā)展,安全問題必然會越來越受到社會的重視,所以解決隔膜的耐熱性能,誰能生產能在充放電過程中,大面積正、負極短路后仍能保持隔膜完整性的耐高溫復合隔膜,誰就占領了先機,誰就有可能和特斯拉一類的企業(yè)共舞;
③研制超薄隔膜:隨著市場的發(fā)展,更輕薄、更小巧的3C電子產品將不斷進入我們的生活,這類產品需要更薄的鋰離子電池隔膜來制作電池,同時,鋰電池對容量的追求也需要薄膜往輕薄化方向發(fā)展。但超薄隔膜的生產制備對設備、工藝的要求很高,企業(yè)如果能夠掌握超薄隔膜的制作技術必然在未來的競爭中處于非常有力的位置。
④提高隔膜的吸液性能:目前鋰離子電池的容量問題已經越來越突出,不管是智能手機還是動力汽車,其待機時間或續(xù)航里程與消費者的需求之間的矛盾日益突出。如果企業(yè)在超薄電池隔膜方面難以有更好的突破,可以想辦法改善隔膜的吸液性能,因為改善吸液性能同樣能夠提高電池的容量。
⑤研發(fā)聚合物電解質隔膜、纖維隔膜等新型隔膜產品。研究這些隔膜會有一定的風險,因為中國改革30多年的經驗告訴我們,模仿跟隨的辦法相對容易成功,創(chuàng)造發(fā)明的方式則比較挫折。如果能夠通過自身的努力開辟出一條新的途徑,畢將成為行業(yè)的標桿,利潤是難以想象的。
















