Развитие новой энергии должно быть более осторожным. Внутренняя диафрагма литиевой батареи остро нуждается в прорыве.

«Я не знаю, на сколько хватит заряда аккумулятора этой машины?»

"Чжоу Чжэнь, директор института химии новых энергетических материалов в университете Нанкай и научный руководитель докторской диссертации, сказал себе, глядя в окно на еще один новый энергетический автомобиль, проезжающий утром 15 июня.

Участвуя в исследованиях новых энергетических материалов более 20 лет, глядя на растущее число транспортных средств с новой энергией, Чжоу Чжэнь счастлив, но все еще беспокоится, «исследование основных материалов литиевой батареи, мы и уровень мирового класса, особенно высокого класса материалы диафрагмы аккумуляторных батарей по-прежнему зависят от импорта.

Чжоу Чжэнь и другие эксперты в отрасли, как "сердце" автомобиля новой энергии, бытовой литий-ионный аккумулятор (далее именуемый литиевой батареей) в настоящее время "скачок" не достаточно стабильный.

Игра четырех стран через Тихий океан

В прошлом году на китайские компании приходилось семь из 10 крупнейших мировых продаж аккумуляторных батарей, опережая Японию по доле рынка и занимая первое место в мире. Ожидается, что к 2020 году на Китай будет приходиться более 70% мирового рынка аккумуляторов. В настоящее время в Китае насчитывается более 200 производителей аккумуляторов, что является самым большим числом производителей литиевых аккумуляторов в мире ... Однако эта серия цифрами не гордились. Многие люди указали в интервью, что, хотя в Китае сформировалась относительно полная производственная цепочка по производству аккумуляторных батарей, отрасль производства аккумуляторов достаточно велика, но далеко не сильна.

В Тихом океане ведется игра четырех стран за литиевые батареи. «С точки зрения отрасли, Соединенные Штаты обладают относительно сильным потенциалом в области НИОКР и проектирования и по-прежнему являются лидерами в области оригинальных инноваций в области литиевых батарей, а также в исследованиях и разработках основных материалов. Как большая страна по производству материалов для аккумуляторов, Япония имеет строгие производственные спецификации и может быть первыми, кто будет производить новые готовые батареи. Китай и Южная Корея в качестве второго уровня, последующие шаги ... "По сравнению с Японией и Южной Кореей, у литиевых батарей младшего класса есть больше преимуществ, в основном из-за относительно дешевой рабочей силы и сырья, но все еще существует большой пробел в некоторых высококачественных продуктах, особенно в основных материалах и производственных процессах, связанных с безопасностью аккумуляторов », - пояснил Чжоу.

Понятно, что четыре основных материала батареи, положительный, отрицательный материал, электролит достигли отечественного, но диафрагма по-прежнему короткая плата. Внутренняя диафрагма в основном поставляет на рынок батарей 3C низкого уровня, диафрагма высокого класса по-прежнему сильно зависит от импорта. Отсутствие патентов на сердечники и выход из строя диафрагмы и других ключевых материалов не только причинили невыносимую боль отечественным литиевым батареям, но и заставили отечественные предприятия по производству литиевых батарей «уйти».

Ответственный за батарею Tianjin lishen сообщил репортеру, что основные патенты на тройные материалы, лежащие в основе литиевых батарей, находятся в руках 3M и национальной лаборатории Argonne. 3M владеет патентами на материалы NMC с обычным стехиометрическим соотношением, а национальная лаборатория аргонна имеет патенты на слоистые материалы с высоким содержанием лития. В настоящее время Panasonic, Samsung, LG и другие основные производители должны платить за соответствующее лицензирование патента. «Отечественные предприятия по производству литиевых аккумуляторов многочисленны и выходят на международный рынок в будущем. Столкнувшись с конкуренцией со стороны международных гигантов, отсутствие основных патентов и материальных технологий является самым большим беспокойством и недостатком китайских предприятий по производству аккумуляторов в будущем. Ответственное лицо сказал.

Тонкая пленка составляет два дня

В интервью эксперт по материалам аккумуляторных батарей сообщил репортеру, что диафрагма является одним из ключевых компонентов литиевой батареи, мембрана в основном сделана из пористой полимерной пленки, включая полиэтилен и полипропилен. Мембрана, используемая в литиевых батареях, имеет строгие требования к безопасности, проницаемости, пористости и толщине.

«В литиевой батарее заряженные ионы текут между положительным и отрицательным полюсами, образуя ток, а диафрагма расположена между положительным и отрицательным полюсами в батарее, что должно не только предотвращать прямой контакт между положительным и отрицательным полюсами, но и обеспечить беспрепятственный проход ионов электролита. Чжоу графически объяснил, что электролит аккумулятора похож на реку, ион лития похож на лодку, плывущую по реке, диафрагма построена вокруг перетяжки плотины, отверстие диафрагмы похоже на затвор шлюза на Дамба, при нормальных обстоятельствах, свободно перемещает ионы к положительным и отрицательным полюсам, завершая цикл заряда и разряда.

«Если электролит становится слишком горячим и материал расширяется, поры закрываются, как шлюз, перекрывая ионный обмен и предотвращая возгорание и взрыв батареи». Чжоу Чжэнь представил, что диафрагма - это материал с самыми высокими техническими барьерами в литиевых электрических материалах, а ее технические трудности заключаются в инженерной технологии изготовления отверстий, матричных материалах и производственном оборудовании. «Технология требовательна, а цена высока, составляя более 10 процентов от общей стоимости батареи».

В настоящее время лучшие в мире материалы для мембран для литиевых батарей поставляются двумя японскими компаниями, asahi chemical и toru chemical, и 90% доли внутреннего рынка алюминиевой пластиковой пленки для литиевых батарей также монополизировано showa denko и другими японскими производителями. Инженеры компании Тяньцзинь Лишен сообщили журналистам, по сравнению с Японией, зазор диафрагмы высокого класса Китая очевиден. Консистенция продукта отечественной диафрагмы не является высокой, нет до стандартной пористости, толщины, распределения пор и распределения диаметра пор не равны.

Качество диафрагмы напрямую влияет на емкость аккумулятора, время цикла заряда и разряда, характеристики огнестойкости и защиты от взрыва и другие показатели. Персонаж внутри курса обучения сожалеет: «Один слой диафрагмы два дня, шаг за шагом - прекрасный день!»

Отечественная диафрагма остро нуждается в прорыве

В настоящее время процесс производства диафрагмы литиевой батареи в основном делится на мокрый метод и сухой метод. В интервью репортер узнал, что Китай вышел на первое место в мире в технологии сухого процесса, но в области диафрагмы мокрого процесса, хотя отечественные предприятия осваивают этот метод, но в целом по-прежнему трудно конкурировать с иностранными гигантами, кроме того , основное производственное оборудование в основном зависит от импорта.

Данные показывают, что в 2017 году внутренний рынок литиевых батарей достиг около 113 миллиардов юаней, в том числе около 60 миллиардов юаней на литиевые батареи. Согласно плану развития отрасли энергосбережения и новых энергетических транспортных средств (2011-2020 годы), выпущенному Министерством промышленности и информационных технологий, производственные мощности Китая по производству чистых электромобилей и подключаемых к сети гибридных электромобилей к 2020 году достигнут 2 миллионов в год. По оценке ассоциации производителей аккумуляторов, в будущем Китаю потребуется несколько сотен миллионов квадратных метров высококачественных мембранных материалов для автомобильных аккумуляторных батарей.

«Разработка литиевых батарей не должна контролироваться другими, и нельзя избежать использования высококачественных материалов, таких как диафрагма! У Мэнтао, генеральный директор Tianjin palmer co., Считает, что такой огромный рыночный спрос, полностью зависящий от иностранных производителей, не является естественным. только нереально, но и будет самой большой проблемой литиевой батареи внутреннего питания.

Высококачественная мембранная технология имеет довольно высокий порог не только для инвестирования огромных денег, но и для того, чтобы иметь сильную команду по исследованиям, разработкам и производству, квалифицированные технологические процессы и производственные линии высокого уровня. «Для процессов мокрого производства процесс смешивания полимерных материалов и добавок путем экструзии и процесс вытягивания представляют собой две основные трудности». Чжоу Чжэнь считает, что отечественные диафрагменные предприятия хотят иметь больше, чем должно быть в технологии обработки поверхности основного материала, такой как техника для склеивания на растяжение, штамповка продуктов с использованием материалов, оборудования и управления технологическим процессом, а также другие области трех «уроков», в Кроме того, производственная цепочка мембран выше по потоку, включая бытовые машины для нанесения покрытий и т. д., основное производственное оборудование также должно наверстать упущенное, чтобы как можно скорее реализовать локализацию большего прорыва.

«Это похоже на восхождение на гору. Чем ближе вы к вершине, тем больше у вас шансов достичь вершины», - сказал Чжоу Чжэнь.

Страница содержит содержимое машинного перевода.