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近日,由青海省政府、工信部、科技部、电动汽车百人会共同主办的“第十八届中国•青海绿色发展投资贸易洽谈会-锂产业国际高峰论坛”在青海召开,此次论坛上,中国科学院理化技术研究所研究员吴大勇做了主题演讲,以下为演讲内容实录:
中国科学院理化技术研究所研究员吴大勇
各位同事、各位朋友,非常荣幸能来到青海,今天跟大家一起分享的是我做隔膜研究10年的一点感受,题目叫做锂电隔膜的挑战与机遇。报告包括五方面内容,分别是隔膜对电池的影响,不同种类的隔膜材料以及隔膜需求及产业发展动态,还有国家政策,隔膜技术的发展趋势等五方面。
首先是隔膜与电池性能的关系,影响电池性能的材料很多,比如说正极材料、负极材料、极电技术、SEI膜的控制,封装、电芯还有其它技术,电池的一些性能包括容量发挥、能量密度、充电电压、循环性、高倍率功率特性,吸放热这些特性,与隔膜相关的性能是非常多的,应该说我们做研发电池的时候,主要的工作是聚焦在正极材料和负极材料上的,因为是做电池的性能。
隔膜在研发上的作用经常被忽视,但是产业对它的兴趣是非常高的,因为生产隔膜的利润率是比较高的。我们看一下隔膜的关键技术,比如说均匀性,包括厚度和孔径的分布、透气性和孔隙率、电导性、受热收缩性以及抗氧化,隔膜的关键参数还是非常多的。
应该说隔膜是电池性能的保障,为电池提供更高的安全保证电池性能的发挥提供很好的电化学窗口,这里的工作很多。
隔膜的种类有哪些?用一个简单的分类,比如说用材料分类,可以分为聚烯烃、无纺布膜等等,无纺布的膜主要是无纺布和无机物的复合,涂附膜主要是聚乙烯。如果按电池分就是我们前面一代的锂离子电池,还有后面一代的高能量的锂离子电池,还有高固态的电池。
我们都知道锂离子电池聚乙烯的聚丙烯的,还有三层都可以用的,高能量密度的因为它的能量密度比较高,所以对安全技术提出比较高的要求。锂硫电池很多朋友包括媒体朋友比较陌生,实际上它能用的隔膜材料和锂离子电池基本上是一样的,但是由于锂硫电池的特殊的特性,一般情况下为了提高电池的性能,需要对电池的隔膜做一些涂层的修饰,固态电池我们就不太细说了,因为大部分还处于基础的研发阶段。
隔膜的需求及产业发展的态势。我们国家“十三五”规划是要到2020年新能源汽车的年产量达到200万辆,要求动力电池的比能量达到300瓦时每公斤以上,这说明什么?第一,说明隔膜的需求量会非常高,会达到十几亿到几十亿的水平,很高的能量密度就要求这个隔膜要给电池提供更高的安全的保证,一般的聚乙烯的和聚丙烯的隔膜很有可能是不能完全满足这样一个动力电池的需要。
2020年保有量500万辆,如果在五年前我们看这个指标可能还是觉得有点难以实现,但是从这两年的发展态势来看,我们还是很有理由去乐观地看待这个事情。
最近从2012年到现在,中国的隔膜产业发生了一个非常深刻的变化,包括很多有实力的企业在成长,比如说苏州的捷力等企业在崛起,他们的生产线可能会达到5条、8条、10条甚至20条的数量,所以说从数量上来讲,我们国家的这个产业不是问题,主要的问题在于它的质量技术,特别是CATL有一个非常宏大的计划,上午我们也知道了,在溧阳建了产业园,就把上汽、宝马、北汽、吉利汽车都引到了溧阳,这样的一个产业的聚集的计划非常的庞大,它的报导是说要建一个10GWH的产业,但是也有人说是70GWH,到底是多少呢?反正这个数量是很大的,就说明未来的需求是没有问题的。
这样大的需求,这样大的外围的环境,给我们的隔膜的发展和机遇和挑战是什么?应该说整个的机遇是国家政策和新能源汽车的发展,龙头企业比如说CATL还有比亚迪,他们这样的快速发展的成长,经过多年的积累,他们已经达到了这样的国际先进水平,带动了我们整个新能源汽车的发展,所以整个的大环境是非常好的。
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