電動(dòng)汽車造價(jià)過高原因揭秘:鋰電池四大難關(guān)
隔膜技術(shù)含量高的原因在于它的造孔工藝難度大。目前國(guó)際上隔膜的主流產(chǎn)品是經(jīng)橫向和縱向精密拉伸的單層聚丙烯(PP)納米微孔膜、單層聚乙烯(PE)納米微孔膜、PP/PE/PP三層復(fù)合納米微孔膜等類型。以雙向精密拉伸法來生產(chǎn)PE、PP隔膜,是一個(gè)多步驟、復(fù)雜而精密的加工過程,包括吹塑、流延制膜、連續(xù)精密拉伸等多個(gè)重要環(huán)節(jié)。國(guó)產(chǎn)隔膜在厚度的均勻度和孔的均勻度上與國(guó)外存在很大差距。目前國(guó)際和國(guó)內(nèi)市場(chǎng)基本被幾家實(shí)力強(qiáng)大的國(guó)外廠商掌控,如美國(guó)的卡爾格德(Celgard)、恩特凱(Entek),日本的旭化成、東燃等。
國(guó)內(nèi)許多企業(yè)都在嘗試突破國(guó)外技術(shù)壁壘,開發(fā)鋰電池隔膜,但難度較大。難度主要體現(xiàn)在以下3個(gè)方面:一是傳統(tǒng)制備隔膜工藝的相關(guān)專利基本被美國(guó)和日本的少數(shù)企業(yè)所壟斷,我國(guó)在生產(chǎn)技術(shù)方面缺乏自主知識(shí)產(chǎn)權(quán);二是國(guó)內(nèi)企業(yè)在生產(chǎn)隔膜的關(guān)鍵技術(shù)方面特別是產(chǎn)業(yè)化技術(shù)方面較為欠缺,很多企業(yè)在小試時(shí)往往能夠拿出較好的樣品,但大規(guī)模生產(chǎn)時(shí)產(chǎn)品的一致性較差;三是我國(guó)在新工藝、新方法的研究方面與國(guó)際同步,但新的工藝往往對(duì)設(shè)備和工藝過程控制要求較高,我國(guó)的精密加工設(shè)備基礎(chǔ)比較薄弱,限制了產(chǎn)業(yè)化。
盡管難度大,但是國(guó)產(chǎn)隔膜已經(jīng)開始起步?,F(xiàn)在國(guó)內(nèi)一些企業(yè)在國(guó)產(chǎn)化方面已取得了一些技術(shù)突破,如深圳市星源材質(zhì)科技股份有限公司、佛山市金輝高科光電材料有限公司、河南新鄉(xiāng)格瑞恩新能源材料股份有限公司等,這些公司都已生產(chǎn)出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的鋰電池隔膜,但目前大多是供應(yīng)中、低端市場(chǎng),還需要膜技術(shù)的進(jìn)一步成熟。
隨著新能源汽車的逐漸推廣,到2012年,預(yù)計(jì)新能源汽車將令鋰電池隔膜的需求量翻10倍。解決了隔膜的國(guó)產(chǎn)化問題,不僅對(duì)鋰電池行業(yè),對(duì)整個(gè)電動(dòng)汽車行業(yè)發(fā)展都將具有革命性的意義。
負(fù)極
負(fù)極材料技術(shù)含量比較低,一般用石墨做負(fù)極,是國(guó)內(nèi)鋰離子電池四大關(guān)鍵組件中唯一實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的材料。
國(guó)內(nèi)企業(yè)在技術(shù)含量低的領(lǐng)域,做得頗有成就。深圳貝特瑞新能源材料有限責(zé)任公司、上海杉杉科技有限公司等已經(jīng)躋身世界級(jí)公司。其中,深圳貝特瑞市場(chǎng)占有率已居全球第二??蛻舭ㄋ上?、三星、日立、比亞迪等130多家廠商。
但是,石墨負(fù)極材料雖成功商品化,可由于碳作為負(fù)極總是存在一些難以克服的弱點(diǎn),未來肯定要被非碳材料取代。因?yàn)槭陔娊庖褐袝?huì)形成鈍化膜,該膜雖可傳遞鋰離子,但會(huì)引起能量的損耗。而且當(dāng)電池過充電時(shí),石墨負(fù)極表面會(huì)析出金屬鋰從而引起電池短路。隨著溫度的升高,嵌鋰狀態(tài)下的石墨負(fù)極將首先與電解液發(fā)生放熱反應(yīng),有可能會(huì)生成易燃?xì)怏w,發(fā)生燃燒。所以石墨不是最理想的負(fù)極材料,尋找性能更為良好的非碳負(fù)極材料是鋰離子電池研究的重要課題。
盡管當(dāng)前人們廣泛研究了各種非碳負(fù)極材料,特別是近年來納米結(jié)構(gòu)的非碳負(fù)極材料如錫的復(fù)合氧化物、鈦氧化合物及鈦酸鹽類化合物等,受到許多鋰電工作者的關(guān)注,但是這些材料還有許多問題沒有解決,仍然無法大量應(yīng)用,還需要生產(chǎn)路線和工藝的不斷改進(jìn)。
評(píng)論