動(dòng)力鋰電池四大技術(shù)難關(guān)
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時(shí)間：2012-06-18
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出現(xiàn)這一狀況的的主要原因是六氟磷酸鋰的技術(shù)門(mén)檻相當(dāng)高。六氟磷酸鋰要求純度高、水分低，但由于產(chǎn)品本身極易吸潮分解，因此生產(chǎn)難度極大，對(duì)原料及設(shè)備要求苛刻，屬于典型的高科技、高危生產(chǎn)環(huán)境、高難生產(chǎn)的‘三高’技術(shù)產(chǎn)品。六氟磷酸鋰的三大主要原料是五氯化磷、無(wú)水氫氟酸和氟化鋰，其中又以后兩者的生產(chǎn)難度最大，需要國(guó)內(nèi)企業(yè)在生產(chǎn)工藝上取得突破。
隔膜
隔膜在鋰電池中起著防止正、負(fù)極短路的作用，并在鋰電池充放電過(guò)程中提供鋰離子運(yùn)輸通道。簡(jiǎn)而言之，隔膜就是一層多孔的塑料薄膜。但它直接影響了電池的容量、循環(huán)性能以及安全性能。在鋰電池的部件中它是技術(shù)含量最高的，占鋰電池成本的20%～30%。而目前我國(guó)80%的鋰電池隔膜依靠進(jìn)口。
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(lèi)型。以雙向精密拉伸法來(lái)生產(chǎn)PE、PP隔膜，是一個(gè)多步驟、復(fù)雜而精密的加工過(guò)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(chǎng)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(kāi)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(zhuān)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(guò)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(kāi)始起步。現(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(chē)的逐漸推廣，到2012年，預(yù)計(jì)新能源汽車(chē)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(wèn)題，不僅對(duì)鋰電池行業(yè)，對(duì)整個(gè)電動(dòng)汽車(chē)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?hù)包括松下、三星、日立、比亞迪等130多家廠(chǎng)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(lái)肯定要被非碳材料取代。因?yàn)槭?a class="contentlabel" href="http://butianyuan.cn/news/listbylabel/label/電解液">電解液中會(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(guò)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(lái)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(lèi)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(wèn)題沒(méi)有解決，仍然無(wú)法大量應(yīng)用，還需要生產(chǎn)路線(xiàn)和工藝的不斷改進(jìn)。
評(píng)論