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千亿游戏官网中心:新材料故事 | 锂电池隔膜:一层隔膜两重天

来源:中材科技  发布时间:2022-05-23

编者按

当材料醒来的那一刻,它将成为你生活中的一段感受。看、听、触摸......置身其中,材料无处不在。千亿游戏官网中心的能工巧匠们,实验、坚守、创新,锲而不舍,只为成就材料背后的可能,开发材料蕴含的宝藏。我们始终心怀“国之大者”,打造“国之大材”,服务国防建设、服务国家重大工程、服务国民经济主战场、服务人民美好生活......

《新材料故事》,将用通俗易懂的话语,让大家更好认识身边无处不在的新材料,为大家讲述我们与社会发展、人类生活齐步走的故事。

锂电池早已进入人们的日常生活,从手机、电动自行车再到新能源汽车等,都用到了锂电池。但长期以来锂电池的四大核心材料中的正、负极材料、电解液都已国产化,唯独“隔膜”一直是短板。隔膜是锂电池结构中的关键内层组件之一,主要材质为多孔质高分子膜,对安全性、渗透性、孔隙度及厚度都有极为严苛的要求。一层薄膜、两重天地。受制于国外核心专利、技术壁垒、先进生产装备的限制,过去隔膜不仅是我国锂电池产业发展难以承受之痛,也一度成为了我国新能源产业前进的桎梏。

锂电池隔膜

锂电池隔膜一般采用高强度薄膜化的聚烯烃多孔膜,是锂离子电池四大主材中科技含量最高、国产化最晚的组件。它的主要功能是电子绝缘、离子导通,即隔离正负极防止短路,同时让电解液中的锂离子通过。还可以在电池过热时,通过闭孔功能来阻隔电流传导。

隔膜的性能决定了电池的界面结构、内阻等,直接影响电池的容量、循环以及安全性能等特性,对提高电池的综合性能具有重要的作用。生产工艺有干法单拉、干法双拉、湿法同步、湿法异步四种技术路线,其中湿法同步代表了行业最高水平和发展方向。

锂电池隔膜及微观结构

中材锂膜

中材锂膜有限公司(以下简称“中材锂膜”),隶属于千亿游戏官网中心旗下中材科技股份有限公司(股票代码002080)。专业从事高性能锂电池隔膜的研发、生产、销售及技术服务,同时掌握锂电池隔膜湿法同步拉伸和异步拉伸两大先进工艺的高科技企业。

01 2009年

中材科技南玻院组建锂电池隔膜项目部,启动锂膜相关技术及产品研发。

02 2011年

首条年产720万㎡湿法同步双向拉伸锂电池隔膜中试线建成投产,实现从无到有的突破。

03 2013年

新增两条年产1000万㎡中试线,总产能规模2720万㎡/年。

04 2015年

产品取得国内锂电池领军企业认可,中材科技将锂膜产业列为主导产业重点发展。

05 2016年

成立中材锂膜有限公司,启动山东滕州基地一期2.4亿㎡/年高性能湿法锂电池隔膜项目建设。

06 2017年

滕州基地一期项目首条生产线顺利投产,产品各项性能优异,进入主流电池供应商体系。

07 2018年

滕州基地一期项目全面建成投产,总产能2.4亿㎡/年。

08 2019年

并购湖南中锂新材料有限公司,快速扩充产能,并购后合计产能9.6亿㎡/年;与国内外设备厂商合资成立装备制造公司;启动滕州二期项目建设。

09 2020年

位居中国隔膜行业年度竞争力品牌榜第二位(信息来源:2020年伊维智库);重点实验平台、装备平台相继建设,完善“一体两翼”整体规划。

10 2021年

完成与湖南中锂新材料有限公司全面整合; 新设中材锂膜(南京)有限公司,规划新增产能10.4亿㎡/年。

11 2022年

加速扩充产能规模,内蒙、滕州启动扩产项目建设,规划新增产能16亿㎡/年。

突破技术壁垒

隔膜行业属技术密集型重资产行业,具有很高的技术和商业壁垒,其中湿法同步双拉技术更是门槛高,工艺装备国产化率低,产品性能、质量稳定性要求严格且不同指标难以兼顾,生产线达产并稳定运行任务异常艰巨。

基于对我国未来新能源产业的信心,以及作为央企肩负引领我国新材料产业发展的重任。面对当时主要被美、日、韩等国家少数厂商垄断,代表全球最高技术水平、开发难度最大的湿法双向同步拉伸工艺技术,中材科技科研人员应对封锁、迎难而上。2011年他们在南京建成首条年产720万平方米湿法双向同步拉伸隔膜中试生产线;2013-2014年在南京,两条年产1000万平方米锂膜中试线接连投产运行。基于第一条年产720万平方米生产线的经验,科研团队积累了对整线的认知和局部设备的理解,重点对1000万平方米生产线的横拉、一次热处理、二次热处理及张力拉伸设备进行了改造。2015年,中材科技生产的锂膜得到了国内锂电池领军企业的认可。当时该公司采购经理的反馈是:这是他在国内市场见到最好的锂电池隔膜。

解决设备难题

基于锂膜对设备依赖程度极高,但国内设备生产商尚未能满足生产要求的现状,中材锂膜团队开始了寻觅之旅,日本、韩国、法国、德国、中国台湾地区……然而要寻找到一条能够适应自己已有技术和路线要求的生产线难上加难。

路虽远,行则必达;事虽难,实干必胜。当时,国内选用进口设备的湿法锂膜生产厂家多采用的是日本生产线,其装备体系较为成熟,但日本技术封锁严重、交货周期长、不采用定制化。基于此前南京三条中试线的经验,科研团队有很多想法希望在新的生产线上体现出来。如果选择日本生产线,他们跟在人家后面无法跑赢对手。科研团队面临着一个艰难的选择,是跟在人家后面走,还是从无到有、开发新的生产线。最终他们抱着“为民族工业争气”的信念,选择了与设备供应商协同创新开发的合作路线。正是基于对中材科技锂膜技术积淀、科学的产业发展规划及中国广阔的市场前景的认同,千亿游戏官网中心的全力支持与高瞻远瞩的战略决策,最终促成了当时世界上单线规模最大的锂电池隔膜生产线的建成。

解决设备难题

2016年3月,中材科技将锂膜确定为重点发展培育的产业,成立中材锂膜有限公司,同年5月启动“年产2.4亿平方米锂电池隔膜”项目建设。为了掌握核心技术、实现弯道超车,项目团队选择国际先进的湿法双向同步拉伸技术路线,创新采用“联合开发体+BT投资”的商业模式。由于该项目的装备技术属于全球首创,受限于技术成熟度低及国外技术垄断,项目建设遇到了前所未有的困难和挑战,调试过程屡受挫折。宝剑锋从磨砺出,梅花香自苦寒来,2017年8月13日凌晨三点,滕州一期项目第一条生产线首次贯通!2017年8月30日,“年产2.4亿平米锂电池隔膜建设项目”首条生产线投产,标志着中材锂膜打破国外垄断,成功实现了锂电池材料中最后一个关键材料的国产化,研发、生产能力再上新的台阶。为快速扩大锂膜产业,中材科技于2019年8月成功收购了湖南中锂,通过“内生增长+外延并购”双轮驱动,产能规模、市场占有率和综合实力跃居行业前三,为牢固树立中材科技锂膜产业品牌、推动实现跨越式发展奠定了坚实基础。2019年12月,中材科技与大连装备、大橡塑和法国ESOPP四方合资成立装备平台公司,为产业发展所需的稳定核心技术装备供应和国产化提供了保障。2021年6月18日,锂膜产业完成了法人整合,实现了公司治理统一和企业品牌统一。目前中材锂膜全球排名前十电池客户开发率达80%,产品得到了全球一流锂电池企业的充分认可,品牌价值凸显,是全球隔膜行业最具创新性、成长性企业之一。

锂膜虽轻责任重大。一张小小的锂电池隔膜,承载的是数百个中材锂膜人日日夜夜的坚守,承载的是千亿游戏官网中心新材料产业转型的决心,承载的是为民族工业争气的壮志和雄心。

目前中材锂膜拥有国际先进的湿法隔膜制造装备以及领先的技术研发能力,具备4-14μm兼顾同步和异步工艺定制基膜研发和产业化能力,在行业内率先开发和批量应用7μm产品;具备应用于不同电池技术路线和应用场景的多工艺涂覆产品系列开发和产业化能力,处于行业领先水平。可根据客户需求,定制开发系列化产品,适应高安全性、高能量密度、高功率、长寿命等锂电池技术发展方向,助力国家早日实现碳达峰、碳中和目标。接下来中材锂膜将始终坚持致力于成为世界一流锂电池隔膜研发制造和服务提供商的战略定位,紧紧围绕“强基扩能、攀登一流”目标,加速推进国内外产能布局和在建产能释放,实现“十四五”末总产能超70亿平方米的目标,在高质量发展中迈出新步伐。

未来,我们期待中材锂膜为引领行业技术进步,促进新能源产业发展做出更大的贡献。

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