聚烯烴隔膜存在缺陷
在鋰電池的結(jié)構(gòu)中，隔膜是關(guān)鍵的內(nèi)層組件之一，其采用塑料膜制成，可隔離電池正負(fù)極，以防止出現(xiàn)短路。但傳統(tǒng)的聚烯烴隔膜用于動力鋰電池時在絕緣性、機(jī)械強(qiáng)度、耐熱性等方面存在缺陷，隨著近期比亞迪電動車碰撞起火事件與億緯鋰能電池廠爆炸事件的發(fā)生，這一缺陷受到更多關(guān)注。
在昨日論壇上，中科院理化研究所研究員吳大勇表示，與電池安全相關(guān)的問題有很多，包括正負(fù)極材料的高溫性能、電解液、基片的毛刺和其他斷路問題、電池管理系統(tǒng)等。這其中，隔膜的特性與質(zhì)量尤其被寄予厚望，其對鋰電安全性意義重大。業(yè)界希望高品質(zhì)隔膜能降低成本、保證電池安全、提高電池性能。
“納米纖維膜是目前性能最優(yōu)異的一種新型隔膜材料。納米可以延長電池循環(huán)壽命，降低電池內(nèi)阻，提高電池的倍率性能和安全性。”吳大勇說。
中科院上海硅酸鹽研究所研究員樂軍在論壇上表示，傳統(tǒng)多層隔膜的高溫收縮率大、膜的強(qiáng)度低、安全性能差。未來動力鋰電池隔膜的主要研究方向之一就是新型隔膜，包括PET無紡布隔膜、聚酰亞胺（PI）納米纖維隔膜、聚酰胺（PA）隔膜，其優(yōu)點是耐溫高，具有低溫輸出、充電循環(huán)壽命長、機(jī)械強(qiáng)度適中的特點。
“聚烯烴隔膜的耐熱性不夠好，尤其聚乙烯隔膜到130度就會熔化，當(dāng)鋰電池發(fā)熱后，很容易出現(xiàn)短路、起火。而聚酰亞胺隔膜的耐熱性極好，可耐熱四五百度，發(fā)再高的熱也不會熔化，始終把兩個電極分開，有助提高鋰電池的安全性。”深圳惠程首席科學(xué)家、子公司江西先材納米纖維科技公司副董事長侯豪情在昨日論壇上說，“耐熱性這么高的隔膜材料目前市場上還幾乎沒有”。
新型隔膜市場規(guī)模可達(dá)千億
侯豪情在論壇間隙透露，江西先材已試生產(chǎn)的PI隔膜項目預(yù)計于今年9月正式投產(chǎn)，今年產(chǎn)能可達(dá)1萬平米/天。隨著南昌工廠一期到明年建成投產(chǎn)，PI隔膜產(chǎn)能將達(dá)到4000萬平米/年，成本也隨之降低。
目前，PI隔膜的成本仍較高，價格約是傳統(tǒng)隔膜的兩倍。“未來電動車普及后，鋰電隔膜的市場規(guī)模也會猛增，將是幾千億的市場。”侯豪情最后說。
資料顯示，隔膜系鋰電材料中技術(shù)壁壘最高的一種高附加值材料，每輛電動車就要用到1000到2000平米，其毛利率一度達(dá)到70％以上，占鋰電池成本的20-30％。日本IIT公司預(yù)計，2011年-2015年鋰電隔膜行業(yè)將保持年均29％的增長速度。而亞化咨詢昨日提供的數(shù)據(jù)則顯示，去年鋰電隔膜市場份額中，中國企業(yè)僅占6％，國產(chǎn)化潛力巨大。
在“十二五”期間，我國鼓勵開發(fā)自主知識產(chǎn)權(quán)的電池隔膜技術(shù)，以及提高隔膜國產(chǎn)化率。國家發(fā)改委發(fā)布的《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄（2011年本）》明確提出鼓勵發(fā)展電池隔膜。
