Neue Energieentwicklung muss vorsichtiger sein Inländische Lithiumbatteriemembran braucht dringend einen Durchbruch

"Ich weiß nicht, wie lange die Batterie dieses Autos hält?"

"Zhou Zhen, Direktor des Instituts für Chemie neuer Energiematerialien an der Universität Nankai und Doktorand, sagte sich, als er am Morgen des 15. Juni aus dem Fenster auf ein anderes neues Energiefahrzeug schaute, das vorbeifuhr.

Zhou Zhen ist seit mehr als 20 Jahren in der Forschung zu neuen Energiematerialien tätig und betrachtet die wachsende Zahl neuer Energiefahrzeuge. Er ist glücklich, macht sich aber immer noch Sorgen. "Die Grundlagenforschung für Lithiumbatterien, wir und das Weltklasse-Niveau, insbesondere High-End Batteriemembranmaterialien sind immer noch auf Importe angewiesen.

Zhou Zhen und andere Experten in der Industrie, als das neue Energieauto "Herz", inländische Lithium-Ionen-Batterie (im Folgenden als lithium-batterie bezeichnet) derzeit "Sprung" ist nicht stabil genug.

Das Vier-Nationen-Spiel über den Pazifik

Im vergangenen Jahr machten chinesische Unternehmen sieben der zehn weltweit führenden Verkäufe von power-batterien aus, übertrafen Japan bei Marktanteilen und rangierten weltweit an erster Stelle. Es wird erwartet, dass China bis 2020 mehr als 70% des globalen Batteriemarktes ausmachen wird. Derzeit hat China mehr als 200 Batteriehersteller, was die weltweit größte Anzahl von Lithiumbatterieherstellern darstellt ... Diese Serie jedoch Zahlen machten die Branche nicht stolz. Viele Menschen wiesen im Interview darauf hin, dass China zwar eine relativ vollständige industrielle Kette von Kraftbatterien gebildet hat, die Batterieindustrie jedoch groß genug ist, aber alles andere als stark.

Überall im Pazifik gibt es ein Vier-Nationen-Spiel für Lithiumbatterien. "Aus Sicht der Branche verfügen die USA über relativ starke Forschungs- und Entwicklungskapazitäten und führen nach wie vor die ursprüngliche Innovation von Lithiumbatterien sowie die Forschung und Entwicklung von Kernmaterialien an. Als großes Land der Herstellung von Batteriematerialien ist Japan führend hat strenge Produktionsspezifikationen und kann der erste sein, der neue fertige Batterien produziert. China und Südkorea als zweite Stufe folgen ... "Im Vergleich zu Japan und Südkorea haben Chinas Low-End-Lithiumbatterieprodukte mehr Vorteile, hauptsächlich aufgrund zu den relativ billigen Arbeitskräften und Rohstoffen, aber es gibt immer noch eine große Lücke bei einigen High-End-Produkten, insbesondere bei den Kernmaterialien und Herstellungsverfahren im Zusammenhang mit der Batteriesicherheit ", erklärte Zhou.

Es versteht sich, dass die Batterie vier Kernmaterialien, positives, negatives Material, Elektrolyt im Inland erreicht hat, aber die Membran ist immer noch eine kurze Platine. Inlandsmembranen beliefern hauptsächlich den Low-End-3C-Batteriemarkt, High-End-Membranen sind immer noch stark von Importen abhängig. Das Fehlen von Kernpatenten und das Versagen von Membranen und anderen Schlüsselmaterialien haben nicht nur unerträgliche Schmerzen für inländische Lithiumbatterien verursacht, sondern auch die inländischen Lithiumbatterieunternehmen dazu gebracht, "auszugehen".

Eine Person, die für die Tianjin-lishen-Batterie verantwortlich ist, sagte dem Reporter, dass die Kernpatente für ternäre Materialien an der Spitze der Lithiumbatterie in den Händen des nationalen Labors von 3M und Argonne liegen. 3M hält die Patente für NMC-Materialien mit herkömmlichem stöchiometrischen Verhältnis, und das nationale Argonne-Labor hält die Patente für geschichtete lithiumreiche Materialien. Derzeit müssen Panasonic, Samsung, LG und andere Mainstream-Hersteller für die entsprechende Patentlizenz bezahlen. "Inländische Lithiumbatterieunternehmen sind zahlreich und treten in Zukunft auf den internationalen Markt ein. Angesichts der Konkurrenz internationaler Giganten ist das Fehlen von Kernpatenten und Materialtechnologien die größte Sorge und das größte Manko chinesischer Batterieunternehmen in der Zukunft. Der Verantwortliche sagte.

Ein dünner Film macht zwei Tage

Im Interview sagte ein Experte für Batteriematerial dem Reporter, dass die Membran eine der Schlüsselkomponenten der Lithiumbatterie ist. Die Membran besteht hauptsächlich aus einem porösen Polymerfilm, einschließlich Polyethylen und Polypropylen. Die in Lithiumbatterien verwendete Membran stellt strenge Anforderungen an Sicherheit, Durchlässigkeit, Porosität und Dicke.

"In der Lithiumbatterie fließen geladene Ionen zwischen dem positiven und dem negativen Pol, um Strom zu bilden, und die Membran befindet sich zwischen dem positiven und dem negativen Pol in der Batterie, was nicht nur den direkten Kontakt zwischen dem positiven und dem negativen Pol verhindern sollte, sondern auch sorgen Sie für den reibungslosen Durchgang von Elektrolytionen. Zhou erklärte grafisch, dass Batterieelektrolyt wie ein Fluss ist, Lithiumionen wie ein auf dem Fluss laufendes Boot ist, Membran um die Taille des Damms gebaut ist, ein Membranloch wie das Schleusentor auf dem Damm, unter normalen Umständen, Ionen freie Shuttle zu den positiven und negativen Polen, vervollständigen den Lade- und Entladezyklus.

"Wenn der Elektrolyt zu heiß wird und sich das Material ausdehnt, schließen sich die Poren wie ein Schleusentor, unterbrechen den Ionenaustausch und verhindern, dass die Batterie Feuer fängt und explodiert." Zhou Zhen stellte vor, dass die Membran eine Art Material mit den höchsten technischen Barrieren bei lithiumelektrischen Materialien ist und ihre technischen Schwierigkeiten in der technischen Technologie zur Herstellung von Löchern, Matrixmaterialien und Fertigungsanlagen liegen. "Die Technologie ist anspruchsvoll und der Preis teuer. Sie macht mehr als 10 Prozent der Gesamtkosten der Batterie aus."

Gegenwärtig stammen die besten Lithiumbatteriemembranmaterialien der Welt von zwei japanischen Unternehmen, Asahi Chemical und Toru Chemical. 90% des inländischen Marktanteils von Lithiumbatterie-Aluminium-Kunststofffolien werden auch von Showa Denko und anderen japanischen Herstellern monopolisiert. Die Ingenieure des Unternehmens Tianjin lishen erklärten gegenüber Reportern, dass Chinas High-End-Membranlücke im Vergleich zu Japan offensichtlich sei. Die Konsistenz des Haushaltsmembranprodukts ist nicht hoch, es gibt keine Standardporosität, Dicke, Porenverteilung und Porendurchmesserverteilung sind nicht gleich.

Die Qualität der Membran wirkt sich direkt auf die Batteriekapazität, die Lebensdauer von Laden und Entladen, die Flammschutz- und Explosionsschutzleistung und andere Indikatoren aus. Die Person im Studienverlauf bedauert: "Eine Schicht Zwerchfell zwei Tage, vorbei schreiten ist ein schöner Tag!"

Das häusliche Zwerchfell braucht dringend einen Durchbruch

Gegenwärtig ist der Herstellungsprozess der Lithiumbatteriemembran hauptsächlich in das Nassverfahren und das Trockenverfahren unterteilt. Im Interview erfuhr der Reporter, dass China den ersten Platz der Welt in der Trockenprozesstechnologie betreten hat, jedoch im Bereich der Nassprozessmembran, obwohl inländische Unternehmen die Methode beherrschen, aber es insgesamt immer noch schwierig ist, mit ausländischen Giganten zu konkurrieren Die Kernproduktionsausrüstung ist hauptsächlich von Importen abhängig.

Daten zeigen, dass der inländische Markt für Lithiumbatterien im Jahr 2017 etwa 113 Milliarden Yuan erreichte, einschließlich etwa 60 Milliarden Yuan für Lithiumbatterien. Laut dem vom Ministerium für Industrie und Informationstechnologie herausgegebenen Plan zur Energieeinsparung und Entwicklung neuer Energiefahrzeuge (2011-2020) wird Chinas Produktionskapazität für reine Elektrofahrzeuge und Plug-in-Hybrid-Elektrofahrzeuge bis 2020 2 Millionen pro Jahr erreichen. Nach Schätzungen des Verbandes der Batterieindustrie wird China künftig jedes Jahr mehrere hundert Millionen Quadratmeter hochwertiger Membranmaterialien für Fahrzeugbatterien benötigen.

"Die Entwicklung von Lithiumbatterien sollte nicht von anderen kontrolliert werden, und hochwertige Materialien wie Membranen können nicht vermieden werden! Wu Mengtao, General Manager von Tianjin Palmer Co., ist der Ansicht, dass eine derart große Marktnachfrage, die vollständig von ausländischen Herstellern abhängt, dies nicht ist nur unrealistisch, wird aber auch die größte Sorge der Haushaltsstrom Lithiumbatterie sein.

Die High-End-Membrantechnologie hat eine ziemlich hohe Schwelle, um nicht nur viel Geld zu investieren, sondern auch ein starkes Forschungs- und Entwicklungsteam, eine qualifizierte Prozesstechnologie und ein hohes Maß an Produktionslinien zu haben. "Bei Nassherstellungsprozessen sind der Extrusionsmischprozess von Harzmaterialien und Additiven und der Streckprozess zwei Hauptschwierigkeiten." Zhou Zhen ist der Ansicht, dass inländische Membranunternehmen mehr wollen, als in der Basismaterial-Oberflächenbehandlungstechnologie, wie Zugklebetechniken, Stanzprodukten mit Materialien, Ausrüstung und Prozesskontrolle, und anderen Bereichen der drei "Lektionen" in Darüber hinaus muss die vorgelagerte Membranindustriekette, einschließlich der heimischen Beschichtungsmaschine usw., die Kernproduktionsausrüstung so schnell wie möglich aufholen, um die Lokalisierung eines größeren Durchbruchs zu realisieren.

"Es ist wie auf einen Berg zu klettern. Je näher du an der Spitze bist, desto besser sind deine Chancen, die Spitze zu erreichen", sagte Zhou Zhen.

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