El desarrollo de nuevas energías debe ser más cauteloso. El diafragma de batería de litio doméstica necesita un avance urgente

"¿No sé cuánto durará la batería de este coche?"

"Zhou zhen, director del instituto de química de materiales de nueva energía en la universidad de nankai y supervisor de doctorado, se dijo a sí mismo mientras miraba por la ventana a otro vehículo de nueva energía que pasaba la mañana del 15 de junio.

Comprometido en la investigación de materiales de nueva energía durante más de 20 años, observando el número creciente de vehículos de nueva energía, Zhou zhen está feliz, pero aún se preocupa, "investigación de materiales básicos de baterías de litio, nosotros y el nivel de clase mundial, especialmente de gama alta Los materiales del diafragma de la batería todavía dependen de las importaciones.

Zhou zhen y otros expertos en la industria, como el nuevo coche de energía "corazón", la batería de iones de litio doméstica (en lo sucesivo, batería de litio) en la actualidad "salto" no es lo suficientemente estable.

El juego de cuatro naciones en el Pacífico

El año pasado, las empresas chinas representaron siete de las 10 principales ventas mundiales de baterías eléctricas, superando a Japón en participación de mercado y ocupando el primer lugar en el mundo. Se espera que China represente más del 70% del mercado mundial de baterías para 2020. En la actualidad, China tiene más de 200 fabricantes de baterías, que es el mayor número de fabricantes de baterías de litio en el mundo ... Sin embargo, esta serie de cifras no enorgulleció a la industria. Muchas personas señalaron en la entrevista que, aunque China ha formado una cadena industrial relativamente completa de baterías eléctricas, la industria de las baterías es lo suficientemente grande, pero está lejos de ser fuerte.

Hay un juego de cuatro naciones en todo el Pacífico por baterías de litio. "Desde la perspectiva de la industria, Estados Unidos tiene capacidades relativamente sólidas de I + D y diseño, y sigue liderando la innovación original de las baterías de litio y la investigación y el desarrollo de materiales básicos. Como gran país de fabricación de materiales para baterías, Japón tiene especificaciones de producción estrictas y puede ser el primero en producir nuevas baterías terminadas. China y Corea del Sur como segundo nivel, seguimiento ... "En comparación con Japón y Corea del Sur, los productos de baterías de litio de gama baja de China tienen más ventajas, principalmente debido a la mano de obra y las materias primas relativamente baratas, pero todavía hay una gran brecha en algunos productos de alta gama, especialmente los materiales básicos y los procesos de fabricación relacionados con la seguridad de las baterías ", explicó zhou.

Se entiende que los materiales de cuatro núcleos de la batería, material positivo, negativo, electrolito han logrado domésticos, pero el diafragma sigue siendo un tablero corto. El diafragma nacional abastece principalmente al mercado de baterías 3C de gama baja, mientras que el diafragma de gama alta sigue dependiendo en gran medida de las importaciones. La falta de patentes centrales y la falla del diafragma y otros materiales clave no solo han causado un dolor insoportable para las baterías de litio domésticas, sino que también han arrastrado a las empresas de baterías de litio domésticas a "apagarse".

Una persona a cargo de la batería lishen de Tianjin le dijo al reportero que las patentes principales de los materiales ternarios a la vanguardia de la batería de litio están en manos de 3M y del laboratorio nacional de argónne. 3M posee las patentes de materiales NMC de relación estequiométrica convencional, y el laboratorio nacional argonne posee las patentes de materiales ricos en capas de litio. En la actualidad, Panasonic, Samsung, LG y otros fabricantes principales tienen que pagar la licencia de patente correspondiente. "Las empresas nacionales de baterías de litio son numerosas y entrarán en el mercado internacional en el futuro. Frente a la competencia de gigantes internacionales, la falta de patentes centrales y tecnología de materiales es la mayor preocupación y deficiencia de las empresas chinas de baterías en el futuro. La persona a cargo dicho.

Una fina película hace dos días.

En la entrevista, un experto en materiales de batería le dijo al reportero, el diafragma es uno de los componentes clave de la batería de litio, la membrana está hecha principalmente de una película de polímero poroso, que incluye polietileno y polipropileno. El diafragma utilizado en las baterías de litio tiene requisitos estrictos de seguridad, permeabilidad, porosidad y grosor.

"En la batería de litio, los iones cargados fluyen entre los polos positivo y negativo para formar corriente, y el diafragma se encuentra entre los polos positivo y negativo de la batería, lo que no solo debe evitar el contacto directo entre los polos positivo y negativo, sino también asegurar el paso suave de los iones de electrolito. Zhou explicó gráficamente que el electrolito de la batería es como un río, el ión de litio es como un bote que corre en el río, el diafragma está construido alrededor de la cintura de la presa, un orificio de diafragma es como la compuerta de la Presa, en circunstancias normales, los iones de transporte libre a los polos positivo y negativo, completan el ciclo de carga y descarga.

"Si el electrolito se calienta demasiado y el material se expande, los poros se cierran como una compuerta, cortando el intercambio de iones y evitando que la batería se incendie y explote". Zhou zhen introdujo que el diafragma es un tipo de material con las barreras técnicas más altas en materiales eléctricos de litio, y sus dificultades técnicas radican en la tecnología de ingeniería para hacer agujeros, materiales de matriz y equipos de fabricación. "La tecnología es exigente y el precio es caro, lo que representa más del 10 por ciento del costo total de la batería".

En la actualidad, los mejores materiales de membrana de batería de litio del mundo provienen de dos empresas japonesas, asahi chemical y toru chemical, y el 90% de la cuota de mercado de la película plástica de aluminio de batería de litio nacional también está monopolizada por showa denko y otros fabricantes japoneses. Los ingenieros de la compañía Tianjin lishen dijeron a los periodistas que, en comparación con Japón, la brecha de diafragma de alta gama de China es obvia. La consistencia del producto de diafragma doméstico no es alta, no hay porosidad estándar, el espesor, la distribución de los poros y la distribución del diámetro de los poros no son iguales.

La calidad del diafragma afecta directamente la capacidad de la batería, el ciclo de vida de carga y descarga, el rendimiento de seguridad retardante de llama y parada de explosión y otros indicadores. El personaje dentro del curso de estudio lamenta: "¡una capa de diafragma dos días, paso adelante es un buen día!"

El diafragma doméstico necesita un avance urgente

En la actualidad, el proceso de fabricación del diafragma de batería de litio se divide principalmente en método húmedo y método seco. En la entrevista, el periodista se enteró de que China ha entrado en la primera plaza del mundo en la tecnología de proceso seco, pero en el campo del diafragma de proceso húmedo, aunque las empresas nacionales dominan el método, pero en general sigue siendo difícil competir con los gigantes extranjeros, además , el equipo de producción principal depende principalmente de las importaciones.

Los datos muestran que en 2017, el mercado nacional de baterías de litio alcanzó alrededor de 113 mil millones de yuanes, incluidos alrededor de 60 mil millones de yuanes para baterías de litio eléctricas. Según el plan de desarrollo de la industria de vehículos de nueva energía y conservación de energía (2011-2020) emitido por el Ministerio de Industria y Tecnología de la Información, la capacidad de producción de vehículos eléctricos puros y vehículos eléctricos híbridos enchufables de China alcanzará los 2 millones por año en 2020. Según la estimación de la asociación de la industria de las baterías, China necesitará varios cientos de millones de metros cuadrados de materiales de diafragma de alta calidad para baterías de vehículos cada año en el futuro.

"¡El desarrollo de baterías de litio no debe ser controlado por otros, y los materiales de alta gama como el diafragma no pueden evitarse! Wu mengtao, gerente general de Tianjin palmer co., Cree que una demanda de mercado tan grande, completamente dependiente de los fabricantes extranjeros, no es Solo poco realista, pero también será la mayor preocupación de la batería de litio de energía doméstica.

La tecnología de diafragma de alta gama tiene un umbral bastante alto, no solo para invertir una gran cantidad de dinero, sino también para tener un sólido equipo de I + D y producción, tecnología de procesos capacitada y un alto nivel de líneas de producción. "Para los procesos de fabricación en húmedo, el proceso de mezcla por extrusión de materiales de resina y aditivos y el proceso de estiramiento son dos dificultades fundamentales". Zhou Zhen cree que las empresas nacionales de diafragma quieren tener más como, debe estar en la tecnología de tratamiento de superficie del material base, como técnicas adhesivas de tracción, productos de estampado que involucran materiales, equipos y control de procesos, y otras áreas de las tres "lecciones", en Además, la cadena industrial de diafragma aguas arriba, incluida la máquina de recubrimiento doméstica, etc., el equipo de producción central también debe ponerse al día, tan pronto como sea posible, para realizar la localización de un mayor avance.

"Es como escalar una montaña. Cuanto más cerca estés de la cima, mayores serán tus posibilidades de llegar a la cima", dijo Zhou zhen.

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