“也不了解這輛車的電池能堅持多長時間?”望著窗外駛過的又一輛新能源汽車，南開大學(xué)新能源材料化學(xué)研究所所長、博士生導(dǎo)師周震習(xí)慣性地自語道。

從事新能源材料研究20多年，看著日漸增多的新能源汽車，周震驚喜之余，仍存憂慮，“鋰離子電池的基礎(chǔ)材料研究，我們與世界一流水平還有差距，尤其高端電池隔膜材料依然依靠進(jìn)口”。

在周震等業(yè)內(nèi)專家看來，作為新能源車的“心臟”，國產(chǎn)鋰離子電池(以下簡稱鋰離子電池)目前“跳”得還不夠穩(wěn)。

跨過太平洋的“四國游戲”

去年全球動力鋰離子電池銷量前10的公司中，我國公司就占了7席，在市場份額上超越日本，占據(jù)了前列位;預(yù)計到2020年，我國在全球電池市場所占的份額將達(dá)七成以上;目前我國電池加工公司已超過了200家，是全球擁有鋰離子電池加工公司最多的國家……然而這一串的數(shù)字，并沒有讓業(yè)內(nèi)人士覺得傲慢，不少人接受采訪時指出，雖然我國已經(jīng)形成了比較完善的動力鋰離子電池產(chǎn)業(yè)鏈，電池產(chǎn)業(yè)規(guī)模夠大，但是還遠(yuǎn)稱不上強(qiáng)。

在鋰離子電池范疇存在著一個跨過太平洋的“四國游戲”。“從行業(yè)角度來看，美國有比較強(qiáng)的研發(fā)設(shè)計能力，目前依然引領(lǐng)鋰離子電池原始創(chuàng)新、核心材料研發(fā);日本作為電池材料制造大國，加工規(guī)范嚴(yán)格，能夠最先制造出新的成品電池;我國和韓國作為第二梯隊，后續(xù)跟進(jìn)……”周震解釋說，“相較日、韓，我國的低端鋰離子電池產(chǎn)品更加有優(yōu)點，緊要是由于人工和原始材料相對便宜，但是在部分高端產(chǎn)品，尤其是事關(guān)電池安全性的核心材料和制造工藝，仍有較大的差距。”

據(jù)了解，電池四大核心材料中，正、負(fù)極材料、電解液都已實現(xiàn)了國產(chǎn)化，唯獨隔膜仍是短板。國產(chǎn)隔膜緊要供應(yīng)低端3C類電池市場，高端隔膜目前仍舊大量依靠進(jìn)口。核心專利缺乏，隔膜等關(guān)鍵材料不給力，不僅成了國產(chǎn)鋰離子電池難以承受之痛，也拖了國產(chǎn)鋰離子電池公司“走出去”的后腿。

天津力神電池一位負(fù)責(zé)人在接受科技日報記者采訪時表示，鋰離子電池最前沿的三元材料，核心專利掌握在美國3M公司和阿貢國家試驗室的手中，3M公司持有常規(guī)化學(xué)計量比的NMC材料的專利，阿貢國家試驗室擁有層狀富鋰材料專利。目前，松下、三星、LG等主流廠商都要花錢購買相關(guān)專利授權(quán)。“國內(nèi)鋰離子電池公司眾多，將來進(jìn)入國際市場，面對國際巨頭競爭，缺乏核心專利和材料技術(shù)是我國電池公司將來最大的隱憂和短板。”該負(fù)責(zé)人表示。

一層薄膜兩重天

采訪中，有電池材料專家告訴記者，隔膜是鋰離子電池的關(guān)鍵組件之一，隔膜緊要材質(zhì)為多孔質(zhì)的高分子膜，包括聚乙烯及聚丙烯。鋰離子電池用的隔膜對安全性、滲透性、孔隙度及厚度都有嚴(yán)苛的要求。

“在鋰離子電池內(nèi)部，帶有電荷的離子，在正負(fù)極間流動穿梭，才能形成電流，而隔膜位于電池內(nèi)部正負(fù)極之間，既要戒備正、負(fù)極筆直接觸，又要確保電解質(zhì)離子順利通行。”周震形象地解釋說，電池電解液似乎河流，鋰離子好比河上行駛的小船，隔膜是攔腰而建的大壩，一個個隔膜孔就像是大壩上的閘門，正常情況下，離子自由穿梭到達(dá)正負(fù)極，完成充放電的循環(huán)。

“高端的隔膜一般附帶有陶瓷材料，倘若電解液溫度過高，材料膨脹，孔隙會像閘門相同封閉，切斷離子交流，從而戒備電池因溫度過高而起火爆炸。”周震解析說，隔膜是鋰電材料中技術(shù)壁壘最高的一種材料，其技術(shù)難點在于造孔的工程技術(shù)、基體材料，以及制造設(shè)備。“技術(shù)要求高，價格自然也就貴，差不多占到了電池總成本一成以上。”

目前，世界上最好的鋰離子電池隔膜材料出自旭化成和東燃化學(xué)兩家日本公司，而國內(nèi)鋰離子電池鋁塑膜市場九成份額也被昭和電工等日本廠商壟斷。天津力神公司的工程師告訴記者，與日本相比，我國的高端隔膜差距分明。國產(chǎn)隔膜產(chǎn)品一致性不高，存在孔隙率不達(dá)標(biāo)，厚度、孔隙分布以及孔徑分布不均等問題。