中国石化新闻网欢迎您!
当前位置:首页 > 科技 · 人力

扬子石化加强技术攻关,形成具有自主知识产权的锂电池隔膜原料生产技术。今年1至5月,该公司聚乙烯电池隔膜料产销量创历史同期最好水平

炫技微米舞台 产销高品质锂电池隔膜原料

来源:中国石化报 时间:2024-06-05 08:16

本报记者 陶 炎

作为国内首家成功开发锂电池隔膜用聚乙烯专用料(以下简称“聚乙烯电池隔膜料”)的生产企业,近年来,扬子石化持续发力,加强技术攻关,形成了具有中国石化自主知识产权的锂电池隔膜原料生产技术,有力保障国内新能源汽车电池材料产业链、供应链安全。今年1至5月,该公司聚乙烯电池隔膜料的产销量同比增长53%,创历史同期最好水平。

隔膜对锂电池的综合性能提升至关重要

“锂电池隔膜是锂电池正负极之间的一层薄膜,具有大量微孔。在锂电池进行电化学反应时,隔膜可分隔正负极防止短路,同时允许锂离子自由传输,维持电池正常工作。”扬子石化科研开发专家左胜武介绍。

锂电池的好坏关乎新能源汽车的续航里程、电池能量密度、使用寿命、充电速率及安全性能。隔膜是锂电池的主要材料之一,性能优异的隔膜对提高锂电池的综合性能具有至关重要的作用。

近年来,新能源汽车行业的快速发展使得锂电池的需求量大幅增长,对锂电池续航能力的要求也不断提高,这就需要更优质的锂电池隔膜。除了新能源汽车,锂电池也是电动自行车、手机、电脑的重要配件,有着非常广阔的发展前景。

尽管市场前景广阔,但受技术水平限制,长期以来,国内隔膜企业所用原料只能依靠进口,导致进口料产品价格居高不下。为此,扬子石化瞄准国际前沿技术,开展新型锂电池隔膜原料的开发和生产。

如同在微米级舞台上跳舞

新产品开发并非易事,如同在微米级舞台上跳舞,锂电池隔膜原料生产难关重重。

“一滴原油生万物”,锂电池隔膜原料正是从石油衍生而来。“石油经过炼制和裂解工艺加工生成乙烯,再通过催化聚合生成聚乙烯。”左胜武告诉记者,但从聚乙烯到锂电池隔膜原料,还有一系列特殊的指标要求。

走进扬子石化塑料厂,记者看到了像面粉一样的白色粉状聚乙烯电池隔膜料。“锂电池隔膜厚度通常只有3微米至20微米,其中分布着大量的纳米级微孔结构。聚乙烯电池隔膜料要设计成什么样的颗粒形态才能溶解得更好,需要什么样的分子结构才能更好地分相、成孔并形成需要的取向结构,从而得到高度一致的孔隙率、透气度及高力学性能的隔膜,进而满足锂电池对更低内阻、更长寿命的循环特性及更高安全性等需求,这对聚乙烯材料的开发和生产是极高的挑战。”左胜武说。

2013年,扬子石化研究院开展小试和中试研发,开始了锂电池隔膜用特高分子量聚乙烯专用料的研发。经过技术攻关,他们解决了专用催化剂的性能优化、颗粒及形态控制、产品指标一致性等难题,于2017年5月首次实现超高分子量聚乙烯隔膜专用料YEV-4500的工业化试生产。经分析检测,该产品性能达到较高质量标准。

这是国内首次成功开发聚乙烯电池隔膜料,填补了国内空白。

市场推广终奏凯歌

尽管实现了国产化零的突破,但在市场推广上却一路荆棘。

“作为新能源汽车产业链的一环,我们的产品要进入锂电池隔膜生产厂家的采购清单,就要得到锂电池生产厂家的组装电池认证,再往下游还涉及汽车整车厂认证,环环相扣。”扬子石化塑料厂新产品开发室主任笪文忠说,当时他们在全国各地跑销路,但很多厂家的设备、产线都是进口的,配套使用进口隔膜料,为了求稳不愿尝试,市场推广屡屡碰壁。

然而,进口隔膜料的高价也让一些隔膜生产厂家吃不消,国内自主研发生产的隔膜料让这些厂家看到了希望,有了尝试的意愿。扬子石化逐渐迎来机遇。

“当时国内一家隔膜龙头企业愿意配合尝试,但只给我们半年时间,如果能提供符合他们生产要求的隔膜料,每年将从我们这儿采购一部分。”笪文忠说。

试用产品、记录参数、调试生产、改进工艺……在那半年时间里,扬子石化展开了近20轮不懈努力,持续提高产品质量。2019年底,他们终于等到了客户的订单确认函。

随着市场开拓取得突破,扬子石化的产品种类也在不断丰富。2019年,扬子石化成功开发超高分子量锂电池隔膜专用料YEV-5201T;2020年,开发试验新型超高分子量锂电池隔膜专用料YEV-060F,并于当年3月顺利完成首次工业化生产;2023年,超高分子量锂电池隔膜专用料YEV-150F成功产出,经推广形成批量应用。

“去年,我们投用了第二套聚乙烯电池隔膜料加工生产线,加工能力达到7万吨/年,全年累计产销锂电池隔膜原料2.4万吨,创历史新高。”笪文忠很是高兴。

据悉,扬子石化生产的超高分子量聚乙烯电池隔膜料是目前国内市场综合性能最优的锂电池隔膜原料之一。当前,扬子石化正锚定“基础+高端”的目标,建立产学研创新联合体,推动关键核心技术迭代升级,持续优化产品质量,进一步提高锂电池隔膜原料的产销量。

( 责任编辑:刘小溪 )