“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，南開大學新能源材料化學研究所所長、博士生導師周震習慣性地自語道。

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，但是還遠稱不上強。

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……”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責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。”該負責人表示。

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苛的要求。

“在鋰離子電池內(nèi)部，帶有電荷的離子，在正負極間流動穿梭，才能形成電流，而隔膜位于電池內(nèi)部正負極之間，既要戒備正、負極筆直接觸，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，離子自由穿梭到達正負極，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，存在孔隙率不達標，厚度、孔隙分布以及孔徑分布不均等問題。