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田如輝:動力電池不同技術路線下隔膜的發展情況和趨勢

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來源:睿見Economy

  2025年7月10-12日,2025中國汽車論壇在上海嘉定舉辦。本屆論壇主題為“提質向新,智贏未來”,由“閉門峰會、大會論壇、技術領袖峰會、多場主題論壇、N場行業發布、主題參觀活動”等15場會議和若干配套活動構成,各場會議圍繞汽車行業熱點重點話題,探索方向,引領未來。其中,在7月12日上午舉辦的“主題論壇九:識變,應變,鞏固動力電池產業發展優勢”上,深圳市星源材質科技有限公司產品總監田如輝發表精彩演講。


  以下內容為現場演講實錄:

  各位與會的同仁大家上午好!

  很榮幸作為最后一位演講嘉賓給大家做分享。剛才提到鋰電池隔膜是作為四大主材之一,我總感覺有點“名不副實”,隔膜在電池里面的成本占比很低,像鐵鋰的在5%以下,三元的稍微高一點,所以看似很重要,但從價值上來看,好像又不是那么重要。但是從應用場景,它對安全性能又有最直接的影響,是影響電芯安全性能最重要的組件。

  一、動力電池行業痛點及發展趨勢。

  其實隔膜方面,整個發展已經非常快的,特別是中國。隔膜行業最開始是日本、美國等企業發展起來的,但是目前中國已經將其慢慢替代,現在基本上已經到了90%以上的國產化,可以說全球都是中國隔膜廠家的天下,包括海外用的這些隔膜。我們在做出海方案和建設,國內企業大部分都有出海的計劃和方案,所以全球化的路程和出海的趨勢是不可逆的。

  鋰電池隔膜方面,目前我認為最大的問題是熱失控和安全,特別是新國標的發布對于鋰電池隔膜安全性的要求也越來越高。新國標帶來的影響我們也深切地感受到,隨著新國標的發布,很多動力電池廠跟我們的溝通和交流說,希望能夠推出一系列高安全性的基膜或者涂層產品,改善電芯的安全性能。

  鋰電池的發展技術不再贅述了,剛才幾位的與會同仁們都提到非常多,大體的趨勢就是從現在的液態到半固態,到未來的全固態。目前全固態比較火,但我認為中短期內大批量的應用基本上還是以液態為主,或者90%以上都是液態為主,少部分的半固態。剛剛提到了全固態裝車在2026年底2027年初少部分的車型或者對一些成本不太敏感的車型,是有可能裝車的。但是受益于整個市場的擴張,液態(含半固態)的增長速度依然非常可觀。

  對于隔膜來說,它發展路線也比較明確,隨著電池體系的發展,從最開始基本上以基膜的方式:那時候40、60μm這種厚度的產品,到后來加耐熱涂層的方式,到了20μm以下,到現在基本上出的產品都是12μm以下或者10μm以下。雖然隔膜一直在減薄,但是對能量密度的提升、對安全性能的提升大家都是有目共睹的。目前這個階段,新國標的發布對安全性能要求越來越高,隔膜上我們也做了很多升級,基材上隨著厚度的下降我們機械強度一直在往上提,保證總的強度不變。

  涂層方面,也從以前4、5μm的涂層厚度,現在往下降到星源最薄能做到0.3~0.5μm。未來這種半固態和固態的應用,我們也有相對應的方案,剛才提到聚合物路線、硫化物、鹵化物路線,我們有相應的隔膜能夠對應。

  二、星源先進隔膜產品解決方案。

  基于這些應用和未來的發展趨勢,星源材質有20多年的隔膜發展經驗和研發經驗,我們研發團隊非常大,細分產品也非常多。對于目前的痛點和應用,我們也有相應的解決方案,下面分享一下。

  第一種,針對快充方面的應用。現在越來越多地在往上走,比如比亞迪發布了兆瓦閃充,寧德時代也發布了10C以上的超充,我們也有相應的隔膜解決方案。首先是納米纖維的涂層,這個涂層是最近幾年一直向市場上大批量供貨,也是全行業唯一一家給動力電池企業在大批量供貨的纖維類型的涂層方式。它的特點是,它能夠做到非常薄,最薄可以做到0.3~0.5μm,當然目前批量的主要是1~1.5微米的涂層厚度,這個是領先于行業的。

  除了薄之外,它的耐熱特性特別好,能夠耐180度的高溫。其次電解液的浸潤特性也非常優異,比常規陶瓷要更好,至少高1倍以上。在這種特性下,它對于離子傳輸的阻力會減弱很多,特別是在長循環的特性下,它的離子導通效果非常好。有終端廠家給我們反饋循環的特性,在4C以上的快充明顯優于陶瓷涂層隔膜和其他特殊涂層隔膜,目前這個材料是快充應用性價比最高的。

  這款產品目前已經大批量供貨,海外的一些重要的車廠目前也選用了我們這種類型的技術方案。這個材料目前只有星源材質在大批量供貨,我們手頭上有專利,不只是國內的,也有海外專利,這對于我們出海也是非常有利的。

  第二種,水性PI涂覆隔膜。它的濕態穩定性非常好,大家做電芯的應該了解,在電池里面電解液一浸泡,會削弱涂層的附著力,電池里面它的安全特性整體來說是沒有干態情況下那么好。同時它也能夠耐耐180度以上的高溫,電解液的浸潤特性也非常好,所以快充和安全特性都非常好。

  第三種,是我們推出的高安全性能的隔膜。第一種是芳綸涂膜,整個市場在之前都是由日本企業占據芳綸涂覆市場,專利也在別人手上。我們發現國內其實也有相應的需求,所以就和泰和一起做產品開發和推廣。這個產品往市場上推廣發現其在熱安全上有非常明顯的優勢,在頭部的電池廠也做過完整的測試。第二種是油性PVDF涂覆/PI涂覆。常規的水性界面穩定效果不太好,特別是摻硅摻得越多,界面的保持和維持越來越重要,所以油性的方案目前市場的需求也在增加,只是限于成本。

  第四種是離子選擇性涂層隔膜。在電池循環或者加工過程中,有些稀有金屬離子,它是有害的,我們這種涂層能夠具有選擇透過性,有利于電芯長循環。我們與海外材料的廠家直接做合作,目前也是海外唯一一家與其合作的材料廠家。目前在頭部的幾家電芯廠都在做全方位地測評。我們相信未來在一些特殊應用市場上,它會有它的應用需求。

  在基膜方面,5μm的基膜已經在大批量用了,像寧德時代是引領了整個行業的發展,它的5微米的應用目前是整個國內應用量最多的。這方面我們星源材質也做了很多工作,包括5μm高強度的產品,當然我們也定型了。以前我們基于產能的原因,一直沒有在這方面做宣傳或者重點推廣,但是現在5微米的產品已經做到了定型,也有不少頭部廠家目前通過了測試并且小批量開始應用。

  另外,針對凝膠和半固態我們做了超薄的基膜,比如3μm和4μm的PP或者PE基膜。

  三、星源固態電解質膜解決方案。

  另外這兩年比較火的話題就是半固態和固態相關的應用和需求,那我們也有一個專門團隊做相應的開發。

  第一種我們針對半固態的LATP涂層,這個涂層是我們跟我們其他公司去一起成立的合資公司做的材料,而不是市場上大家都買得到的材料。然后這個材料的話它的低溫特性非常好,而且高安全,高耐溫、高安全,針刺完全沒問題,可以通過,這個材料目前在今年三季度有一些大項目,要落地,這個至少是幾千萬級別的需求。

  第二個就是用鋰金屬負極應用的PEO涂層隔膜,我們用的是共聚PEO。這個材料是我們跟海外一家做這種材料的廠家直接合作的,所以會發現星源做隔膜的整體解決方案,我們不只是做一些涂層加工,我們更多還要從材料機理上做相應研究,直接制造這種材料再去加工這種材料,這樣能夠從材料的制造和加工上全方位匹配終端需求,這是我們跟其他家可能不一樣的思路。

  我們跟國內的一些做固態廠家也有深入合作,比如說中科深藍,給他們在做類似剛性骨架的隔膜產品,同步做相應推廣。目前全固態這塊固固界面還是有很多的問題,我們覺得還有比較長的路要走。固態剛性骨架不需要那么大的壓力,匹配原位聚合方式。我們有好幾種固態剛性骨架的方案,比如說PE基膜、PP基膜,還有超高耐熱涂層方案,它能夠有效耐200度以上,高的能耐260度以上的耐熱,孔的結構可以做到100納米以上,孔的孔隙做到70%以上,能夠有效保證離子傳輸又能保證隔膜耐熱特性,保證安全性能。

  最后我再跟大家匯報一下星源的布局。星源材質目前在全球范圍之內預計建設九大生產制造基地,這九大生產制造基地要么在建設中,要么都已經建設完了。國內的話我們江蘇那邊有三個工廠,合肥有一個工廠,佛山有一個工廠,總部深圳有一個工廠,這是我們國內的布局。海外的布局我們就是歐洲、北美和東南亞,我們最早在瑞典,2020年星源啟動了瑞典的建設計劃,主要面向歐洲的客戶群體,目前那邊涂覆、基膜都慢慢開始投產了。這個工廠主要面向的是歐洲本土的一些客戶。

  再就是東南亞這一塊,我們在馬來西亞的濱城投了一個工廠,預計一期投八條線,一條產線2.5億產能,總產能有20億產能,整個覆蓋了我們東南亞、南亞這塊的市場,兼顧北美市場,目前涂覆和主線今年已經陸續投產。第三個海外工廠就是北美,我們在北美北卡那邊投了一個工廠,我們一期計劃先做涂覆,后面看美國市場情況再確定要不要上基膜。我們海外的整個建設都是實實在在的,都是在做的。

  我們也獲得了一些企業榮譽,比如2024年獲得了國家科技進步一等獎,在隔膜行業也是第一家了,這也說明國家對于這個行業的一個重視,也是對于隔膜的發展到今天這個程度的認可,我認為這是全行業一起去推動的事情,這不僅僅是星源的榮譽也是整個行業的榮譽。

  以上就是我帶給大家的分享,謝謝大家!

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