文/記者 宋佳
鋰電池隔膜產(chǎn)業(yè)，對于許多人來說是一個(gè)陌生而又新奇的領(lǐng)域。這種內(nèi)含納米孔的隔膜能夠在電池充放電過程中實(shí)現(xiàn)鋰離子在正負(fù)極之間的轉(zhuǎn)移，因此也被稱為“鋰電之芯”。作為鋰電池的關(guān)鍵組件之一，這種超高分子量的聚乙烯隔膜產(chǎn)品卻長期被國外生產(chǎn)商壟斷。
2013年4月，一家名不見經(jīng)傳的公司通過自主研發(fā)率先打破了這一局面——成立尚不足兩年的青島中科華聯(lián)新材料股份有限公司研發(fā)的第一條鋰電池隔膜生產(chǎn)演示線正式投產(chǎn)。我國在濕法鋰離子電池隔膜生產(chǎn)線裝備領(lǐng)域的空白就此改寫。
新基建的東風(fēng)再次吹響新能源汽車行業(yè)發(fā)展嘹亮的號(hào)角。鋰動(dòng)力電池市場需求的迅速增長，為鋰離子電池隔膜生產(chǎn)設(shè)備及制品帶來市場擴(kuò)容的新機(jī)遇。中科華聯(lián)深耕濕法鋰離子電池隔膜這片細(xì)分領(lǐng)域近十載，其自主研發(fā)的第二代“濕法雙向同步拉伸”技術(shù)已達(dá)國際先進(jìn)水平。中科華聯(lián)的經(jīng)驗(yàn)和發(fā)展模式，或許能為解決制造業(yè)基礎(chǔ)薄弱問題提供參考的路徑和方法。
小到微米的堅(jiān)持
與傳統(tǒng)材料產(chǎn)業(yè)相比，新材料產(chǎn)業(yè)具有技術(shù)高度密集、產(chǎn)品附加值高、應(yīng)用范圍廣、發(fā)展前景好等特點(diǎn)，其研發(fā)水平及產(chǎn)業(yè)化規(guī)模已成為衡量一個(gè)國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展和科技進(jìn)步的重要標(biāo)志。“鋰離子電池的隔膜厚度只有十幾至二十微米，其厚度和均勻性會(huì)直接影響隔膜本身孔隙率和透氣性，從而影響電池的容量、循環(huán)以及安全性能等特性。”中科華聯(lián)研究所所長劉鵬向記者介紹。
2012年，青島中科華聯(lián)科技公司在超高分子量聚乙烯纖維制造技術(shù)的基礎(chǔ)上，組織高分子、機(jī)械、信息化等團(tuán)隊(duì)，對隔膜的配方、工藝以及設(shè)備控制進(jìn)行攻關(guān)，研發(fā)出國內(nèi)首條具備自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的濕法鋰電池隔膜生產(chǎn)線。“以前國內(nèi)隔膜廠商不惜重金去美國、日本買隔膜。普通隔膜產(chǎn)品的價(jià)格是每平方米十幾元，高端隔膜產(chǎn)品的則高達(dá)每平方米三十幾元。而鋰電池隔膜國產(chǎn)化之后的價(jià)格僅為每平方米2元到5元錢。”
在產(chǎn)品研發(fā)上，中科華聯(lián)秉承“軟件不軟，硬件夠硬”的企業(yè)信條。在軟件建設(shè)上，組建涵蓋機(jī)械、電氣、高分子等各個(gè)領(lǐng)域的高精尖人才的研究所，對高分子相關(guān)新材料領(lǐng)域展開深入細(xì)致的研究，并積極和各大高校以及研究機(jī)構(gòu)展開合作；在硬件的打造上，除了開設(shè)了2500平方米的實(shí)驗(yàn)室，中科華聯(lián)還購置了一批國際一流的實(shí)驗(yàn)器材。在此基礎(chǔ)上搭建起鋰電池隔膜實(shí)驗(yàn)線、鋰電池生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)線等相關(guān)生產(chǎn)線，并配套中試車間來保證相關(guān)項(xiàng)目的產(chǎn)業(yè)化。此外，為加快項(xiàng)目產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)，公司投資3.1億元，新建16500平方米的生產(chǎn)基地，其中含有7000平方米的研究基地、7000平方米的制備車間、2500平方米的設(shè)備演示線。
在圍繞主營業(yè)務(wù)發(fā)展的同時(shí)，中科華聯(lián)看到了新材料在3C電子產(chǎn)品、新能源汽車、能量存儲(chǔ)等領(lǐng)域的商機(jī)，開始涉足研發(fā)新材料、新工藝、覆合型鋰電池隔膜產(chǎn)品及其他高端膜制品。2016年，中科華聯(lián)下設(shè)的控股子公司青島藍(lán)科途膜材料有限公司成立。該公司專注于研發(fā)濕法鋰離子電池隔膜基膜、陶瓷涂覆隔膜、芳綸涂覆隔膜、PVDF涂覆隔膜等新材料產(chǎn)品。
在隔膜生產(chǎn)及品質(zhì)控制方面深厚的積累，為藍(lán)科途隔膜產(chǎn)品的品質(zhì)提供了堅(jiān)實(shí)有力的支持。“我們推出了一款超高強(qiáng)度的濕法鋰電池隔膜，厚度只有7微米。工藝的改進(jìn)將大幅提升隔膜的拉伸強(qiáng)度以及穿刺強(qiáng)度，能夠在保證電池能量密度的前提下提升電池相關(guān)安全性測試的通過率。目前該款產(chǎn)品已經(jīng)有多家國內(nèi)外一線電池廠家開始驗(yàn)證，初步反饋結(jié)果優(yōu)勢明顯。”劉鵬對記者說道。
釋放產(chǎn)業(yè)“膜”力
290條，145億平方米。
劉鵬向記者算了一筆賬，2019—2020年，國內(nèi)隔膜的需求量分別為56.2億平方米和65.2億平方米，而隔膜的缺口量分別為 19.0億平米、23.5億平米。根據(jù)國家《汽車產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃》，到2025年新能源汽車占汽車產(chǎn)銷20%以上，國內(nèi)新能源汽車銷售數(shù)量將突破700萬輛。這意味著，鋰電池廠商至少需要145億平方米隔膜才能滿足市場需求。按照每條生產(chǎn)線的產(chǎn)能為5000萬平方米/年來折算，僅新能源車就需要290條隔膜生產(chǎn)線。如果加上儲(chǔ)能電池和3C電池對鋰電池隔膜的需求量，未來隔膜裝備的市場空間將非常巨大。
降本增效離不開工藝設(shè)備的支持——鋰電隔膜生產(chǎn)線。當(dāng)下游鋰離子電池隔膜廠商選擇設(shè)備供應(yīng)商時(shí)，會(huì)綜合考慮設(shè)備商的生產(chǎn)制造能力、設(shè)備采購成本、技術(shù)開發(fā)水平、工藝流程先進(jìn)程度、公司信譽(yù)及售后服務(wù)等因素。
走進(jìn)中科華聯(lián)的工廠，“品質(zhì)第一·效率第二·效益第三”的標(biāo)語映入記者眼簾。盡管“效率第二”，但中科華聯(lián)的企業(yè)效率并不低。劉鵬對記者講道：“如果從日本設(shè)備商進(jìn)口一條完整的濕法隔膜生產(chǎn)線，交貨期通常在10個(gè)月以上。這對于急需擴(kuò)產(chǎn)的隔膜企業(yè)來說并不是最優(yōu)解。中科華聯(lián)自主研發(fā)的濕法隔膜生產(chǎn)線交貨期更短，通常不超過8個(gè)月。在性能和生產(chǎn)工藝的表現(xiàn)上不輸進(jìn)口設(shè)備，價(jià)格卻只有進(jìn)口設(shè)備的一半。”
勇于創(chuàng)新是中科華聯(lián)成立之時(shí)就確定的核心價(jià)值觀，也是其走智能制造之路的動(dòng)力之源。與國外生產(chǎn)同類設(shè)備的供應(yīng)商相比，中科華聯(lián)自主研發(fā)的濕法鋰電池隔膜生產(chǎn)線具有可調(diào)節(jié)、智能化等特點(diǎn)，獨(dú)創(chuàng)的同步雙拉機(jī)技術(shù)和萃取技術(shù)是其核心競爭力；從設(shè)備工藝層面來看，中科華聯(lián)實(shí)現(xiàn)了同步和異步兩種模式，而日本著名生產(chǎn)商?hào)|芝只有異步模式；從控制成本層面來看，日本的東芝、制鋼所等生產(chǎn)商只為下游鋰電池隔膜廠商提供部分設(shè)備，這意味著變相增加了用戶的額外成本。而中科華聯(lián)的濕法鋰電池隔膜生產(chǎn)線不僅可以提供整線設(shè)備，在研發(fā)生產(chǎn)中采取的節(jié)能減排措施還可以有效降低隔膜產(chǎn)品的成本，為下游鋰離子電池隔膜廠商成本控制提供了保障。此外，中科華聯(lián)自主研發(fā)的隔膜信息管理系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)每一卷隔膜從原料到工藝參數(shù)的可追溯，有效地保證了隔膜的品質(zhì)。
自2014年進(jìn)入鋰電池隔膜生產(chǎn)線設(shè)備市場以來，中科華聯(lián)所占國內(nèi)市場份額逐年提升：2016年市場份額占比20%，2017年提升到25%，2018年占比高達(dá)30%。目前，中科華聯(lián)已經(jīng)與上海恩捷、遼源鴻圖、滄州明珠等多家國內(nèi)知名鋰電隔膜生產(chǎn)企業(yè)建立了合作關(guān)系，公司品牌在下游客戶中已形成了良好的市場口碑。
構(gòu)建開放平臺(tái)
通過技術(shù)創(chuàng)新、集聚產(chǎn)業(yè)鏈上下游的資源，中科華聯(lián)正在努力拓寬鋰電池隔膜產(chǎn)業(yè)的新空間。
在發(fā)展戰(zhàn)略上，這家低調(diào)的“隱形冠軍”企業(yè)將目光瞄準(zhǔn)一片更廣闊的藍(lán)海——打造新材料技術(shù)與工藝裝備開發(fā)的平臺(tái)。以前日本東芝、制鋼所等鋰電池隔膜生產(chǎn)線企業(yè)只負(fù)責(zé)輸出設(shè)備，生產(chǎn)工藝問題一般不負(fù)責(zé)解決。中科華聯(lián)則采用了與之不同的模式，為客戶提供具有投資低、能耗低、建設(shè)周期短、環(huán)境污染小的隔膜生產(chǎn)線，同時(shí)還有廠房設(shè)計(jì)方案、配套設(shè)施、后期服務(wù)。“作為開放式的平臺(tái)，別的企業(yè)項(xiàng)目也可以來孵化，可以使用實(shí)驗(yàn)設(shè)施，甚至我們幫助其開發(fā)，項(xiàng)目孵化出來再以多種方式實(shí)現(xiàn)回報(bào)。該平臺(tái)為客戶提供了完整的、可行性高的技術(shù)解決方案，同時(shí)，也架起了行業(yè)內(nèi)相互交流學(xué)習(xí)的橋梁。”劉鵬補(bǔ)充道。
當(dāng)前受全球疫情影響，國際貿(mào)易面臨巨大挑戰(zhàn)。中科華聯(lián)整合自身優(yōu)勢資源，再次釋放出“隱形冠軍”企業(yè)的無窮潛力。疫情當(dāng)下，研發(fā)團(tuán)隊(duì)迅速轉(zhuǎn)型投入口罩機(jī)、熔噴布等抗疫設(shè)備的生產(chǎn)當(dāng)中，僅用半個(gè)月的時(shí)間完成了平面型一次性全自動(dòng)口罩機(jī)、折疊型N95全自動(dòng)口罩機(jī)、熔噴布生產(chǎn)線的研發(fā)以及量產(chǎn)工作。正如青島中科華聯(lián)新材料股份有限公司總經(jīng)理?xiàng)畈ㄋ裕爱?dāng)前大環(huán)境下，中科華聯(lián)將在技術(shù)上不斷突破，在生產(chǎn)管理中優(yōu)化流程架構(gòu)，嚴(yán)控質(zhì)量，以技術(shù)和以品質(zhì)取勝。”
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