电池核心零件到底多先进？只有两国能造，中国成功造出且白菜价

前几天，诺贝尔化学奖揭晓， 瑞典皇家科学院宣布，将2019年诺贝尔化学奖授予美国得州大学奥斯汀分校约翰oBo古迪纳夫教授，纽约州立大学宾汉姆顿分校Mo斯坦利o威廷汉教授，和日本化学家吉野彰，以表彰他们在锂离子电池领域的贡献。其中，97岁的约翰·古迪纳夫更是刷新了获奖年龄最大的纪录。

20世纪70年代初，威廷汉采用硫化钛作为正极材料，金属锂作为负极材料，利用锂的巨大动力来释放它的外层电子。制成首个锂电池。而古迪纳夫使锂电池体积更小、容积更大、使用方式更稳定，从而实现商业化，同时开启了电子设备便携化进程。

古迪纳夫

到了1G模拟通信时代，因应手机与笔记型电脑进入全球发展期，“高容量小型可充电电池”成为迫切需求。吉野彰于1981年开始挑战聚乙炔锂电池难以克服的体积大、不稳定问题。吉野彰成功地将纯锂从电池中去除，取而代之的是锂离子，锂离子比纯锂更安全，锂离子电池被广泛使用在智能手机、电动汽车等设备。

直到现在，锂电池依然在我们的生活中具有不可替代的作用。可以说他们三个人对我们的生活产生了巨大的变革作用，而日美也因此长期在锂电池领域占据领先地位。

在如今的锂电池的结构中，主要构成分四部分：正极、负极、电解液、隔膜。隔膜是关键的内层组件之一。隔膜的主要作用是使电池的正、负极分隔开来，防止两极接触而短路，此外还具有能使电解质离子通过的功能。隔膜的性能决定了电池的界面结构、内阻等，直接影响电池的容量、循环以及安全性能等特性，对提高电池的综合性能具有重要的作用。

电池隔膜材料可以分为：织造膜、非织造膜（无纺布）、微孔膜、复合膜、隔膜纸、碾压膜等几类。

一直以来，因隔膜性能的优劣决定了锂离子电池的容量、循环性能、充放电电流密度等关键特性，隔膜生产对工艺技术要求很高，锂电池微孔隔膜技术掌握在日美的三家公司之中，当时日美公司都限制对中国出口锂电池隔膜，一听说中国公司要买隔膜，便首先声明要先款后货，并要提前45天，将货款打到其公司账户上，再慢慢等待发货。

此外，还要审查购买公司的资质，因为隔膜可以被广泛用于导弹、潜艇、鱼雷的电池上，如果对方我们“有用于军事目的的可能”，可以随时终止合租。

微孔隔膜的材料主要是以聚乙烯（polyethylene，PE）和聚丙烯（polypropylene，PP）两种为主， 其中PE 产品主要由湿法工艺制得，PP 产品主要由干法工艺制得。中高端电池以湿法隔膜为主，中低端电池以干法隔膜为主，干法隔膜又分为干法单向拉伸和干法双向拉伸技术。

聚合物锂离子电池隔膜结构示意图

2008年的世界锂电池隔膜市场份额，世界市场90%被美国和日本垄断。

第一是日本旭化成29%，第二是美国Celgard23%，第三是日本东燃23%， 第三是日本东燃23%，第四是宇部兴产7%，第五是韩国SK5%，第七的恩泰克是美国企业，占4%。除了韩国有少量生产，全球的锂电池隔膜都要仰赖于日美，而锂电池隔膜的价格也因此居高不下。

但是锂电池隔膜的垄断技术最终被我哥突破。

1997年，不安分的陈秀峰决定创业，和哥哥陈良成立了自己的贸易公司，2000年，陈秀峰了解到，隔膜的原料PP、PE等，价格大概只要2万元一吨，而制成隔膜成品，价格超过300万元一吨！这中间有接近150倍的利润。

这吸引了陈秀峰去研制锂电池隔膜，关于隔膜的制备，当时全世界都没有一份公开资料，陈秀峰只能另辟蹊径，找来了四川大学的科研团队助阵，当时川大的高分子研究当时在国内处于领先地位。

尽管有四川大学的科研团队助阵，隔膜的技术壁垒依然不容易打破。之前贸易接触的日本隔膜公司认为这是国家级别的机密技术，绝不对外扩散。陈秀峰和团队从原料配方、工艺技术到设备设计全部从零开始。

掌握隔膜的制备原理后，他们自己设计设备——因为市场上根本不会有隔膜制备设备出售——设计完成后找国外厂家代工。

2008年，陈秀峰租了厂房，开建了两条干法生产线。当年8月18日，第一卷干法制备的隔膜下线，这也是中国自产的第一卷隔膜。因为隔膜制备工艺复杂，技术点非常多，产品刚出来的时候，一些物性指标、外观，跟国外产品比还是有一定的差距。而一旦突破了关键原理技术，再通过不断进行工艺和设备优化，产品就会不断成熟。

干法单拉锂电池隔膜生产线

2009年3月，陈秀峰创立的星源材质生产的隔膜正式投放市场，当时星源得到了中国企业的大力支持，因为当时星源刚刚研发成功投放市场，质量怎么样并不清楚，但是中航锂电和比亚迪还是采购了星源的产品，这也让星源得以生存下去，后来，星源成功拉到了LG化学这个大客户，从而奠定了锂电池隔膜市场的地位。

而湿法隔膜技术则在恩捷股份这里取得了突破，恩捷股份原本是提供多种包装印刷产品、包装制品及服务的综合供应商，后来专注锂电池隔膜业务，进军隔膜市场才短短几年，就取得了不俗的成绩。

湿法隔膜工艺特殊，难度较大，但是恩捷公司目前在研发与生产高性能湿法隔膜以及高端功能涂布隔膜领域可以说世界领先。另外，湿法生产需要的主要上游原材料是高分子聚乙烯，2017年6月，国内扬子石化首次实现该材料的量产，打破了进口垄断。可以说湿法隔膜产品，我们从材料到研制生产，都可以做到全自主。

锂离子电池隔膜湿法工艺

2018年底恩捷公司湿法隔膜产能13亿平，全年出货量4.68亿平，国内湿法隔膜市占率45%，全球隔膜市占率14%，位列全球第一。

据跟踪锂和其他大宗商品价格的Benchmark Minerals Intelligence数据显示，中国生产的锂离子电池占全球的近三分之二。而在恩捷和星源等的努力下，在锂电池隔膜领域，中国垄断了三分之一的市场。

恩捷董事长李晓明表示，与日本、德国等国家的生产技术水平相比，目前我们还暂时略逊一筹，但公司已经定下了一个‘小’目标：在2020年7月份以前，生产的隔膜产品必能达到世界顶级水平。

中国企业进驻市场之后，可以说真正做到了白菜价，2003年，垄断市场的日美企业，制造隔膜的PP、PE原料，大概2万多元/吨，但是做成隔膜后价值达到300多万元/吨，完全是暴利。

2019年，技术工艺最高的湿法膜，国产能做到一块五一平米，进口价格也被直接拉下来了，只有5块5一平，比10年前足足降低了50倍，国产价格甚至是十年前进口间隔的1/180。

这就是自主的价值，还记得90年代手机电池能卖到七八百元甚至上千元人民币一块，而如今锂电池的价格可以说十分平民，应用在各大领域的成本也大大降低。我们也不需要担心被别人卡脖子。

也期待我们在其他领域都可以实现弯道超速，助力中华民族实现伟大复兴。