作為國內首家成功開發鋰電池隔膜用聚乙烯專用料（以下簡稱“聚乙烯電池隔膜料”）的生產企業，近年來，揚子石化持續發力，加強技術攻關，形成了具有中國石化自主知識產權的鋰電池隔膜原料生產技術，有力保障國內新能源汽車電池材料產業鏈、供應鏈安全。今年1至5月，該公司聚乙烯電池隔膜料的產銷量同比增長53%，創歷史同期最好水平。
隔膜對鋰電池的綜合性能提升至關重要
“鋰電池隔膜是鋰電池正負極之間的一層薄膜，具有大量微孔。在鋰電池進行電化學反應時，隔膜可分隔正負極防止短路，同時允許鋰離子自由傳輸，維持電池正常工作。”揚子石化科研開發專家左勝武介紹。
鋰電池的好壞關乎新能源汽車的續航里程、電池能量密度、使用壽命、充電速率及安全性能。隔膜是鋰電池的主要材料之一，性能優異的隔膜對提高鋰電池的綜合性能具有至關重要的作用。
近年來，新能源汽車行業的快速發展使得鋰電池的需求量大幅增長，對鋰電池續航能力的要求也不斷提高，這就需要更優質的鋰電池隔膜。除了新能源汽車，鋰電池也是電動自行車、手機、電腦的重要配件，有著非常廣闊的發展前景。
盡管市場前景廣闊，但受技術水平限制，長期以來，國內隔膜企業所用原料只能依靠進口，導致進口料產品價格居高不下。為此，揚子石化瞄準國際前沿技術，開展新型鋰電池隔膜原料的開發和生產。
如同在微米級舞臺上跳舞
新產品開發并非易事，如同在微米級舞臺上跳舞，鋰電池隔膜原料生產難關重重。
“一滴原油生萬物”，鋰電池隔膜原料正是從石油衍生而來。“石油經過煉制和裂解工藝加工生成乙烯，再通過催化聚合生成聚乙烯。”左勝武告訴記者，但從聚乙烯到鋰電池隔膜原料，還有一系列特殊的指標要求。
走進揚子石化塑料廠，記者看到了像面粉一樣的白色粉狀聚乙烯電池隔膜料。“鋰電池隔膜厚度通常只有3微米至20微米，其中分布著大量的納米級微孔結構。聚乙烯電池隔膜料要設計成什么樣的顆粒形態才能溶解得更好，需要什么樣的分子結構才能更好地分相、成孔并形成需要的取向結構，從而得到高度一致的孔隙率、透氣度及高力學性能的隔膜，進而滿足鋰電池對更低內阻、更長壽命的循環特性及更高安全性等需求，這對聚乙烯材料的開發和生產是極高的挑戰。”左勝武說。
2013年，揚子石化研究院開展小試和中試研發，開始了鋰電池隔膜用特高分子量聚乙烯專用料的研發。經過技術攻關，他們解決了專用催化劑的性能優化、顆粒及形態控制、產品指標一致性等難題，于2017年5月首次實現超高分子量聚乙烯隔膜專用料YEV-4500的工業化試生產。經分析檢測，該產品性能達到較高質量標準。
這是國內首次成功開發聚乙烯電池隔膜料，填補了國內空白。
市場推廣終奏凱歌
盡管實現了國產化零的突破，但在市場推廣上卻一路荊棘。
“作為新能源汽車產業鏈的一環，我們的產品要進入鋰電池隔膜生產廠家的采購清單，就要得到鋰電池生產廠家的組裝電池認證，再往下游還涉及汽車整車廠認證，環環相扣。”揚子石化塑料廠新產品開發室主任笪文忠說，當時他們在全國各地跑銷路，但很多廠家的設備、產線都是進口的，配套使用進口隔膜料，為了求穩不愿嘗試，市場推廣屢屢碰壁。
然而，進口隔膜料的高價也讓一些隔膜生產廠家吃不消，國內自主研發生產的隔膜料讓這些廠家看到了希望，有了嘗試的意愿。揚子石化逐漸迎來機遇。
“當時國內一家隔膜龍頭企業愿意配合嘗試，但只給我們半年時間，如果能提供符合他們生產要求的隔膜料，每年將從我們這兒采購一部分。”笪文忠說。
試用產品、記錄參數、調試生產、改進工藝……在那半年時間里，揚子石化展開了近20輪不懈努力，持續提高產品質量。2019年底，他們終于等到了客戶的訂單確認函。
隨著市場開拓取得突破，揚子石化的產品種類也在不斷豐富。2019年，揚子石化成功開發超高分子量鋰電池隔膜專用料YEV-5201T；2020年，開發試驗新型超高分子量鋰電池隔膜專用料YEV-060F，并于當年3月順利完成首次工業化生產；2023年，超高分子量鋰電池隔膜專用料YEV-150F成功產出，經推廣形成批量應用。
“去年，我們投用了第二套聚乙烯電池隔膜料加工生產線，加工能力達到7萬噸/年，全年累計產銷鋰電池隔膜原料2.4萬噸，創歷史新高。”笪文忠很是高興。
據悉，揚子石化生產的超高分子量聚乙烯電池隔膜料是目前國內市場綜合性能最優的鋰電池隔膜原料之一。當前，揚子石化正錨定“基礎+高端”的目標，建立產學研創新聯合體，推動關鍵核心技術迭代升級，持續優化產品質量，進一步提高鋰電池隔膜原料的產銷量。
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