近日,江苏宇程新材料有限公司(下称“宇程新材料”)高耐温聚酰亚胺(PI)锂电隔膜产业化项目(一期)生产线全线顺利贯通,正式迈入量产与批量交付新阶段。这标志着我国高端锂电隔膜核心材料实现自主产业化突破,补齐了新能源产业核心材料的关键短板。
该项目位于江苏宜兴,总投资50亿元,总规划产能25亿平方米,分三期建设。此次投产的一期项目,可形成年产2.5亿平方米聚酰亚胺锂电隔膜的产能。
资料显示,宇程新材料成立于2024年2月,注册资本3亿元,是北京宇程科技有限公司(下称“宇程科技”)的全资子公司。宇程科技采取“1+N”产业布局(以研发创新为核心,多个制造基地为支撑),依托北京化工大学高性能聚合物研究团队,实现核心材料、产品配方和全工艺自主可控,打破了海外高端隔膜材料的垄断格局。
宇程科技先后推出高耐温高浸润聚酰亚胺隔膜、智能响应型聚酰亚胺隔膜、阻燃聚酰亚胺隔膜、油性涂覆聚酰亚胺隔膜、聚酰亚胺半固态电池隔膜等系列产品,可广泛应用于3C、动力、储能、eVTOL等各种锂电池领域。
其中,公司自主研发的Sepirium®系列高耐温聚酰亚胺锂电隔膜产品,幅宽达1.4m,由聚酰亚胺涂覆于聚烯烃(PE、PP)基膜表面制成,呈现出聚酰亚胺特有的淡黄色,拥有5μm、7μm、9μm、12μm、16μm等系列化多规格产品,能够满足用户对不同电池的开发需求。
产品性能大幅超越传统隔膜产品:干态可耐受300℃高温,湿态可耐受200℃高温不收缩、不破损,在高温环境下结构强度稳定,能从根源上规避电池热失控风险,大幅提升锂电池的安全性与快充循环性能。整体技术与产品性能稳居行业领先水平。
聚酰亚胺(PI)通过二胺和二酐的缩合聚合生成,分子结构主链中含有酰亚胺结构(-CO-NR-CO-),具备阻燃、电气绝缘性能、高强高模、耐老化、耐辐照、低介电损耗等突出性能,且在宽温度范围(-269~400℃)内保持稳定,被称为“21世纪最有希望的工程材料之一”。
PI用途广泛,能以薄膜、纤维、光敏材料、泡沫和复合材料等形式应用于柔性屏幕、轨道交通、航空航天、防火材料、光刻胶、电子封装、风机叶片、军舰、汽车等多个领域。国外主要生产商包括日本钟渊化学、宇部兴产、旭化成、赢创、SABIC、韩国SK、美国杜邦等;国内主要有瑞华泰、中科玖源、时代新材、国风新材、时代华鑫、东材科技、中天科技、鼎龙股份、八亿时空、博雅聚力、奥纽新材、华科创智、宇程科技、桂林电科院、无锡顺铉新材料、达迈科技(中国台湾)等。
在锂离子电池领域,传统聚丙烯或聚乙烯(PP/PE)隔膜的工作温度被严格限制在150℃以下。一旦电池内部过热,隔膜会迅速收缩,直接导致正负极接触短路。而PI隔膜能在高达300℃的环境中长期使用,有效提升电池安全性,避免热失控,满足当前锂电行业对安全性提升的急切需求。同时,PI强度更高,更能抵抗变形和穿刺,且分子结构富含极性基团,能快速吸收极性的锂电电解液,降低界面阻抗。
随着新能源汽车、储能系统,特别是eVTOL(电动垂直起降飞行器)等新兴领域对电池安全性要求的不断提升,PI隔膜的市场需求正在被激活。
PI锂电隔膜是一个快速增长但当前体量仍较小的细分市场。QYResearch调研显示,2024年全球PI电池隔膜市场规模大约为0.20亿美元,预计2031年将达到1.82亿美元,2025-2031年间年复合增长率(CAGR)为35.9%。
目前,国内外PI锂电隔膜市场的主要生产商包括杜邦、宇程科技、江西先材、星源材质、江苏巨贤合成材料等。
美国杜邦是最早进行聚酰亚胺批量化生产的企业,同时也是目前全球占比最高的聚酰亚胺生产商。2010年,杜邦宣布开发出应用于锂离子电池的PI纳米纤维基隔膜。据报道,该隔膜可满足电池在更高温度下的使用要求,同时将电池电量提高15%-30%,延长电池的续航能力。
星源材质专业从事锂离子电池隔膜的研发、生产及销售,是全球中高端锂电隔膜主流供应商之一,已开发出高安全性PI涂覆隔膜、新型交联复合膜、固态电解质复合隔膜等功能膜产品。2024年11月,星源材质首次发布一款高浸润性高耐温PI锂离子电池隔膜。
江西先材采用静电纺丝工艺生产PI三维纳米纤维隔膜,其产品具有良好的耐高低温特性(-160℃~+350℃),可应用于液态电池隔膜、半固态电池隔膜、固态电解质框架结构。
江苏巨贤合成材料投资建设的高安全性聚酰亚胺锂电池隔膜制造一期项目,被列入《2022年江苏省重大项目清单》。该项目一期投资115亿人民币,规划年产能10亿㎡,拟建设20条产线,原计划于2025年完成。不过,目前尚未见其完工通报。
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