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00002版:【要闻】

解决了传统工艺中的“面条断裂”问题,打破了国外垄断

软包锂电池披上“金刚罩”

图为郑鑫在展示改性聚烯烃粘接材料的中试样品

  如今,新能源汽车风驰电掣地穿梭在大街小巷,智能手机和平板电脑成为人们生活与工作的得力助手,在这些电子产品飞速普及的当下,锂电池无疑是它们持续运转的“能量心脏”。但软包锂电池的关键材料之一——铝塑复合膜长期被日本企业垄断,是我国新能源产业链的“卡脖子”难题。

  杭州师范大学材料与化学化工学院高分子工程与物理团队成功研发出一种低熔指高接枝率改性聚烯烃粘接材料,其成果有望打破国外技术垄断,为软包锂电池披上坚固的“金刚罩”。近日,记者采访了该团队,探寻这项目背后的创新故事。

  “你可以把聚丙烯分子链想象成一根长长的面条,光秃秃的面条不好用,我们需要在它上面修饰更多有用的官能团,让它变成‘强力胶’,同时保证面条不断裂。”项目负责人郑鑫用生动的比喻解释了这项技术的核心难点。

  据介绍,迄今为止,通过反应性加工工艺制备的改性聚丙烯都面临接枝率低和降解严重的问题。项目团队通过开发全新的接枝助剂体系和改良的反应性加工工艺,成功实现了对复杂反应性熔融加工过程的调控,制备出接枝率和熔指可调的接枝改性聚丙烯。这种材料不仅具有高接枝率,还解决了传统工艺中的“面条断裂”问题,保证了材料的本体强度。

  与日本竞品相比,项目团队研发的改性聚烯烃粘接材料在成本和性能上都具有显著优势。日本同类产品的售价约为5万元一吨,而郑鑫团队的产品经过成本核算,仅为2万元一吨左右,具有近3万元一吨的利润空间。

  “成本优势固然重要,但我们更看重的是技术突破带来的战略意义。”郑鑫强调,“软包锂电池的核心材料长期被美日韩企业垄断,我们的产品不仅打破了这一垄断,还为我国新能源汽车产业链的安全提供了保障。”

  在粘接性能方面,基于项目团队研发的改性聚烯烃作为粘接层的铝塑复合膜,经过高温电解液浸泡后,剥离强度不仅没有下降,反而有所上升。具体实验数据显示,经过3周的高温电解液浸泡后,铝塑复合膜的剥离强度仍保持在90%以上,而日本竞品在相同条件下,剥离强度下降了近30%。“这意味着,使用我们材料的软包锂电池将更加耐用和安全。”郑鑫补充道。

  在技术攻关的同时,杭州技术转移转化中心为项目注入产业化加速度。通过自主研发的成果转化大模型,杭转中心对项目技术图谱进行深度解析,为其精准对接了下游应用企业,为项目方的产品和技术提供广阔的市场空间。此外,在杭转中心承办的杭州博士后科创精英赛中,该项目从百余个参赛项目中脱颖而出,斩获总决赛优胜奖,并入选了杭师大科技园首批优秀概念验证项目和城西科创大走廊优秀概念验证项目。

  软包锂电池凭借质量轻、形状设计灵活等优势,在电子设备和新能源汽车领域发展迅猛。根据市场调研数据显示,预计到2025年,全球锂电池市场规模将突破1000亿美元,年均增长率保持在20%以上。

  “未来,随着电子产品向更轻薄、更高性能方向发展,以及新能源汽车产业的持续扩张,对软包锂电池的需求会越来越大,我们的产品应用场景也将更加广泛。”郑鑫对项目的未来充满信心。

  目前,该项目已进入中试阶段,拥有完全自主知识产权。“我们希望通过技术创新,实现软包锂电池用改性聚丙烯的国产化替代,推动整个新能源汽车产业链的发展,打破国外企业的垄断,让中国在软包锂电池材料领域掌握话语权。”郑鑫表示。本报记者 陈路漫


科技金融时报 【要闻】 00002 软包锂电池披上“金刚罩” 2025-03-14 2 2025年03月14日 星期五