中科华联:“膜”力出奇迹
2020-06-01 15:21:24 | 阅读次数:0
当前受全球疫情影响,国际贸易面临巨大挑战。中科华联整合自身优势资源,再次释放出“隐形冠军”企业的无穷潜力。

锂电池隔膜产业,对于许多人来说是一个陌生而又新奇的领域。这种内含纳米孔的隔膜能够在电池充放电过程中实现锂离子在正负极之间的转移,因此也被称为“锂电之芯”。作为锂电池的关键组件之一,这种超高分子量的聚乙烯隔膜产品却长期被国外生产商垄断。

2013年4月,一家名不见经传的公司通过自主研发率先打破了这一局面——成立尚不足两年的青岛中科华联新材料股份有限公司研发的第一条锂电池隔膜生产演示线正式投产。我国在湿法锂离子电池隔膜生产线装备领域的空白就此改写。

疫情当下,研发团队仅用半个月的时间就完成了平面型一次性全自动口罩机、折叠型N95全自动口罩机、熔喷布生产线的研发以及量产工作

新基建的东风再次吹响新能源汽车行业发展嘹亮的号角。锂动力电池市场需求的迅速增长,为锂离子电池隔膜生产设备及制品带来市场扩容的新机遇。中科华联深耕湿法锂离子电池隔膜这片细分领域近十载,其自主研发的第二代“湿法双向同步拉伸”技术已达国际先进水平。中科华联的经验和发展模式,或许能为解决制造业基础薄弱问题提供参考的路径和方法。

小到微米的坚持

与传统材料产业相比,新材料产业具有技术高度密集、产品附加值高、应用范围广、发展前景好等特点,其研发水平及产业化规模已成为衡量一个国家经济发展和科技进步的重要标志。“锂离子电池的隔膜厚度只有十几至二十微米,其厚度和均匀性会直接影响隔膜本身孔隙率和透气性,从而影响电池的容量、循环以及安全性能等特性。”中科华联研究所所长刘鹏向记者介绍。

2012年,青岛中科华联科技公司在超高分子量聚乙烯纤维制造技术的基础上,组织高分子、机械、信息化等团队,对隔膜的配方、工艺以及设备控制进行攻关,研发出国内首条具备自主知识产权的湿法锂电池隔膜生产线。“以前国内隔膜厂商不惜重金去美国、日本买隔膜。普通隔膜产品的价格是每平方米十几元,高端隔膜产品的则高达每平方米三十几元。而锂电池隔膜国产化之后的价格仅为每平方米2元到5元钱。”

在产品研发上,中科华联秉承“软件不软,硬件够硬”的企业信条。在软件建设上,组建涵盖机械、电气、高分子等各个领域的高精尖人才的研究所,对高分子相关新材料领域展开深入细致的研究,并积极和各大高校以及研究机构展开合作;在硬件的打造上,除了开设了2500平方米的实验室,中科华联还购置了一批国际一流的实验器材。在此基础上搭建起锂电池隔膜实验线、锂电池生产实验线等相关生产线,并配套中试车间来保证相关项目的产业化。此外,为加快项目产业化推进,公司投资3.1亿元,新建16500平方米的生产基地,其中含有7000平方米的研究基地、7000平方米的制备车间、2500平方米的设备演示线。

在围绕主营业务发展的同时,中科华联看到了新材料在3C电子产品、新能源汽车、能量存储等领域的商机,开始涉足研发新材料、新工艺、覆合型锂电池隔膜产品及其他高端膜制品。2016年,中科华联下设的控股子公司青岛蓝科途膜材料有限公司成立。该公司专注于研发湿法锂离子电池隔膜基膜、陶瓷涂覆隔膜、芳纶涂覆隔膜、PVDF涂覆隔膜等新材料产品。

在隔膜生产及品质控制方面深厚的积累,为蓝科途隔膜产品的品质提供了坚实有力的支持。“我们推出了一款超高强度的湿法锂电池隔膜,厚度只有7微米。工艺的改进将大幅提升隔膜的拉伸强度以及穿刺强度,能够在保证电池能量密度的前提下提升电池相关安全性测试的通过率。目前该款产品已经有多家国内外一线电池厂家开始验证,初步反馈结果优势明显。”刘鹏对记者说道。

释放产业“膜”力

290条,145亿平方米。

刘鹏向记者算了一笔账,2019—2020年,国内隔膜的需求量分别为56.2亿平方米和65.2亿平方米,而隔膜的缺口量分别为 19.0亿平米、23.5亿平米。根据国家《汽车产业中长期发展规划》,到2025年新能源汽车占汽车产销20%以上,国内新能源汽车销售数量将突破700万辆。这意味着,锂电池厂商至少需要145亿平方米隔膜才能满足市场需求。按照每条生产线的产能为5000万平方米/年来折算,仅新能源车就需要290条隔膜生产线。如果加上储能电池和3C电池对锂电池隔膜的需求量,未来隔膜装备的市场空间将非常巨大。

降本增效离不开工艺设备的支持——锂电隔膜生产线。当下游锂离子电池隔膜厂商选择设备供应商时,会综合考虑设备商的生产制造能力、设备采购成本、技术开发水平、工艺流程先进程度、公司信誉及售后服务等因素。

走进中科华联的工厂,“品质第一·效率第二·效益第三”的标语映入记者眼帘。尽管“效率第二”,但中科华联的企业效率并不低。刘鹏对记者讲道:“如果从日本设备商进口一条完整的湿法隔膜生产线,交货期通常在10个月以上。这对于急需扩产的隔膜企业来说并不是最优解。中科华联自主研发的湿法隔膜生产线交货期更短,通常不超过8个月。在性能和生产工艺的表现上不输进口设备,价格却只有进口设备的一半。”

勇于创新是中科华联成立之时就确定的核心价值观,也是其走智能制造之路的动力之源。与国外生产同类设备的供应商相比,中科华联自主研发的湿法锂电池隔膜生产线具有可调节、智能化等特点,独创的同步双拉机技术和萃取技术是其核心竞争力;从设备工艺层面来看,中科华联实现了同步和异步两种模式,而日本著名生产商东芝只有异步模式;从控制成本层面来看,日本的东芝、制钢所等生产商只为下游锂电池隔膜厂商提供部分设备,这意味着变相增加了用户的额外成本。而中科华联的湿法锂电池隔膜生产线不仅可以提供整线设备,在研发生产中采取的节能减排措施还可以有效降低隔膜产品的成本,为下游锂离子电池隔膜厂商成本控制提供了保障。此外,中科华联自主研发的隔膜信息管理系统,可以实现每一卷隔膜从原料到工艺参数的可追溯,有效地保证了隔膜的品质。

自2014年进入锂电池隔膜生产线设备市场以来,中科华联所占国内市场份额逐年提升:2016年市场份额占比20%,2017年提升到25%,2018年占比高达30%。目前,中科华联已经与上海恩捷、辽源鸿图、沧州明珠等多家国内知名锂电隔膜生产企业建立了合作关系,公司品牌在下游客户中已形成了良好的市场口碑。

构建开放平台

通过技术创新、集聚产业链上下游的资源,中科华联正在努力拓宽锂电池隔膜产业的新空间。

在发展战略上,这家低调的“隐形冠军”企业将目光瞄准一片更广阔的蓝海——打造新材料技术与工艺装备开发的平台。以前日本东芝、制钢所等锂电池隔膜生产线企业只负责输出设备,生产工艺问题一般不负责解决。中科华联则采用了与之不同的模式,为客户提供具有投资低、能耗低、建设周期短、环境污染小的隔膜生产线,同时还有厂房设计方案、配套设施、后期服务。“作为开放式的平台,别的企业项目也可以来孵化,可以使用实验设施,甚至我们帮助其开发,项目孵化出来再以多种方式实现回报。该平台为客户提供了完整的、可行性高的技术解决方案,同时,也架起了行业内相互交流学习的桥梁。”刘鹏补充道。

当前受全球疫情影响,国际贸易面临巨大挑战。中科华联整合自身优势资源,再次释放出“隐形冠军”企业的无穷潜力。疫情当下,研发团队迅速转型投入口罩机、熔喷布等抗疫设备的生产当中,仅用半个月的时间完成了平面型一次性全自动口罩机、折叠型N95全自动口罩机、熔喷布生产线的研发以及量产工作。正如青岛中科华联新材料股份有限公司总经理杨波所言,“当前大环境下,中科华联将在技术上不断突破,在生产管理中优化流程架构,严控质量,以技术和以品质取胜。”

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