如今，新能源汽車(chē)風(fēng)馳電掣地穿梭在大街小巷，智能手機(jī)和平板電腦成為人們生活與工作的得力助手，在這些電子產(chǎn)品飛速普及的當(dāng)下，鋰電池?zé)o疑是它們持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的“能量心臟”。但軟包鋰電池的關(guān)鍵材料之一——鋁塑復(fù)合膜長(zhǎng)期被日本企業(yè)壟斷，是我國(guó)新能源產(chǎn)業(yè)鏈的“卡脖子”難題。

杭州師范大學(xué)材料與化學(xué)化工學(xué)院副教授鄭鑫團(tuán)隊(duì)成功研發(fā)出一種低熔指高接枝率改性聚烯烴粘接材料，其成果有望打破國(guó)外技術(shù)壟斷，為軟包鋰電池披上堅(jiān)固的“金剛罩”。近日，記者采訪了該團(tuán)隊(duì)，探尋這項(xiàng)目背后的創(chuàng)新故事。

“你可以把聚丙烯分子鏈想象成一根長(zhǎng)長(zhǎng)的面條，光禿禿的面條不好用，我們需要在它上面修飾更多有用的官能團(tuán)，讓它變成‘強(qiáng)力膠’，同時(shí)保證面條不斷裂。”項(xiàng)目負(fù)責(zé)人鄭鑫用生動(dòng)的比喻解釋了這項(xiàng)技術(shù)的核心難點(diǎn)。

據(jù)介紹，迄今為止，通過(guò)反應(yīng)性加工工藝制備的改性聚丙烯都面臨接枝率低和降解嚴(yán)重的問(wèn)題。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)通過(guò)開(kāi)發(fā)全新的接枝助劑體系和改良的反應(yīng)性加工工藝，成功實(shí)現(xiàn)了對(duì)復(fù)雜反應(yīng)性熔融加工過(guò)程的調(diào)控，制備出接枝率和熔指可調(diào)的接枝改性聚丙烯。這種材料不僅具有高接枝率，還解決了傳統(tǒng)工藝中的“面條斷裂”問(wèn)題，保證了材料的本體強(qiáng)度。

與日本競(jìng)品相比，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)研發(fā)的改性聚烯烴粘接材料在成本和性能上都具有顯著優(yōu)勢(shì)。日本同類(lèi)產(chǎn)品的售價(jià)約為5萬(wàn)元一噸，而鄭鑫團(tuán)隊(duì)的產(chǎn)品經(jīng)過(guò)成本核算，僅為2萬(wàn)元一噸左右，具有近3萬(wàn)元一噸的利潤(rùn)空間。

“成本優(yōu)勢(shì)固然重要，但我們更看重的是技術(shù)突破帶來(lái)的戰(zhàn)略意義。”鄭鑫強(qiáng)調(diào)，“軟包鋰電池的核心材料長(zhǎng)期被美日韓企業(yè)壟斷，我們的產(chǎn)品不僅打破了這一壟斷，還為我國(guó)新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)鏈的安全提供了保障。”

在粘接性能方面，基于項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)研發(fā)的改性聚烯烴作為粘接層的鋁塑復(fù)合膜，經(jīng)過(guò)高溫電解液浸泡后，剝離強(qiáng)度不僅沒(méi)有下降，反而有所上升。具體實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，經(jīng)過(guò)3周的高溫電解液浸泡后，鋁塑復(fù)合膜的剝離強(qiáng)度仍保持在90%以上，而日本競(jìng)品在相同條件下，剝離強(qiáng)度下降了近30%。“這意味著，使用我們材料的軟包鋰電池將更加耐用和安全。”鄭鑫補(bǔ)充道。

在技術(shù)攻關(guān)的同時(shí)，杭州技術(shù)轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化中心為項(xiàng)目注入產(chǎn)業(yè)化加速度。通過(guò)自主研發(fā)的成果轉(zhuǎn)化大模型，杭轉(zhuǎn)中心對(duì)項(xiàng)目技術(shù)圖譜進(jìn)行深度解析，為其精準(zhǔn)對(duì)接了下游應(yīng)用企業(yè)，為項(xiàng)目方的產(chǎn)品和技術(shù)提供廣闊的市場(chǎng)空間。此外，在杭轉(zhuǎn)中心承辦的杭州博士后科創(chuàng)精英賽中，該項(xiàng)目從百余個(gè)參賽項(xiàng)目中脫穎而出，斬獲總決賽優(yōu)勝獎(jiǎng)，并入選了杭師大科技園首批優(yōu)秀概念驗(yàn)證項(xiàng)目和城西科創(chuàng)大走廊優(yōu)秀概念驗(yàn)證項(xiàng)目。

軟包鋰電池憑借質(zhì)量輕、形狀設(shè)計(jì)靈活等優(yōu)勢(shì)，在電子設(shè)備和新能源汽車(chē)領(lǐng)域發(fā)展迅猛。根據(jù)市場(chǎng)調(diào)研數(shù)據(jù)顯示，預(yù)計(jì)到2025年，全球鋰電池市場(chǎng)規(guī)模將突破1000億美元，年均增長(zhǎng)率保持在20%以上。

“未來(lái)，隨著電子產(chǎn)品向更輕薄、更高性能方向發(fā)展，以及新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的持續(xù)擴(kuò)張，對(duì)軟包鋰電池的需求會(huì)越來(lái)越大，我們的產(chǎn)品應(yīng)用場(chǎng)景也將更加廣泛。”鄭鑫對(duì)項(xiàng)目的未來(lái)充滿信心。

目前，該項(xiàng)目已進(jìn)入中試階段，擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。“我們希望通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)軟包鋰電池用改性聚丙烯的國(guó)產(chǎn)化替代，推動(dòng)整個(gè)新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展，打破國(guó)外企業(yè)的壟斷，讓中國(guó)在軟包鋰電池材料領(lǐng)域掌握話語(yǔ)權(quán)。”鄭鑫表示。

來(lái)源：科技金融時(shí)報(bào)、杭州技術(shù)轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化中心

來(lái)源: 浙江省科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)