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《中国建材报》:讲述中国建材集团的新材料故事系列报道⑤ 只做第一 不做第二——锂电池隔膜创新纪实

来源:CNBM发布时间:

       编者按:一层隔膜两重天。中国建材集团年产2.4亿平方米锂电池隔膜建设项目在山东滕州的启动,打响了我国高端锂电池隔膜打破国外垄断的第一枪。中国建材集团以“只做第一、不做第二”的弄潮儿姿态出现在了世界锂膜的赛场上——领跑新材料产业,赋能我国新能源产业发展,中国建材集团的锂膜故事由此开启。

锂电池隔膜生产线

       一年前的2017年8月30日,山东滕州,山东省政协副主席翟鲁宁、中国建材集团董事长宋志平、枣庄市委书记李同道、中国建材集团副董事长李新华、中材科技股份有限公司总裁(中材锂膜有限公司董事长)刘颖共同点亮了“年产2.4亿平米锂电池隔膜建设项目”启动光球。

试生产启动仪式

       光球闪烁、掌声雷鸣,中材锂膜有限公司首条生产线试生产正式启程。

       “激动人心、超乎想象”。宋志平用八个字形容当时的心情。

       “年产2.4亿平米锂电池隔膜建设项目”投产,标志着中国建材集团打破高端隔膜市场国外垄断,成功实现了锂电池材料中最后一个关键材料的国产化,也标志着中国建材集团的锂电池隔膜研发、生产能力已居于世界领先地位。

       长久以来,电池四大核心材料中,正、负极材料、电解液都已实现了国产化,唯独隔膜仍是短板。其主要材质为多孔质的高分子膜,对安全性、渗透性、孔隙度及厚度都有极为严苛的要求。

       一层隔膜两重天。

       我国锂电池发展在与美国、日本、韩国的“四国游戏”之中,内有核心专利、生产装备缺乏之短板,外有坚如磐石的技术壁垒,不仅成为国产锂电池发展难以承受之痛,也成为了我国新能源产业持久发展的桎梏。

       年产2.4亿平米,投资10亿元,不仅是在全国,在全球范围都是极其罕见的锂电池隔膜生产投资规模。作为大型央企,中国建材集团打响了我国高端锂电池隔膜打破国外垄断的第一枪。

       这一声枪响背后,是什么促使了中国建材集团斥巨资打造这条生产线?从擘画新能源产业蓝图到实现2.4亿平米产能,中材锂膜团队是如何做到的?如此精密的实验室产品到如此巨大的生产规模之间,中国建材集团究竟走了多久?

720万-2.4亿迎难而上的战略抉择

       时间拨回2013年,飞驰的列车上,刘颖眉头紧锁,思绪万千。

       彼时,南京720万平米锂电池隔膜中试线已运行一年有余。然而,样品与产品一致性差、良品率不高而导致成本居高不下,国产设备产出隔膜精度、均匀度提升困难,生产线产能掣肘,加上院所科研成果转化机制等问题层出不穷!巴蹲什簧、几无盈利”,种种问题仿佛一座大山横在面前,难以解决。

       “往下走会很艰难,但是停下来就失败了!闭驹谙蚯白呋故窃靥げ降闹屑,刘颖从未如此纠结。

       的确,当时的中国,新能源汽车产业发展战略取向和技术路线刚刚明确,国内的锂电池隔膜生产大部分尚停留在低端阶段,采用的生产工艺也以投资规模小、回报周期短的干法为主,湿法隔膜长期依赖进口。全球锂电池隔膜主要技术被日本、美国少数厂商垄断,国内大部分市场份额长期被日本旭化成、日本东燃化学以及美国Celgard等企业所占据。

       当时南京玻纤院的膜技术沉淀已五年有余。从最开始的双威事业部起步,南京玻纤院在生产高温微孔过滤膜的过程中不断进行技术积累;进入到2010年,此前研发铅酸电池隔板的团队顺应国家政策趋势,主动转型进行锂电池隔膜研发。基于技术储备与对新能源市场的看好,他们开始了第一条720万平米中试线的建设。

       而这第一条生产线,便选择了难度高、投资大、国内鲜有人尝试的湿法双向同步拉伸生产线。

       “采用湿法工艺生产的锂膜强度更大、更薄、导电性更优,在均匀度、孔隙率、热收缩、拉伸强度等关键技术指标方面更佳,更加符合高端的产品需求。基于集团的高定位以及对高端动力电池市场前景的看好,我们最终还是决定,要做就要瞄准世界最高端!绷跤毕颉吨泄ú谋ā芳钦弑硎。

       然而,第一条湿法膜生产线并非一帆风顺。中材锂膜有限公司技术研发部副经理刘杲珺用“艰辛”二字形容当时的开发过程。

       “涉及到材料装备,‘高精度’产品一旦进入批量化生产,很难!闭缰胁目萍脊煞萦邢薰径鲁ぱχ颐袼,高精度的锂膜材料进入到批量化生产,加上尚未成熟的国产装备与配方工艺,一切都处在极不稳定的攻坚阶段。而“不稳定”与低产能更加大了市场局面打开的难度。

       一开始选择了更高的山峰,便注定了攀登的过程崎岖而艰难。

       然而,刘颖回到北京后,再三思考,与集团领导反复讨论!盎诙晕夜履茉床档男判,与作为央企引领我国新材料产业发展的责任,我们还是义无反顾地继续做下去!

       纵然巨石压顶,在关系到国家政策与社会责任的重大战略决策面前,中材锂膜团队仍然选择了“偏向虎山行”。

       2013至2014年,南京两条1000万平米锂膜中试线接连下线。基于720万平米中试线的生产经验,科研团队积累了对整线认知和局部设备的理解,对两条新线的横拉、一次热处理、二次热处理及张力拉伸设备进行了改造。

       2015年中旬,中材锂膜的产品得到了锂电池巨头CATL的认可。此时CATL是中国唯一一家向外国车企提供电池系统的公司,其客户包括宝马和大众!暗笔辈晒壕砀颐堑姆蠢∈,这是他在国内市场见到的最好的锂电池隔膜!绷蹶浆B仍然清晰记得CATL当时的评价。这样的进步也给了中材锂膜团队极大的信心。

       然而,生产能力有限及短时间无法快速提高良品率,导致中材锂膜供货能力不足,产能再次成为了中材进军锂膜市场的最大掣肘。

       2016年,我国“十三五”规划发布,提出发展新能源汽车、汽车轻量化、智能驾驶等领域,并对新能源汽车的各细分领域作出了到2020年的阶段目标规划。新能源产业发展方向日趋明朗,市场前景广阔。中国建材集团新能源产业发展的版图日益清晰、扩大。

       基于锂电池隔膜产品对于设备依赖程度极高,但国内设备生产商尚未能满足此类产品生产要求的现状,中材锂膜团队再次开始寻觅之旅。

       锂膜团队在日本、韩国、法国、德国以及中国台湾等地开始广泛考察,寻找能够满足高端锂膜生产需求的进口设备。

       在地毯式的考察和搜索中,锂膜团队发现,寻找一条能够适应锂膜团队已有技术和路线要求的生产线难上加难。

       当时,国内选用进口设备的湿法锂膜生产厂家采用的是日本生产线,其装备体系较为成熟。而同时引起中材锂膜团队注意的,还有一家在生产同步拉伸设备上具备深厚基础的法国设备厂家,然而其并没有专门生产锂膜的设备。

       “瞄准世界最高端”的要求,让中材锂膜团队又一次站在了重大战略抉择的关口。

       “日本技术封锁严重、交货周期长、不采用定制化,基于此前南京三条中试线的经验,我们对这个产品有很多想法,更希望把这些想法在新的生产线上体现出来!绷蹶浆B如是说。

       “如果选择日本生产线,我们还是无法跑赢竞争对手。虽然法国设备商并没有现成的生产经验,但是我们可以通过协同创新进行装备设计!敝胁娘び邢薰靖弊芫戆滓谌缡撬。

       市场尚未明朗,收益亦不可期,稍有不慎也许满盘皆输,内外压力再次扑面袭来。

       “我们面临一个很尴尬的选择,跟在人家后面走,或者从无到有、开发新的生产线。我们当时抱着‘为民族工业争气’的信念,放弃了已经成熟的日本生产线,最终选择了法国这家设备生产企业合作。哪怕道路比别人曲折,我们还可以有弯道跑赢的机会!绷跤比缡撬。

       湿法本难,湿法同步拉伸难上加难,一个连生产设备都需从头设计、调试的锂电池隔膜生产线,难度之大,前所未有。法国全进口设备,4米幅宽、50车速的锂膜生产线设计,史无前例。

       “为民族工业争气”——2013年,刘颖纠结的是要不要做下去;而现在,他考虑的是要不要奋力一搏,做到最好?

       答案是肯定的。

       宋志平谈战略的文章中提到“战略赢是大赢,战略输是大输”!爸蛔龅谝、不做第二”的攻坚精神照亮了中国建材人无数个面临重大战略抉择的路口。

       再一次,中材锂膜团队毅然决然地选择了那条更加艰难的道路——没有前人,没有脚印,有的只是远在天际的目标,和一群踌躇满志的中材锂膜人。

10亿投资的背后

       10亿元投资,2.4亿平米产能,246亩生产场地,这些庞大的数字震惊一时——鲜有人知,这些数字背后,中材锂膜却并不是如外界所想的“重金进场”。

       反之,中材锂膜另辟蹊径、轻装上阵——开创了联合开发体+BT投资的创新商业模式。

       2016年,长期洽谈的法国设备商与大连设备服务商分别到南京考察三条锂膜中试线。优质的产品品质与深厚的技术积淀征服了法国设备厂家,三条生产线的生产经验充分证明了锂膜团队技术路线与工艺设计的正确性。

       “通过三方联合开发,我们提供工艺参数要求,法国和大连企业提供设备装备联合制作,保证装备精度,设备调整达到设计标准再付款。这在行业开创了联合开发模式的先河,不仅防范了企业风险,更实现了产业化模式创新!绷跤苯樯。

       然而,这看似童话般的美好结局,却并不是一帆风顺。

       提起与法国人的洽谈,刘颖、中材科技副总裁朱建勋、战略与投资部部长朱昳雯、中材锂膜有限公司总经理宋尚军、副总经理白耀宗等人,已记不清从最初接洽开始的三年间有多少次往返法国,有多少次在异国的深夜洽谈方案,有多少次因交付日期、技术路线不合而拍案而起、与法国人争得面红耳赤,有多少次三方合作濒临破灭.....

       志合者,不以山海为远。

       一个科学规划的整体方案,通过技术路线、商业模式的设计,达成了跨越省份、国家的深度合作——看似偶然,实则厚积薄发。

       三家合力,正是基于对中材锂膜技术积淀、科学的产业发展规划与中国广阔的市场前景的认同,而中国建材集团的全力支持与高瞻远瞩的战略决策,最终促成了世界上规模最大的锂电池隔膜生产线的建成。

       与此同时,山东省滕州市政府的各项优惠政策和开放姿态,也为中材锂膜最终落子滕州提供了有力支撑。

中材锂膜公司滕州基地

       “宋志平等集团领导给了非常多的支持,对于这种创新模式给了很高的评价。他们就是我们锂膜团队最坚强的后盾!痹凇吨泄ú谋ā芳钦卟煞霉讨,刘颖、宋尚军总会提到宋志平、李新华对于集团新能源材料发展战略的坚定决心。

       2016年,两材重组后,中国建材集团将“创新”放在战略首位。在战略引领下,中材锂膜团队在产品创新的道路上上下求索,同时也走出了一条产业化模式创新的新路子。

       体制机制更活。从“水泥大王”到“三足鼎立”,中国建材集团不仅攀登技术高峰,更强调机制创新、团队有力,让新材料从实验室到大生产,填补锂电池隔膜国内空白。

       战略优势更显。以更加开放的胸襟拥抱新的商业模式,让“重投资”转向“联合体”,构建从中国建材到中国材料的新的战略蓝图。

       团队动能更劲。从南玻院一个事业部提升至中材锂膜有限公司,核心团队持股4000万;科技成果转化激励、长期股权激励,中国建材集团各项人才创新激励办法,蓄力待发。

       回望蓝图,追抚初心,一个事关全局的发展脉络清晰可循——以中国建材集团新材料发展战略为指引,中材锂膜公司大胆进行商业模式创新与产业平台运作,以“只做第一”的弄潮儿姿态出现在了世界锂膜的赛场上。

1400余个控制点无数个中材锂膜人的日夜

       中材锂膜所有人难以忘记这一时刻:2017年8月13日凌晨三点。

       当中国大地月色笼罩、雾霭沉沉,在山东滕州的中材锂膜工厂却爆发出了一阵狂热的欢呼!

       “2.4亿生产线首次贯通了!”

       这是生产线进场后,从上料到收卷全线的首次贯通。在场的白耀宗迅速将信息发到了员工微信群里。凌晨两点刚刚下班回到家的切割工人骑着电动车返回了现场。

       “尽管只有200米,这仍是我们的第一卷膜!彼饩砟ば⌒牟眉,收藏。

       在场的很多员工看着这第一卷膜,流下了激动的泪水。

锂离子电池隔膜

       的确,从八月初设备全部进场拼接完毕,一个从未见过、从未操纵过的庞然大物矗立在崭新的厂房中央,中材锂膜团队最开始是慌张的。

       “新人新设备,就是闷头调!卑滓诟嫠摺吨泄ú谋ā芳钦,也是从进场那天起,刘颖、宋尚军、白耀宗,南京玻纤院的核心科研团队、现场的工人全部吃住在厂里。刘颖和宋尚军白天守着,白耀宗晚上守着。现场的工作人员很多都是24小时甚至36小时在现场,“大家都在等,赶都赶不走”。

       设备更改、资金调动、工艺改进、三方协调,很多国外装备空运过来,光运费就花了上千万元。无数次的断膜,无数次的调整,1400余个控制点,设备上站满了工人,紧盯着每一个重要的生产节点。

锂膜生产线

       那时的工厂,除了厂房,连办公室和椅子都没有。断膜了,大家一起蹲在路边抽根烟,聊聊天;刘颖站在木箱子上给大家鼓劲儿、加油?蒲腥嗽鄙钊胍幌,为了调试成功不舍昼夜;工人坚守现场,心中只有一个目标。

       那是最艰难的时光,也是最难忘的回忆。

       “8月27日开工前三天,生产线的隔膜还在断!彼紊芯氖只镏两袢员4孀乓徽耪掌庑┖诵墓歉擅,头戴安全帽,身着蓝色工作服,垂手围蹲在马路周边,愁云满面。

       “这里的每一个设备,每一处的工艺背后都是中材锂膜团队日复一日的付出。我们在每天的监控设备里看到它一点点积累起来,这里的每一条路、每一个设备我们都有感情。它们不仅是普通的设备,它们是我们的孩子!

       “我就希望这条生产线能够每天24小时,一年365天一直这样下去!毕钅拷ㄉ璨烤砗寺凰档秸,一个看似粗犷的汉子却微微湿了眼眶。

       此时、此刻、此地,记者也突然明白了,为什么当时在采访刘颖的时候,问起整个2.4亿平米生产线最关键的技术突破点时,他笑了一下说,没有哪个是最关键的,因为都很关键。

       因为,不是某一点,而是每一点。

       从这个项目的设计、建设、评审,从一片玉米地到生产出世界最尖端的锂电池隔膜材料,从一条非专业的生产设备到一条世界上最先进的锂膜生产线,这是从无到有的创举,需要果敢与决心,需要夜以继日的劳作、调试、攻坚,更需要上下一心的团结力量。

       在“只做第一、不做第二”的精神下,这种“玩儿命干”的精神,让这里催生出了蕴藏未来中国新能源产业发展的驱动力,激发出了为民族工业争气的铮铮傲骨。

       白耀宗谈生产背后的故事。

锂膜,就是我们的孩子

       “孩子”,是《中国建材报》记者到滕州工厂采访时听到的最多的一个词。

       “这个产品就是我们的孩子,从产品生产出来,到用户交付,所有的问题都需要我们来解决!闭馐前滓诰6酝哦铀档囊痪浠。

       走过整洁、智能的中材锂膜生产车间,记者更能真切地感受到,中材锂膜团队为了呵护这个“孩子”都付出了哪些努力。

       在QC车间,女工们在精密仪器上有条不紊地进行着锂膜检验的最后工序!癚C部门从质量策划、质量控制、体系管理三个?槎哉霾飞接τ媒斜U,”品质保证部经理张瑞华介绍,“A品率从初期的10%起步,之后每个月都有10%左右的提升。目前主线A品率能稳定在80%,最高到90%。今年6月份,中材锂膜迎来了客户SQE的实地考察,最终以90分的优异成绩通过客户认证!

       走过QC部门,来到物流区,记者一行就被眼前“唱着歌、迈着步”的机器人吸引了。

       地上的黄色轨道整齐罗列,11台机器人物流车载着一卷卷标有型号、数字条码的锂膜接货、送货,完成送料、检查、再加工的整个工序后,送至全自动的立体仓储库。通过每卷锂膜上的条码,可以追溯到每卷锂膜的质量检测结果,可以随时在立体库中调出、选用。

智能化物流

       这套物流及仓储智能自动设备,将自动化物流设备和人工操作完美融合!暗笔蓖蹲2000多万元,是全国唯一成熟的智能物流设备及自动化控制立库!奔苹锪鞑烤砗奶岬秸馓咨璞,脸上掩不住的自豪。

       体系化、数字化、自动化,一个又一个“第一”背后,浸润着中材锂膜人的汗水与智慧。

自动化立体仓库

       如今,中材锂膜三线建设完成已投产,四线贯通出膜,进入试生产阶段。此前积累的经验为新线投产奠定了基础,扩建产能蹄疾步稳;不断提升的A品率,保证了出厂产品质量,降低了生产成本,获得了国内外客户的认可,中材锂膜市场逐步打开;完备的品质保证体系确保产品交付“零投诉”,中材锂膜致力于塑造优质的产品形象。

       数据显示,2017年,国内锂电市场规模达到1130亿元左右,其中动力锂电池规模大约600亿元。工信部印发的《节能与新能源汽车产业发展规划(2011—2020年)》显示,到2020年,我国纯电动汽车和插电式混合动力汽车生产能力达200万辆/年。据估算,我国未来每年需要的高品质车用动力电池隔膜材料需求量将达到数亿平方米。中材锂膜的优质产品,也必将在我国新能源汽车产业与动力电池领域发挥更大的作用。

       轻于鸿毛,重于泰山。

       一张小小的锂电池隔膜,承载的是数百位中材锂膜人的日日夜夜,承载的是中国建材集团的新材料产业转型决心,承载的是“为民族工业争气”的壮志雄心。

       只做第一,不做第二。

       中材锂膜创造了我国高端锂电池隔膜打破国外垄断的第一,创造了幅宽最宽、车速最快的生产线的第一,创造了联合开发BT模式的第一,创造了集团内企业员工持股比例最高的第一,创造了智能物流仓储设备的第一——我们更有理由期待,中材锂膜将创造更多个第一。

       凡是过往,皆为序章。

       2017年8月30日,宋志平在听完刘颖的汇报后,再次强调了八个字:只有第一,没有第二。我们要做就要做第一,争取到2020年实现锂电池隔膜产能20亿平米,进军全球高端锂膜市场。

       站在滕州工厂,胡兴禄指向场地的尽头,信心满满地说道:“看,待工厂建到那个尽头,就将是中材锂膜达到20亿平米产能的时候。新能源行业是朝阳行业,时间紧迫,任务艰巨,宋志平董事长要求我们只做第一,不做第二,我们也有信心领跑行业,铸就辉煌!

       小料科普锂电池隔膜:是锂电池关键的内层组件之一,其主要作用是使电池的正、负极分隔开来,防止两极接触而短路,还具有使电解质离子通过的功能。

       放眼全球,锂电池隔膜产业最发达的国家是日本和美国。鉴于技术工艺的难度,隔膜材料是中国最晚实现自给的锂电池关键材料。2017年8月,中国建材集团旗下的中材科技股份有限公司、中材锂膜有限公司“年产2.4亿平米锂电池隔膜建设项目”在山东滕州投产,标志着中国建材集团打破高端隔膜市场国外垄断,成功实现了锂电池材料中最后一个关键材料的国产化,也标志着中国建材集团的锂电池隔膜研发、生产能力已居于世界领先地位。

       中材锂膜创造了我国高端锂电池隔膜打破国外垄断的第一,创造了幅宽最宽、车速最快的生产线的第一。锂电池隔膜不再是我国锂电池产品应用、新能源产业发展的掣肘,中材锂膜正在向“争取到2020年实现锂电池隔膜产能20亿平米”的目标进发,向全球高端锂膜市场进发。

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《中国建材报》:讲述中国建材集团的新材料故事系列报道⑤  只做第一 不做第二——锂电池隔膜创新纪实

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