从七大新兴产业看化工发展新机会之一：让新能源汽车跑得更快更远

　　不久前，国务院召开会议，审议并原则通过《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》，节能环保、新一代信息技术、生物、高端装备制造、新能源、新材料和新能源汽车7个产业将被重点培育并加快推进。这些新兴产业与化工密切相关，未来有望逐渐成为拉动经济增长的新引擎。而化工科技如何推进新兴产业崛起?新兴产业又将给化工行业带来哪些机会?本版从今天起组织系列报道“从七大新兴产业看化工发展新机会”。

　　发展新能源汽车战略性新兴产业，势必带动电池技术和轻量化技术升华。助力新能源汽车业打造一颗强劲的“心脏”，让它的动力更强劲更持久，是相关化工企业的机遇，更是责任。

　　锂离子电池

　　关键材料力争国产

　　纯电动汽车的发展前景被一致看好，其关键在于锂离子动力电池。它主要包括正极材料、负极材料、电解液、隔膜等核心技术。据测算，一台纯电动汽车需要40～50千克的正极材料和电解液，约为单个手机电池耗用量的1万倍。新能源汽车对锂电池材料需求量很大，但我国多数无法自产。

　　正极材料是锂离子动力电池的核心，约占电池成本的40%。目前，锂离子电池正极材料主要有四种——磷酸铁锂、钴酸锂、锰酸锂以及三元材料，其中第一种在我国占主流。不过，从单电池电压来看，磷酸铁锂比钴酸锂等材料低很多，导致磷酸铁锂电池能量密度偏低，电池系统体积很大，大规模运用还需作更多技术论证。值得注意的是，不管是锰酸锂还是磷酸铁锂，锂离子电池在循环寿命、可靠性、安全性、充放电性能等方面还存在缺陷。

　　隔膜是锂电材料中技术壁垒最高的。全球近95%的隔膜由日本旭化成、东燃化学及美国Celgard三家公司生产。我国隔膜研究起步较晚，生产企业屈指可数，其中仅有星源科技、金辉高科、新乡格瑞恩、桂林新时代等几家技术相对成熟。目前国产隔膜在低、中端市场已经大部分替代了进口产品，并有少量产品进入高端市场，但适用于车用动力电池的三层结构隔膜和陶瓷/塑料复合膜尚不能生产,全部依赖进口。

　　我国有十多家锂离子电解液生产企业，但绝大多数从事溶剂提纯和电解液配制，电解质盐、添加剂等关键材料大部分依靠进口，制约了锂离子电池产业发展。目前，固体和凝胶电解质开始被用作一个特殊的组件，同时发挥电解液和电池隔膜的作用，成为企业的关注热点。

　　燃料电池

　　打破质子交换膜瓶颈

　　燃料电池是目前很多专家认准的方向，不少国际巨头也在该领域发力。由于启动快速、负载响应快，质子交换膜燃料电池成为了燃料电池技术的代表，其核心就是那一张膜。

　　性能优异的原材料产业化是燃料电池产业化的关键。质子交换膜生产技术一直为美国和日本所垄断，国内企业多采用美国杜邦公司产品。科研人员希望研究出增强、自增湿、在中温120℃左右工作的复合质子交换膜。

　　今年以来喜讯频传，山东东岳集团自主研发的燃料电池膜实现国产化，打破了国外垄断，同时其年产500吨的燃料电池磺酸树脂离子膜生产装置建成投产;武汉理工大学承担的质子交换膜研究开发课题取得突破性进展，采用独特制备工艺与树脂末端修饰技术，使复合膜气体渗透性大大降低，质子传导率和耐久性明显提高。

　　此外，碳载铂催化剂的产业化问题也急需解决。该催化剂在电极中分为加快阳极燃料氢氧化和加快阴极氧化剂氧气还原两类催化剂。国内许多单位都在研发碳载铂及非铂催化剂，并在产业化方面取得进展，但离国外先进水平尚有一定差距。

　　材料创新

　　轻量化要求高于传统汽车

　　电动车、混合动力车的动力系统与传统汽车的区别很大，需要额外增加200千克的重量。由于电池技术等未能同步发展，行驶里程短成为电动汽车发展的瓶颈。减轻重量无疑能在一定程度上弥补动力不足的缺陷，因此新能源汽车提出了比传统汽车更高的轻量化要求。

　　轻量化需求拓展了高性能材料发展空间。在设计中大量采用塑料，不仅可以满足轻量化要求，还有利于降低成本，而塑料逐渐成为汽车轻量化的首选材料。譬如，保险杠等外装件以塑代钢;仪表板、座椅、头枕等对安全、环保、舒适性能的要求较高，内饰件采用可吸收冲击能量和振动能量的弹性体和发泡塑料来制造，可减轻碰撞时对人体的伤害;燃油箱、发动机和底盘上的零件等功能结构件则多采用高强度工程塑料甚至特种工程塑料(如聚碳酸酯耐力板)。

　　目前，汽车塑料件的发展重点已经向开发结构件、外装件用的增强复合材料和高性能树脂材料转移。电池组的框架和结构部件、电池隔膜等对材料也提出了创新性的要求。一些公司已经拿出了高性能聚酰胺等候选方案：通过材料革新提升荷电线和连接器负荷，达到功能集成化，以降低下一代逆变器的自重和成本