编者按：由江西师范大学首席教授、江西先材纳米纤维科技有限公司副董事长候豪情博士率领的科研团队，历经数年艰难探索，研发出聚酰亚胺(PI)纳米纤维电池隔膜。这一世界首创的具有自主知识产权的高科技材料，可大幅提高汽车动力电池或电池组性能。
江西企业破世界难题
汽车动力电池技术是制约电动汽车发展的瓶颈，如何制造高能量、充电快、续航久的高安全性动力电池，也是世界级难题。1月10日，记者从南昌市高新区管委会获悉，聚酰亚胺(PI)纳米纤维电池隔膜在南昌成功实现产业化，这预示着江西掌握了世界首创的动力电池隔膜产品技术，这也是中国锂电行业第一个掌握了核心技术、具有原创自主知识产权的高科技产品。
无论从环保角度，产业升级的需要，还是出于对能源安全的考虑，新能源产业发展都需要高效的储能动力电池。然而，目前市面上的动力电池安全性差、充电时间长、续航时间短等问题一直得不到很好解决。美日韩等国家也都在持续不断进行类似研发。PI纳米纤维隔膜在锂电池和超级电容中的应用，克服了传统隔膜高低温性能差、安全性低等根本缺陷，无论是在功率密度、能量密度、高温性能还是在循环寿命等技术指标上，在现阶段都具有明显的优势。
国家权威检测机构报告显示，采用高端PI纳米纤维隔膜制备的PI隔膜动力电池在关键的技术指标上有明显的优势：第一，充放电时间短，可以提高电池的充放倍率4倍以上，充放电时间仅为之前的1/4；第二，使用寿命长，循环寿命提高700%以上；第三，发热温度低，减少单体电池的发热温度达12摄氏度；第四，电能密度大，能量密度提高15%以上;第五，安全性好。这种新型隔膜具有优异的安全性：PI隔膜能耐530度以上高温(目前市场上的隔膜在140度以上会融化)，当汽车激烈碰撞导致电池隔膜穿孔时，不会引起电池爆炸起火。
目前，PI纳米纤维隔膜技术已完成实验室阶段研究，预期在一期项目建成两年内可以逐步实现4000万平方米产能。而如果按照50%为新能源汽车的保有量计算，仅中国汽车市场电池隔膜的年需求量便达55亿平方米。PI纳米纤维优异的特性还可以广泛使用在民生、环保、医药卫生、国防等方面。
纳米纤维动力锂离子电池隔膜研发及产业化
10月22日，中科院理化技术研究所在京转化的重大科技项目“纳米纤维动力锂离子电池隔膜研发及产业化(中试阶段)”通过了由北京市科委、市经信委和中关村(000931,股吧)管委会组织的验收。项目验收会议由北京市科委新能源与新材料处处长许心超主持。
验收专家组现场考察了生产线，在听取项目组汇报、经质询和讨论后，一致认为该项目进展顺利，完成了全部任务目标，符合任务要求，同意通过验收。
该项目采用理化所经纬双向大流量静电纺丝技术，建成了经纬双向纳米纤维动力锂离子电池隔膜中试生产线。该中试线解决了设备在低速运行低张力工况下的稳定制膜及收卷的技术难题，研制出多针头阵列喷丝设备，开发了静电纺丝制备纳米纤维动力锂离子电池隔膜的工程化技术；试制出的隔膜材料各项指标达到设计要求，初步得到用户认可；设计产能达到了30万m2/年，经过试运行，设备性能达到设计要求。项目执行期间，形成了完善的制膜工艺体系，制定了一系列标准和管理的规章制度，为后续项目的产业化奠定了基础。
该项目的立项源自理化所在新能源材料领域的前期部署，后分别在北京市科委重点项目和科技部“863”计划项目的支持下，成功研制了大流量经纬双向静电纺丝设备，并制备出高品质的纳米纤维动力锂离子电池隔膜材料。相关成果一经问世便引起我国锂电业界以及日、韩等国的高度关注，北京市政府十分重视该项成果的落地转化，安排专项资金，支持由首钢集团与中科院理化所成立的“北京首科喷薄科技发展有限公司”承担相关中试及产业化工作。
中科院理化所纳米纤维锂电隔膜将量产
近期，中科院理化所网站信息显示，采用自主研发的处于国际先进水平的“经纬双向静电纺丝制膜设备”和“多喷头组控原创性的专利技术”，中科院理化所和首钢合作完成了30万平米/年能力的纳米纤维锂电隔膜中试生产线。
锂离子电池以其优秀的性能已成为二次电池的主流发展方向。隔膜约占锂电池制造成本的20~30%，对锂离子电池安全、性能和成本有重要影响。据亚化咨询介绍，隔膜也是技术壁垒最高和国产化率最低的锂电池材料，中国仍然有80%的隔膜需要进口。
据行业人士估算，一吨聚烯烃原料，成本约1.5万元，可以生产6万平方米隔膜产品。隔膜以10元/平方米计算，从聚烯烃到隔膜的增值为40倍。近几年来，在深圳星源材质、河南格瑞恩、佛山金辉、南通天丰等企业的带动下，国内有数十家投资者对隔膜生产跃跃欲试。
目前，中科院理化所中试生产线正在试制高性能的隔膜样品，进行工艺研究等工作；预计今年下半年将启动二期300万平米/年生产能力的产业线，实现新型纳米纤维动力锂电隔膜产品的批量生产，并建成配套的质保和营销体系。
中科院理化所经过多年努力，完成了静电纺丝法制备纳米纤维锂离子电池隔膜的研究，形成了新型的材料体系和工艺方法；研制了相应的试验设备，开发了具有生产价值的多点、多喷头制备技术；开发出了网状纳米纤维膜的制备方法，孔隙率在30～75%内可控。
公开资料显示，纳米纤维膜是性能优异的新型锂电隔膜材料，可以延长电池循环寿命，降低内阻，并提高电池的倍率性能和安全性。
纳米纤维膜已经成为锂电隔膜研究的重要方向之一。2012年初，日本广濑制纸也展出了以聚烯烃无纺布为基材、由PVA（聚乙烯醇）纳米纤维纺丝制成的锂电隔膜。该产品与主流的聚烯烃多孔质薄膜式隔膜相比，可提高熔化温度的上限，更加耐热。