编者按:习近平总书记强调,战略性新兴产业是引领未来发展的新支柱、新赛道。近期,保利中轻官微策划推出《向“新”前行 以“质”致远》专栏,介绍各子公司在深入实施国有企业改革深化提升行动、推进传统产业升级、积极布局战新产业、培育发展新质生产力等方面成果成效。
今日推送专栏第四篇文章《中国造纸院:布局战新产业 解锁超级“膜”法》。
材料产业是战略性、基础性产业。从被国外企业“卡脖子”,到独立生产出厚度50μm的高品质产品,接连突破40μm、30μm、25μm技术关卡;从形成全流程国产化生产制备的百万平方米级生产示范线,到打破进口产品垄断,走上世界前列。中国制浆造纸研究院(简称“中国造纸院”)用短短七年完成一场从无到有、从有到精的跨越。一张薄如蝉翼的纸,在培育壮大战略性新兴产业发展答卷上,留下不可磨灭的中国造纸院印迹。
新能源世界的超级“膜”法
超级电容器是一种介于传统电容器与电池之间的新型储能元件,具有储电能力强、充放电迅速、低温性能好、循环寿命长、充放电维护简单方便、原材料环保等特点。它被广泛应用于航空航天、国防科技、风电绿色能源、轨道交通等新能源相关领域,在加快经济发展、服务社会民生方面,发挥着越来越重要的作用。
而超级电容器隔膜是制备超级电容器的关键核心材料,负责阻隔正负极,防止短路,还要保证电解质离子顺畅通过。方寸之间,看不见的电子和离子一“阻”一“放”,功夫全在这张薄薄的纸上。隔离性能、孔径分布、渗透性能、自身强度……哪项都要精密控制,生产这张纸的技术含量可想而知,说是超级“膜”法毫不为过。
超级电容器隔膜产品
然而,长期以来国外对隔膜制备技术、隔膜原材料进行全面封锁、专利保护。全球90%以上超级电容器隔膜市场份额被日美等企业占据,我国超级电容器产业链、供应链被国外扼住“咽喉”。
专“新”致“质”的“膜”法师
中国造纸院作为我国第一款超薄电容器纸(4μm)的开创者、最早引进仍可正常运转生产的200mm幅宽微型纸机拥有者和电气用纸行业领域众多原创技术产品的开拓者,在电气用纸等新能源材料开发方面有丰富的技术积累,研发的热电池隔膜、锌银电池隔膜等产品至今仍发挥着重要作用。
第一款超薄电容器纸、200mm幅宽微型纸机
为打破国外对我国超级电容器隔膜的长期封锁,研发出我国独立自主的新能源“超膜”,解决超级电容器行业领域可持续发展的“卡脖子”难题,2017年,作为纤维基电池隔膜研发生产“国家队”,中国造纸院及所属中轻特种纤维材料有限公司(简称“中轻特材”)毅然承担起“十三五”国家重点研发计划项目—电气及新能源用纸基复合材料制备技术,攻关的子课题便是“超级电容器纸的开发及产业化示范”。
排除万难,撸起袖子加油干。中国造纸院迅速组建科研攻关团队、中试团队、品控团队,以及市场推广团队,相互协同、密切配合,全力奋战解锁超级“膜”力的项目。
超级电容器隔膜中试初期制备现场
历时数年,几十次多方组织论证,上百次中试生产、成千次实验室实验、数万次测试数据分析……中国造纸院终于成功破解超级电容器隔膜生产工艺技术难题,突破工程化制备技术瓶颈,建设一条年产百万平方米级的超级电容器隔膜示范生产线,产品经多家超级电容生产企业批量使用验证,性能超越进口同类材料,储备的下一代技术已经引领超级电容器隔膜行业。
中轻特材作为中国造纸院纸基功能新材料创新孵化平台,凭借其卓越的创新能力和坚实的技术基础,已成功掌握20μm至50μm全套型号产品生产技术,彻底打破了国外垄断格局。这一成就标志着“中国造”超级电容器隔膜已完全具备批量稳定供应的能力,实现了从依赖进口到自主生产的华丽转身。
超级电容器隔膜生产制备现场
乘风破浪的“超膜”
2020年,超电隔膜项目顺利通过“十三五”国家重点研发计划项目的结题验收。中轻特材建成了超级电容器隔膜生产示范线,中试产品(40-50μm)成功下线并通过应用验证。
2021年,中轻特材拿到第一笔10万平方米厚度为40μm的超电隔膜订单并完成交付,牵头启动了国产隔膜行业标准的起草修订工作。
2022年,超级电容器隔膜产品被中国轻工业联合会鉴定为达到国际先进水平,并成功申报成为“河北省重大科技成果转化项目”。
超级电容器隔膜产品通过中国轻工业联合会组织的“科技成果鉴定”
2023年,中国造纸院超电隔膜产品荣获超级电容产业联盟多个行业奖项。国资委和保利集团对“超级电容器隔膜项目”给予高度关注和大力支持,鼓励团队继续向特薄型超级电容器隔膜产品进军。
2024年,中轻特材研发生产的“超级电容器隔膜”成功入选国资委《中央企业科技创新成果产品手册(2023年版)》。
如今,装配着中国造纸院品牌隔膜的超级电容器已步入千家万户,伴随风力发电变桨系统扎根祖国大好河山,助力新能源汽车、高铁驰骋于大江南北。同时,它还不断为我国军工通信、国网输变电、工业消费电子、储能等行业领域高质量发展注入新动能。
自主研发、突破瓶颈、掌握核心技术是“超电隔膜项目”攻关团队的出发点与落脚点;布局战略性新兴产业、促进科技成果产业化是中国造纸院实现高质量发展的关键抓手。下一步,中国造纸院将持续坚持以科技创新引领产业创新,加快新材料等战新产业布局,强化关键核心技术攻关,发挥好保利中轻先进轻化工新材料“领头雁”作用,为保利中轻加快建设世界一流科技创新产业集团作出新贡献。