一张薄薄的隔膜，牵动着国家能源安全。

6月24日上午，全国科技大会、国家科学技术奖励大会、两院院士大会在京召开。会上，2023年度国家科学技术奖评选结果揭晓。四川大学和深圳市星源材质科技股份有限公司共同完成的“基于聚烯烃凝聚态结构调控制备高性能锂离子电池隔膜”项目荣获国家科学技术进步一等奖。

该研究成果大幅降低了锂离子电池隔膜价格，使我国从最大的隔膜进口国变为最大的出口国，并推动我国成为全球最大的锂电池制造国，为我国能源安全和能源结构转型，以及“双碳”目标的实现作出了重要贡献。

一张隔膜“卡脖子”

锂电池以其长循环寿命、高能量密度且无记忆效应等优点，成为当今移动电子设备、储能系统和新能源汽车的首选电源。人们日常生活中使用的手机、充电宝、笔记本电脑和现在大街上随处可见的电动汽车，都是靠锂电池来供电。在全球能源危机和“双碳”发展趋势下，锂电池成为我国外贸“新三样”之一。

锂电池由四大关键材料——正极、负极、电解液和隔膜组成。一方面，隔膜位于正负极之间，隔绝正负极防止其接触短路；另一方面，隔膜内部具有大量相互贯通的纳米微孔，允许锂离子在正负极之间来回迁移完成电池的充放电过程，其对锂电池的循环性能和安全性能至关重要。

“隔膜必须具有均匀的微孔分布、优异的力学强度和耐热性能，一旦隔膜发生破损，就会引发严重的电池燃烧和爆炸事故。”项目负责人、四川大学高分子材料工程国家重点实验室教授傅强说，锂电池的正负极和电解液早已实现国产化，但这张隔膜却长期依赖进口，不仅成为了我国锂电池发展的桎梏，也一度是我国新能源产业进步的障碍。

傅强介绍，隔膜的原材料是最通用的聚烯烃（聚丙烯 PP和聚乙烯 PE），原料价格约1万元一吨，但是加工成多孔隔膜后，价格却高达40元一平方米，约400万元一吨，成为锂电材料中技术壁垒最高的一种高附加值材料。隔膜有干法和湿法两种制备技术，需在高过冷度、高剪切场等极端条件下制备，这是调控其微孔结构的核心技术难题。“上世纪80年代，美国和日本企业分别实现了干法和湿法隔膜产业化，并垄断全球隔膜市场，我国面临‘卡脖子’的被动局面。”

产学研联合“破难题”

傅强自1999年获得国家杰出青年基金项目后，便开始长期从事聚烯烃凝聚态结构的调控研究，并提出了“定构加工”的学术思想，为攻克隔膜制备关键技术奠定了理论基础。与此同时，四川大学高分子材料工程国家重点实验室教授向明在高分子薄膜加工领域积累了丰富的实践经验。

2003年，深圳市星源材质公司创始人陈秀峰在贸易时发现了这个“塑料黄金”，便找到四川大学傅强和向明教授团队，双方一拍即合，产学研强强联合进行攻关。

经过4年艰苦的技术攻关，项目组阐明了聚烯烃在干法和湿法条件下的拉伸成孔原理，并创建了隔膜定构加工技术，解决高速、连续化加工过程中隔膜纳米微孔的精细化调控难题。

在此基础上，项目组创新设计了全套具有自主知识产权的干法单向拉伸和湿法双向拉伸隔膜生产线，突破隔膜微孔均匀性、超薄化和高强度难以兼顾的技术瓶颈。2008年，项目组成功制备出我国第一卷隔膜，打破国外垄断。

完成我国隔膜从0到1的突破后，两家单位持续深入合作，2009年和2011年获得了国家“863计划”和基金委创新群体项目的支持，开展隔膜制备技术的创新研究，并设计了新一代隔膜生产线，生产效率和产品指标达到国际领先水平。2013年，该技术产品批量出口海外，应用于全球前十大锂电池制造商，实现了我国隔膜出口零的突破，成为我国隔膜行业发展的里程碑。

推动薄膜行业“攀高峰”

2022年，深圳星源材质公司引进傅强教授，担任公司的领军人才进行技术攻关，向第三代超薄、超强隔膜的加工新技术发起“冲锋”。两家单位的合作历程，是一部从无到有、从小到大、填补国内空白、从国内走向国际的发展史。

该项目执行期间，培养博士后2名、博士21名、硕士38名，为我国新能源行业输送了多名高水平专业技术人才。傅强受邀在第二届中国塑料薄膜行业高质量发展会议上作大会报告，介绍隔膜加工新技术，得到塑料行业专家的赞誉，认为“推动了薄膜行业稳步迈向高质量发展的新阶段”。

傅强还受邀在高分子加工领域最具影响力的国际会议——第37届聚合物加工学会国际会议上作大会报告，详细介绍了锂电池隔膜的定构加工思想与产业化应用，引起了同行的广泛关注。“中国造”隔膜正攀上世界“高峰”。

截至目前，基于该科技创新，隔膜价格从最初40元一平方米降低至约1元一平方米。2023年，全球隔膜出货量突破210亿平方米，中国隔膜的出货量约177亿平方米，我国隔膜的全球市场占比已达83%，实现了“一张隔膜，两个世界”的跨越。