鋰電池隔膜是什么材料，發展前景如何?

來源：存能電氣  日期：2019-01-04 09:42  瀏覽量：次

　　鋰電池隔膜是什么材料，發展前景如何?鋰電池生產材料主要包括正極、負極、電極液及隔膜。鋰電池隔膜是鋰離子電池生產的關鍵材料之一，乃至其產業鏈的重要組成部分。在鋰電池的結構中，隔膜是關鍵的內層組件之一。隔膜的性能會直接影響到鋰電池循環、容量以及安全性能等特性，對于電池的綜合性能也有重大的影響。那么，鋰電池隔膜是什么材料呢？本文小編就來詳細說說。

　　鋰電池隔膜是什么材料？

　　鋰電池隔膜的主要作用是使電池的正、負極分隔開來，防止兩極接觸而短路，此外還具有能使電解質離子通過的功能。隔膜材質是不導電的，其物理化學性質對電池的性能有很大的影響。電池的種類不同，采用的隔膜也不同。對于鋰電池系列，由于電解液為有機溶劑體系，因而需要有耐有機溶劑的隔膜材料，一般采用高強度薄膜化的聚烯烴多孔膜。

　　主要的鋰電池隔膜材料產品有單層PP、單層PE、PP+陶瓷涂覆、PE+陶瓷涂覆、雙層PP/PE、雙層PP/PP和三層PP/PE/PP等，其中前兩類產品主要用于3C小電池領域，后幾類產品主要用于動力鋰電池領域。在動力鋰電池用隔膜材料產品中，雙層PP/PP隔膜材料主要由中國企業生產，在中國大陸使用，這主要是因為目前階段還沒有中國企業能將PP與PE制成雙層復合膜的技術和能力。而全球汽車動力鋰電池使用的隔膜以三層PP/PE/PP、雙層PP/PE以及PP+陶瓷涂覆、PE+陶瓷涂覆等隔膜材料產品為主。

　　鋰電池隔膜材料作用有哪些？

　　一、給電池提供安全保障

　　隔膜材料首先必須具備良好的絕緣性，以防止正負極接觸短路或是被毛刺、顆粒、枝晶刺穿而出現的短路，因此，隔膜需要具有一定的拉伸、穿刺強度，不易撕裂，并在突發的高溫條件下基本保持尺寸的穩定，不會熔縮導致電池的大面積短路和熱失控。

　　二、鋰電池提供實現充放電功能、倍率性能的微孔通道

　　因此，隔膜必須是具有較高孔隙率而且微孔分布均勻的薄膜。材料本身的特性和成膜后的孔隙特征制約著電池中鋰離子的遷移，體現在性能參數上就是離子電導率。

　　四種新型鋰電池隔膜材料介紹：

　　材料一：PMIA

　　PMIA是一種芳香族聚酰胺，在其骨架上有元苯酰胺型支鏈，具有高達400℃的熱阻，由于其阻燃性能高，應用此材料的隔膜能提高鋰電池的安全性能。此外，由于羰基基團的極性相對較高，使得隔膜在電解液中具有較高的潤濕性，從而提高了隔膜的電化學性質。使其具備商業化的前景。

　　材料二：PET

　　聚對苯二甲酸乙二酯(PET)是一種機械性能、熱力學性能、電絕緣性能均優異的材料。PET類隔膜最具代表性的產品是德國公司開發的以PET隔膜為基底，陶瓷顆粒涂覆的復合膜，其表現出優異的耐熱性能，閉孔溫度高達220℃。

　　材料三：PBO

　　新型高分子材料PBO(聚對苯撐苯并二唑)是一種具有優異力學性能、熱穩定性、阻燃性的有機纖維。其基體是一種線性鏈狀結構聚合物，在650℃以下不分解，具有超高強度和模量，是理想的耐熱和耐沖擊纖維材料。

　　材料四：PI

　　聚酰亞胺(PI)同樣是綜合性能良好的聚合物之一，具有優異的熱穩定性、較高的孔隙率，和較好的耐高溫性能，可以在-200~300℃下長期使用。由于PI極性強，對電解液潤濕性好，所制造的隔膜表現出極佳的吸液率。

　　鋰電池隔膜材料的發展前景：

　　到2020年，我國新能源汽車產銷量達200萬輛的目標，這也意味著未來兩年內，我國新能源汽車的產銷量年化增長速度將超過30%。以每輛車需要50KWh的電池，每Wh的電池需要0.01-0.02平方米的電池隔膜保守估計，2018年，僅我國新能源汽車就需要5-10億平方米的鋰電池隔膜，而到2020年則需要10-20億平方米的鋰電池隔膜，鋰電池隔膜的增長潛力驚人。

　　因隔膜的生產工藝具有較高的技術壁壘，其成本約占鋰離子電池成本的10%-20%，毛利率可達50%-60%，是四大主要材料中毛利率最高的產品，因此，鋰電池隔膜也被業內認為是鋰離子電池產業鏈中最具投資價值的行業之一。

　　展望未來，鋰電隔膜行業，隨著產能擴張，價格下行，只有通過技術革新，往高端產品去做，產能維持較高的利潤水平。另外，產能擴張，價格下漲，沒有技術實力的小公司將被市場所淘汰，剩者為王的規律也適用于鋰電隔膜行業。

　　總結：作為鋰電池的關鍵材料，電池隔膜在其中扮演著電子隔絕的作用，阻止正負極直接接觸，允許電解液中鋰離子自由通過，同時，隔膜對于保障鋰電池的安全運行也起至關重要的作用。性能優異的隔膜對提高鋰電池的綜合性能具有重要的作用。預計鋰電池隔膜行業至2020年將繼續保持30%左右復合增速。