锂电池隔膜材料(锂电池合集 第2课)

1.基础知识

1.1 隔膜(Separator)：隔膜是关键的内层结构之一，主要作用是:

（1）使电池正负极分隔，防止两极接触短路;

（2）具有离子通过的功能:

（3）电池过热，通过闭孔功能阻隔电池中电流传导.

1.2 隔膜种类(Separator classification)

a.根据不同物理、化学特性，锂电池隔膜材料可以分为:织造膜、非织造膜(无纺布)、微孔膜、复合膜、隔膜纸、碾压膜等几类;

b. 根据所用材料可分为:PE、PP、PI、PVDF等:

c.PEO+LiPF6组合作为凝胶电解质同时发挥电解液和电池隔膜的作用-纯固态聚合物鲤离子电池。

1.3 隔膜性能指标

1.4 制备工艺

a.共同点:取向步骤，使薄膜产生空隙并提高拉升强度。

b.不同点:成孔机理不同。

1.4.1 干法工艺

1.4.2 湿法工艺

隔膜使用过程问题

1.分切时隔膜断带---隔膜强度均一性差

2.卷绕时隔膜跑偏---隔膜厚度不均匀

3.干法隔膜卷绕时抽丝、横向撕裂---工艺特性

2.隔膜行业背景

佛山金辉、星源材质、日本宇部、韩国SKI、日本东燃、美国Celgard、日本旭化成、中科科技

2.1 四大壁垒

1.一般商业化生产的锂电池隔膜，都是用 PP树脂或者PE 树脂生产的。但是，采用不同的添加剂会对隔膜最终的性质起到巨大的影响:全球仅有旭化成、CELGARD和东丽具有独立的高分子实验室，拥有自己的专料。

2.工艺 干法:物理拉伸，结晶和淬取； 湿法:相位分离

3.隔膜设备的应用需要和工艺配套，也就是说，要先有工艺再订制设备。由于湿法设备要求的高精度，生产难度远高一般的薄膜设备。目前全球湿法隔膜设备最为精良的是日本的东芝。

4.隔膜对于电芯的安全性能尤为重要,所以电芯企业对更换隔膜会非常慎重，一般电芯厂商更换隔膜的周期需要2-3年

2.2 主流

干法的工艺简单，设备投入小，技术难度相对也较低。从产量上看，国内还是以干法为主。

我国干法隔膜与国际隔膜的差距较小，而湿法目前差别较大。从SEM 图片上隔膜的成孔均匀性上看，目前国内干法隔膜距国外水平已经愈发接近，而湿法隔膜还有明显的差距。

隔膜的突破，将从干法开始;进入的市场，是中高端的动力电芯和使用干法隔膜的消费电芯厂商。而近年湿法隔膜陆续投产，尤其是国外设备的引进，将带动湿法加速发展。

3.技术路线