電動汽車中動力電池使用的鋰離子電池四大關鍵材料為 “正極、負極、隔膜、電解液”，其中隔膜技術壁壘最高。隔膜是鋰離子電池關鍵的內層組件之一，其性能決定了電池的界面結構、內阻等，能夠直接影響到電池的容量、循環(huán)以及安全性能等特性，性能優(yōu)異的隔膜對提高電池的綜合性能具有重要的作用。鋰離子電池隔膜具有大量曲折貫通的微孔，能夠保證電解質離子自由通過形成充放電回路；而在電池過度充電或者溫度升高時，隔膜通過閉孔功能將電池的正極和負極分開以防止其直接接觸而短路，達到阻隔電流傳導，防止電池過熱甚至爆炸的作用。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。

 

由于鋰離子電池隔膜性能的優(yōu)劣決定著鋰離子電池的容量、循環(huán)性能、充放 電電流密度等關鍵特性，要求隔膜需具有合適的厚度、離子透過率、孔徑和孔隙 率及足夠的化學穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性和力學穩(wěn)定性及安全性等性能。具體如

在電動汽車提高續(xù)航里程的需求，三元材料成為鋰離子電池正極材料的發(fā)展方向。相比之前較為常用的磷酸鐵鋰正極材料，三元材料有著電壓高（3.7V），振實密度（2.0-2.3g/cm3）較大等優(yōu)勢。對于正極材料而言，Ni（鎳）元素的存在有利于提升正極材料的可逆嵌鋰容量，從而提升電池的能量密度；但是過多的Ni元素容易進入Li層阻礙鋰離子的擴散，容量減少，提供能量少。而Co（鈷）元素的存在利于穩(wěn)定層狀結構，提高材料電導率，可以改善放電循環(huán)性能；Mn（錳）元素主要可以提供安全性和穩(wěn)定性。相對而言，Co價格貴，成本較磷酸鐵鋰貴。

 

由于采用高能量密度的三元材料，這勢必意味著更高的鎳含量，此時材料熱分解溫度會逐漸降低，且低于競爭對手磷酸鐵鋰材料。NCM大約在200度開始失控分解，并釋放出氧氣，導致電解液劇烈燃燒、隔膜融化甚至電池爆炸。電池過充和擠壓測試也顯示，三元材料電池相對于磷酸鐵鋰在短時間內會發(fā)生更嚴重的結果，隔膜容易因過充時金屬鋰在負極表面沉積形成鋰枝晶遭受穿刺或在撞擊下經受高溫而融化，帶來電池短路乃至其他安全風險。

 

濕法隔膜在厚度上可達5-7μm，符合鋰電池高能量、輕量化發(fā)展趨勢。但對于高能量密度的動力電池來說，厚度太低的薄膜會帶來更高的安全風險。經涂覆后，薄膜的穿刺強度、和耐熱性都有顯著改善，破膜溫度從120°C提升至160°C 乃至400°C，熱收縮率從120°C的3.4%以上提升至130°C的2%乃至150度的3%以內，從而緩解動力電池快充放熱，隔膜熱收縮造成電池正負極接觸、燃燒、爆炸的安全問題。

 

涂覆后的濕法隔膜大大提高了隔膜的穿刺強度，提高電池安全性，亦使薄膜顯示出更好的電解液親潤性，吸液率從116%提升至190%以上，促進電池循環(huán)性能，大幅度提高了電池使用壽命。綜合來看，濕法涂覆隔膜相對于干法隔膜，具有更好的孔徑均勻度、孔隙率和透氣度。相對于濕法隔膜，顯著提升了其熱穩(wěn)定性、穿刺強度和熱穩(wěn)定性，是綜合性能與安全性的新型隔膜材料，成為三元材料電池隔膜的不二之選。

 

就工藝本身來看，干法隔膜和濕法隔膜各有優(yōu)缺點，干法隔膜在生產工藝、成本、環(huán)保經濟等方面具有較大優(yōu)勢，濕法隔膜則具有短路率低、孔隙率和透氣性可控范圍大等優(yōu)點。

 

從目前市場的應用來看，從全球鋰電池企業(yè)的選擇來看，干法隔膜和濕法隔膜并存。不過，近年來隨著三元鋰電池占比的提高，濕法隔膜產量的占比也穩(wěn)步提升。最新數據顯示，2017年，國內濕法隔膜產量達到8．06億平方米，占比56％，份額超過干法隔膜。鑒于干法隔膜和濕法隔膜各自的特點，濕法隔膜未來需求將會逐步擴大，但短時間內并不會完全替代干法隔膜。