濕法隔膜整體性能優(yōu)于干法隔膜

 

隔膜產(chǎn)品的性能受基體材料和制作工藝共同影響。隔膜的穩(wěn)定性、一致性、安全性對(duì)于鋰電池的放電倍率、能量密度、循環(huán)壽命、安全性有著決定性影響。相比于干法隔膜，濕法隔膜在厚度均勻性、力學(xué)性能（拉伸強(qiáng)度、抗穿刺強(qiáng)度）、透氣性能、理化性能（潤(rùn)濕性、化學(xué)穩(wěn)定性、安全性）等材料性質(zhì)方面均更為優(yōu)良，有利于電解液的吸液保液并改善電池的充放電及循環(huán)能力，適合做高容量電池。從產(chǎn)品力的角度來(lái)說(shuō)濕法隔膜綜合性能強(qiáng)于干法隔膜。

 

 

 

濕法隔膜同樣存在缺點(diǎn)，除因受限于基體材料導(dǎo)致熱穩(wěn)定性較差外多為非產(chǎn)品因素，如需要大量的溶劑，易造成環(huán)境污染；與干法工藝相比設(shè)備復(fù)雜、投資較大、周期長(zhǎng)、成本高、能耗大、生產(chǎn)難度大、生產(chǎn)效率較低等。在濕法隔膜中，雙向同步拉伸技術(shù)可在橫、縱兩個(gè)方向同時(shí)取向，免除了單獨(dú)進(jìn)行縱向拉伸的過(guò)程，增強(qiáng)了隔膜厚度均勻性，產(chǎn)品透明度高、無(wú)劃傷、光學(xué)性能及表面性能優(yōu)異，是綜合性能最好的隔膜，在隔膜高端市場(chǎng)中占據(jù)著重要的地位，也是現(xiàn)階段市場(chǎng)表現(xiàn)最好的鋰電池隔膜。

 

從產(chǎn)品性能來(lái)說(shuō)，相比干法隔膜，濕法隔膜在力學(xué)性能、透氣性能、理化性能均具有一定優(yōu)勢(shì)，通過(guò)在基膜上涂布陶瓷氧化鋁、PVDF、芳綸等膠黏劑，能夠大幅提高隔膜的熱穩(wěn)定性、降低高溫收縮率、避免隔膜大幅收縮造成的極片外露，彌補(bǔ)了唯一的熱穩(wěn)定性短板，產(chǎn)品性能已全面領(lǐng)先干法薄膜。

 

陶瓷涂覆隔膜

 

陶瓷顆粒涂覆隔膜以基膜為基體，表面涂覆一層Al2O3、SiO2、Mg(OH)2或其他耐熱性優(yōu)良的無(wú)機(jī)物陶瓷顆粒，經(jīng)特殊工藝處理后與基體緊密粘結(jié)在一起，穩(wěn)定結(jié)合有機(jī)物的柔性以及無(wú)機(jī)物的熱穩(wěn)定性，提高隔膜的耐高溫、耐熱收縮性能和穿刺強(qiáng)度，進(jìn)而提高電池的安全性能。據(jù)了解，陶瓷復(fù)合層一方面可以解決PP、PE隔膜熱收縮導(dǎo)致的熱失控從而造成電池燃燒、爆炸的安全問(wèn)題；另一方面，陶瓷復(fù)合隔膜與電解液和正負(fù)極材料有良好的浸潤(rùn)和吸液保液的能力，大幅度提高了電池的使用壽命。此外，陶瓷涂覆隔膜還能中和電解液中少量的氫氟酸，防止電池氣脹。

 

PVDF涂覆隔膜

 

PVDF即聚偏氟乙烯，是一種白色粉末狀結(jié)晶性聚合物，熔點(diǎn)170℃，熱分解溫度316℃以上，長(zhǎng)期使用溫度-40～150℃，具有優(yōu)良的耐化學(xué)腐蝕性、耐高溫色變性、耐氧化性、耐磨性、柔韌性以及很高的抗?jié)q強(qiáng)度和耐沖擊性強(qiáng)度。PVDF涂覆隔膜具有低內(nèi)阻、高（厚度/空隙率）均一性、力學(xué)性能好、化學(xué)與電化學(xué)穩(wěn)定性好等特點(diǎn)。由于納米纖維涂層的存在，該新型隔膜對(duì)鋰電池電極具有比普通電池隔膜更好的兼容性和粘合性，能大幅度提高電池的耐高溫性能和安全性。此外，該新型隔膜對(duì)液體電解質(zhì)的吸收性好，具有良好的浸潤(rùn)和吸液保液的能力，延長(zhǎng)電池循環(huán)壽命，增加電池的大倍率放電性能，使電池的輸出能力提升20%，特別適用于高端儲(chǔ)能電池、汽車(chē)動(dòng)力電池。

 

芳綸涂覆隔膜

 

芳綸纖維作為一種高性能纖維，具有可耐受400℃以上高溫的耐熱性和卓越的防火阻燃性，可有效防止面料遇熱融化。涂覆使用高耐熱性芳綸樹(shù)脂進(jìn)行復(fù)合處理而得到的涂層，一方面能使隔膜耐熱性能大幅提升，實(shí)現(xiàn)閉孔特性和耐熱性能的全面兼?zhèn)洌涣硪环矫嬗捎诜季]樹(shù)脂對(duì)電解液具有高親和性，使隔膜具有良好的浸潤(rùn)和吸液保液的能力，而這種優(yōu)秀的高浸潤(rùn)性可以延長(zhǎng)電池的循環(huán)壽命。此外，芳綸樹(shù)脂加上填充物，可以提高隔膜的抗氧化性，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)高電位化，從而提高能量密度。

 

 

 

鋰離子電池隔膜發(fā)展趨勢(shì)

 

膜厚度

 

數(shù)碼電池隔膜越來(lái)越??；動(dòng)力電池隔膜厚度達(dá)到40μm。

 

電池結(jié)構(gòu)

 

聚合物電解質(zhì)的固態(tài)電池，具有電解質(zhì)和隔膜的雙重作用，未來(lái)作為移動(dòng)設(shè)備的重點(diǎn)使用；隔膜材料為聚偏氟乙烯-六氟丙烯。

 

多層膜

 

結(jié)合了干法膜熔斷溫度高和濕法膜閉孔溫度低的特點(diǎn)；PP／PE 雙層和PP／PE／PP 3 層隔膜。

 

改良膜

 

表面接枝親水性單體或改變電解質(zhì)中的有機(jī)溶劑等，改善PE 和PP 隔膜對(duì)電解質(zhì)的親和性；進(jìn)行PVDF 涂覆表面處理，提高膜強(qiáng)度，降低隔膜的厚度

 

新穎隔膜

 

高孔隙率納米纖維隔膜，把納米絲噴涂在靜電紡布上；Separion 隔膜，在纖維素?zé)o紡布上復(fù)合Al2O3 或其他無(wú)機(jī)物，提高熱穩(wěn)定性。