鋰電池隔膜技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀如何？
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-10-25 08:05
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據(jù)了解，在中國(guó)相關(guān)領(lǐng)域，鋰電池四大核心材料中，正、負(fù)極材料、電解液都已實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化，唯獨(dú)隔膜仍是短板，高端隔膜目前依然大量依賴(lài)進(jìn)口。隔膜的品質(zhì)直接影響電池容量、充放電循環(huán)壽命、阻燃止爆安全性能等指標(biāo)。目前鋰電池隔膜制造工藝主要分濕法和干法。
鋰電池高端隔膜技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
據(jù)悉，隔膜是目前鋰電材料中技術(shù)壁壘最高的一種高附加值材料，約占鋰電池成本的15%，其技術(shù)難點(diǎn)在于造孔的工程技術(shù)、基體材料，以及制造設(shè)備。
鋰電池隔膜技術(shù)就是目前我國(guó)動(dòng)力電池業(yè)的一個(gè)痛點(diǎn)。在鋰離子電池材料中，正負(fù)極材料和電解液目前基本上實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化，而隔膜起步較晚，國(guó)內(nèi)企業(yè)技術(shù)成熟度不高。雖然近幾年我國(guó)鋰電池隔膜國(guó)產(chǎn)化率在不斷提升，但占據(jù)的主要是低端3C類(lèi)電池隔膜市場(chǎng)，高端隔膜國(guó)產(chǎn)化率仍然很低，高端3C類(lèi)電池以及動(dòng)力電池用隔膜依然大量依賴(lài)進(jìn)口。
眾所周知，鋰電池的結(jié)構(gòu)中，隔膜是關(guān)鍵的內(nèi)層組件之一，既要防止正、負(fù)極接觸，又要確保電解質(zhì)離子通過(guò)。因此隔膜的品質(zhì)將直接影響電池的容量、循環(huán)以及安全性能等特性，品質(zhì)優(yōu)異的隔膜對(duì)提高電池的綜合性能具有重要作用。
隔膜是目前鋰電材料中技術(shù)壁壘最高的一種高附加值材料，約占鋰電池成本的15％，其技術(shù)難點(diǎn)在于造孔的工程技術(shù)、基體材料，以及制造設(shè)備。
國(guó)內(nèi)隔膜目前普遍存在的問(wèn)題是一致性不高，主要表現(xiàn)在不規(guī)律的缺陷，孔隙率不達(dá)標(biāo)，厚度、孔隙分布以及孔徑分布不均等方面。單向拉伸的國(guó)產(chǎn)PP隔膜在孔隙率和孔徑分布方面與國(guó)外產(chǎn)品比較接近；雙向分步拉伸的PE隔膜孔隙率通常與國(guó)外產(chǎn)品相比較低，孔徑分布情況也不理想。這些問(wèn)題都是行業(yè)“受制于人”的潛在風(fēng)險(xiǎn)，如果解決不好可能會(huì)遏制我國(guó)鋰電業(yè)健康發(fā)展。
高端鋰電池隔膜技術(shù)具有相當(dāng)高的門(mén)檻，不僅要投入巨額的資金，還需要有強(qiáng)大的研發(fā)和生產(chǎn)團(tuán)隊(duì)、純熟的工藝技術(shù)和高水平的生產(chǎn)線，并且非短時(shí)間能夠突破。但是，中美貿(mào)易戰(zhàn)、中興華為事件已經(jīng)給我國(guó)制造業(yè)敲響了警鐘，對(duì)于整個(gè)動(dòng)力電池行業(yè)來(lái)說(shuō)，盡快突破鋰電池高端隔膜技術(shù)已刻不容緩。
國(guó)內(nèi)隔膜企業(yè)要想有更大的作為，必須要在基礎(chǔ)材料表面處理工藝、膠粘劑配方工藝、產(chǎn)品沖壓拉伸等涉及材料、設(shè)備和工藝控制等三大領(lǐng)域“補(bǔ)課”，此外，在隔膜產(chǎn)業(yè)鏈上游，包括國(guó)產(chǎn)涂布機(jī)等在內(nèi)核心生產(chǎn)裝備也需要迎頭趕上，盡快實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化更大突破。
鋰電池隔膜的作用
隔膜是鋰電池的關(guān)鍵組件之一，隔膜主要材質(zhì)為多孔質(zhì)的高分子膜，包括聚乙烯及聚丙烯。鋰電池用的隔膜對(duì)安全性、滲透性、孔隙度及厚度都有嚴(yán)苛的要求。
在鋰電池內(nèi)部，帶有電荷的離子，在正負(fù)極間流動(dòng)穿梭，才能形成電流，而隔膜位于電池內(nèi)部正負(fù)極之間，既要防止正、負(fù)極直接接觸，又要確保電解質(zhì)離子順利通行。鋰電池電解液猶如河流，鋰離子好比河上行駛的小船，隔膜是攔腰而建的大壩，一個(gè)個(gè)隔膜孔就像是大壩上的閘門(mén)，正常情況下，離子自由穿梭到達(dá)正負(fù)極，完成充放電的循環(huán)。
高端的隔膜一般附帶有陶瓷材料，如果電解液溫度過(guò)高，材料膨脹，孔隙會(huì)像閘門(mén)一樣關(guān)閉，切斷離子交流，從而避免鋰電池因溫度過(guò)高而起火爆炸。
