鋰電池隔膜技術發(fā)展路線和行業(yè)發(fā)展趨勢
來源：寶鄂實業(yè)
2019-12-15 20:36
點擊量：次
鋰電分離器技術發(fā)展路線及行業(yè)發(fā)展趨勢。鋰電池隔膜技術是我國動力電池行業(yè)的痛點。隔膜作為鋰電池的四種主要材料之一，直接影響電池的安全性，其孔隙率、厚度、吸水性和靜電值直接影響電池的電性能。隔膜是鋰電池材料中技術壁壘最高的一種高附加值材料，約占鋰電池成本的15%。
鋰電池隔膜。JPG
鋰電分離器技術的發(fā)展路線
目前，鋰分離器的工業(yè)化制造技術主要有濕法、干法、半干法和無紡布法四種。鋰電分離器的技術路線主要分為干法和濕法兩種。干法成本低，但不適用于高比能電池。濕法較薄，能滿足動力電池高比能的要求，但成本較高。
高端鋰電池隔膜技術有很高的門檻，不僅要投入巨額資金，還需要有強大的研發(fā)和生產團隊，熟練的技術和高水平的生產線，并在短時間內突破。然而，中美貿易戰(zhàn)和中興、華為事件為中國制造業(yè)敲響了警鐘。對于整個動力電池行業(yè)而言，盡快突破高端的鋰電池分離技術是當務之急。
干法工藝(Dry)主要用于制造聚丙烯(PP)膜。干法工藝主要包括吹膜+單向拉伸、鑄膜+單向拉伸和雙向拉伸三種工藝。相對而言，干法工藝比濕法工藝簡單，設備成本低，生產效率低。
涂膜(或復合膜)是膜片應用發(fā)展的重點，使用涂膜表面能帶來明顯的效益，首先是提高了膜片的熱穩(wěn)定性;二是改善膜對電解液的滲透，有利于降低鋰電池的內阻，提高放電功率;防止或降低膜的氧化，有利于高壓正極的工作，延長電池的使用壽命。涂層材料主要包括:氧化鋁、bomite、PVDF、PVDF+HFP、納米復合材料、芳綸等。
未來發(fā)展方向:薄膜。隨著鋰電池功率比的快速提高，開始使用16微米、12微米甚至8微米的膜，濕法膜已經能夠滿足要求。隨著新能源汽車補貼的減少和干膜技術的逐步完善，干膜在三聯電池中的比例逐漸增加。
鋰電分離器技術的發(fā)展趨勢
動力電池的發(fā)展為隔膜的發(fā)展指明了方向，提出了具體的要求。動力電池的發(fā)展由三部分組成:提高能量密度、保證安全性和降低成本。單體比能可達300Wh/kg以上，體系比能可達260Wh/kg，成本可降至1元/Wh以下。相應地，對隔膜的要求也有兩個方面:更高的安全性，更有利于電池的性能。
一種是基于PE和PP薄膜的陶瓷涂層。陶瓷涂層PE復合膜片的安全使用溫度可提高到150~160℃，而陶瓷涂層PP復合膜片的安全使用溫度可提高到180~200℃。陶瓷涂層提高了隔膜的安全性，但主要的副作用是增加了重量，增加了成本，增加了電池的內阻。
另一種是基于PE和PP膜的聚合物涂層，或者是陶瓷和兩側聚合物的不對稱涂層。不同類型的聚合物會影響復合膜的性能。
三是無紡布與陶瓷顆粒的復合膜。如采用PET無紡布，復合膜的安全使用溫度可達250℃左右。
四是采用耐高溫高分子材料和新型膜技術生產高安全膜，如聚酰亞胺(PI)膜。PI膜的安全操作溫度可達300℃。
