鋰電池隔膜的組成材料有哪些？為什么鋰電池隔膜產(chǎn)業(yè)競爭力弱？
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-11-16 09:28
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鋰電池隔膜的組成材料有哪些?
根據(jù)不同的物理、化學(xué)特性，鋰電池隔膜材料可以分為：織造膜、非織造膜(無紡布)、微孔膜、復(fù)合膜、隔膜紙、碾壓膜等幾類。聚烯烴材料具有優(yōu)異的力學(xué)性能、化學(xué)穩(wěn)定性和相對廉價(jià)的特點(diǎn)，因此聚乙烯、聚丙烯等聚烯烴微孔膜在鋰電池研究開發(fā)初期便被用作鋰電池隔膜。
盡管近年來有研究用其他材料制備鋰電池隔膜，如采用相轉(zhuǎn)化法以聚偏氟乙烯(PVDF)為本體聚合物制備鋰電池隔膜，研究纖維素復(fù)合膜作為鋰電池隔膜材料等。不過市場上的隔膜材料主要是以聚乙烯、聚丙烯為主的聚烯烴類隔膜，其中聚乙烯產(chǎn)品主要由濕法工藝制得，聚丙烯產(chǎn)品主要由干法工藝制得。
鋰電池隔膜產(chǎn)業(yè)競爭力弱的原因
一、我國鋰電池隔膜產(chǎn)業(yè)起步較晚
隔膜產(chǎn)業(yè)相關(guān)技術(shù)儲備不足。目前，鋰電隔膜制備工藝主要有干法單向拉伸、干法雙向拉伸和濕法工藝等3種;干法單向拉伸技術(shù)工藝及相關(guān)專利主要掌握在美國Celgard公司、日本宇部等公司手里;而濕法工藝技術(shù)及相關(guān)專利則主要掌握在日本旭化成等企業(yè)手中;雖然，星源材質(zhì)2008年自主研發(fā)成功干法單向拉伸技術(shù)并取得了相應(yīng)的專利技術(shù)，中國科學(xué)院化學(xué)所研究自主開發(fā)法雙向拉伸技術(shù)，但是技術(shù)的成熟度及相關(guān)專利數(shù)與國外相比還有一定的差距。
二、技術(shù)壁壘高
要滿足鋰電池的高工作電壓、小體積、大能量密度、高放電功率等要求，隔膜材料就必須具備優(yōu)良的與高電化學(xué)活性正負(fù)極材料的相容性、微觀孔隙結(jié)構(gòu)與孔徑分布的一致性、合適的厚度、離子透過率、孔徑和孔隙率以及足夠的化學(xué)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性和力學(xué)穩(wěn)定性等安全性能，這就需要具有高標(biāo)準(zhǔn)的隔膜產(chǎn)品原材料配方設(shè)計(jì)、微孔制備技術(shù)以及成套設(shè)備設(shè)計(jì)等能力。
目前，國產(chǎn)隔膜在上述原料配方、微孔制備工藝和成套設(shè)備設(shè)計(jì)等能力上與國外比還存在明顯差距。關(guān)鍵技術(shù)的缺失和裝備水平的不足導(dǎo)致國產(chǎn)隔膜在一致性和穩(wěn)定性等方面相對較差，這也一定程度上影響了鋰離子電池的性能。
三、人才問題
高品質(zhì)鋰電池隔膜的研發(fā)、生產(chǎn)及制造技術(shù)涉及高分子材料學(xué)、材料加工、納米技術(shù)、電化學(xué)、表面和界面學(xué)、機(jī)械設(shè)計(jì)與自動化控制技術(shù)、成套設(shè)備設(shè)計(jì)等多個學(xué)科，也需要上述多領(lǐng)域?qū)I(yè)人才的協(xié)同合作，而我國相關(guān)人才培養(yǎng)及儲備還有很大的欠缺。
四、產(chǎn)業(yè)集中度低
目前，雖然我國已經(jīng)形成了具有一定規(guī)模和技術(shù)水平的鋰電隔膜生產(chǎn)行業(yè);但是，我國鋰離子電池隔膜生產(chǎn)企業(yè)整體上規(guī)模較小、技術(shù)水平較低、市場占有率較低，這與日本旭化成、美國Celgard公司、東燃化學(xué)、韓國SKI、日本宇部等占據(jù)過半國際市場份額的國際巨頭差距明顯。當(dāng)然，經(jīng)過多年發(fā)展，我國鋰電池隔膜行業(yè)也涌現(xiàn)出了不少優(yōu)秀企業(yè)如星源材質(zhì)等，其具備自主技術(shù)，市場占有率也逐年上升，企業(yè)競爭力也逐年增強(qiáng)。
