一. 锂电池隔膜
传统锂电池由正极、负极、隔膜、电解液四大部分组成;隔膜位于正极与负极之间,通常为多孔结构绝缘薄膜。
1.1 作用
(1)物理隔离:隔绝正负极电子传导,防止短路。
(2)离子通道:为锂离子迁移提供通道;高温下闭孔或熔断,防止热失控。
1.2 分类
(1)聚烯烃类隔膜:占比90%以上,如PE隔膜(湿法工艺、性能占优)、PP隔膜(干法工艺,成本占优)。
(2)非聚烯烃类隔膜:纤维素隔膜、芳纶隔膜等。
二. 固态电池隔膜:骨架膜
固态电池以固态电解质替代电解液,其兼具离子传导与电极隔离功能,理论上无需传统隔膜。
实际应用中,隔膜发生功能转变:骨架膜作为固态电解质的基底骨架,从离子通道转向结构支撑、界面优化平台。
2.1 功能
(1)机械支撑:固态电解质多为脆性材料,骨架膜的三维结构可提供柔性支撑。
(2)优化界面接触:通过隔膜改性,降低固-固界面阻抗。
(3)抑制锂枝晶生长:采用高弹性模量隔膜,可物理阻挡锂枝晶穿透。
2.2 分类
(1)陶瓷隔膜:由氧化铝、氧化锆等陶瓷材料组成,兼具耐高温、抗穿刺和高孔隙率;产业化进程更快,与现有工艺兼容性高。
案例:QuantumScape采用陶瓷膜Cobra用于锂金属固态电池。
(2)聚合物骨架膜:由聚酰亚胺(PI)、芳纶等材质组成,柔韧性及机械强度高,可改善硅基负极膨胀问题。
案例:丰田全固态电池使用芳纶骨架膜作为硫化物电解质膜。
三. 国内布局厂商
恩捷股份:锂电池隔膜全球龙头,陶瓷涂层与硫化物固态电解质膜已小批量供货。
星源材质:锂电池隔膜厂商,已发布多款聚合物电解质隔膜和刚性骨架产品。
佛塑科技:拟收购金力股份,已获深交所受理;金力股份主营湿法隔膜,布局凝胶电解质涂层隔膜等技术。