一. 锂电池隔膜
锂电池由正极、负极、隔膜、电解液四大部分组成;隔膜位于正负极之间,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:通过微孔结构为锂离子迁移提供通道。
(3)安全防护:高温下闭孔或熔断,阻断电流,防止热失控。
1.2 性能指标
(1)孔隙率:微孔数量和分布决定锂离子传输效率。
(2)机械强度:抗穿刺强度(抵御电极毛刺穿刺)、拉伸强度。
1.3 分类
(1)聚烯烃类隔膜:占比90%以上,如PE、PP、PP/PE复合隔膜。
(2)非聚烯烃类隔膜:纤维素隔膜、芳纶隔膜等。
1.4 工艺
(1)干法(拉伸法):通过拉伸产生微孔,耐温性好、机械强度高、成本低,但孔隙率较低;适用于PP隔膜。
(2)湿法(相分离法):通过溶剂萃取形成微孔,厚度薄、孔隙率高,但成本较高;适用于PE隔膜。
1.5 涂覆隔膜
涂覆隔膜是在干法/湿法基膜表面涂覆功能性材料,弥补基膜在热稳定性、耐穿刺性等方面的不足,是高端动力电池隔膜的主流产品形态。
(1)无机涂覆:如氧化铝、勃母石等陶瓷颗粒,提升热稳定性和离子传导率。
(2)有机涂覆:如PVDF、PI等聚合物,提升粘结性和电化学性能。
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基底,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,降低界面阻抗。
(3)抑制锂枝晶生长:采用高弹性模量隔膜,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;与现有工艺兼容,产业化进程更快。
(2)聚合物骨架膜:由PI、芳纶等材料组成,柔韧性及机械强度高,可改善硅基负极膨胀问题。
三. 国内供应格局
恩捷股份:全球湿法隔膜龙头,陶瓷涂层与硫化物固态电解质膜已小批量供货。
星源材质:国内干法隔膜龙头,已发布聚合物电解质隔膜和刚性骨架产品。
璞泰来:主营锂电池材料,包括负极材料、涂覆隔膜、PVDF、铝塑膜、复合集流体等。
中材科技:玻璃纤维、风电叶片、锂电隔膜三大产业;湿法隔膜产能国内第二。