锂电池隔膜材料及发展前景

锂电池生产材料主要包括正极、负极、电极液及隔膜。锂电池隔膜是锂离子电池生产的关键材料之一，乃至其产业链的重要组成部分。在锂电池的结构中，隔膜是关键的内层组件之一。隔膜的性能会直接影响到锂电池循环、容量以及安全性能等特性，对于电池的综合性能也有重大的影响。那么，锂电池隔膜是什么材料呢？本文小编就来详细说说。

锂电池隔膜是什么材料？

锂电池隔膜的主要作用是使电池的正、负极分隔开来，防止两极接触而短路，此外还具有能使电解质离子通过的功能。隔膜材质是不导电的，其物理化学性质对电池的性能有很大的影响。电池的种类不同，采用的隔膜也不同。对于锂电池系列，由于电解液为有机溶剂体系，因而需要有耐有机溶剂的隔膜材料，一般采用高强度薄膜化的聚烯烃多孔膜。

主要的锂电池隔膜材料产品有单层PP、单层PE、PP+陶瓷涂覆、PE+陶瓷涂覆、双层PP/PE、双层PP/PP和三层PP/PE/PP等，其中前两类产品主要用于3C小电池领域，后几类产品主要用于动力锂电池领域。在动力锂电池用隔膜材料产品中，双层PP/PP隔膜材料主要由中国企业生产，在中国大陆使用，这主要是因为目前阶段还没有中国企业能将PP与PE制成双层复合膜的技术和能力。而全球汽车动力锂电池使用的隔膜以三层PP/PE/PP、双层PP/PE以及PP+陶瓷涂覆、PE+陶瓷涂覆等隔膜材料产品为主。

锂电池隔膜材料作用有哪些？

一、给电池提供安全保障

隔膜材料首先必须具备良好的绝缘性，以防止正负极接触短路或是被毛刺、颗粒、枝晶刺穿而出现的短路，因此，隔膜需要具有一定的拉伸、穿刺强度，不易撕裂，并在突发的高温条件下基本保持尺寸的稳定，不会熔缩导致电池的大面积短路和热失控。

二、锂电池提供实现充放电功能、倍率性能的微孔通道

因此，隔膜必须是具有较高孔隙率而且微孔分布均匀的薄膜。材料本身的特性和成膜后的孔隙特征制约着电池中锂离子的迁移，体现在性能参数上就是离子电导率。

四种新型锂电池隔膜材料介绍：

材料一：PMIA

PMIA是一种芳香族聚酰胺，在其骨架上有元苯酰胺型支链，具有高达400℃的热阻，由于其阻燃性能高，应用此材料的隔膜能提高锂电池的安全性能。此外，由于羰基基团的极性相对较高，使得隔膜在电解液中具有较高的润湿性，从而提高了隔膜的电化学性质。使其具备商业化的前景。

材料二：PET

聚对苯二甲酸乙二酯(PET)是一种机械性能、热力学性能、电绝缘性能均优异的材料。PET类隔膜最具代表性的产品是德国公司开发的以PET隔膜为基底，陶瓷颗粒涂覆的复合膜，其表现出优异的耐热性能，闭孔温度高达220℃。

材料三：PBO

新型高分子材料PBO(聚对苯撑苯并二唑)是一种具有优异力学性能、热稳定性、阻燃性的有机纤维。其基体是一种线性链状结构聚合物，在650℃以下不分解，具有超高强度和模量，是理想的耐热和耐冲击纤维材料。

材料四：PI

聚酰亚胺(PI)同样是综合性能良好的聚合物之一，具有优异的热稳定性、较高的孔隙率，和较好的耐高温性能，可以在-200~300℃下长期使用。由于PI极性强，对电解液润湿性好，所制造的隔膜表现出极佳的吸液率。

锂电池隔膜材料的发展前景：

到2020年，我国新能源汽车产销量达200万辆的目标，这也意味着未来两年内，我国新能源汽车的产销量年化增长速度将超过30%。以每辆车需要50KWh的电池，每Wh的电池需要0.01-0.02平方米的电池隔膜保守估计，2018年，仅我国新能源汽车就需要5-10亿平方米的锂电池隔膜，而到2020年则需要10-20亿平方米的锂电池隔膜，锂电池隔膜的增长潜力惊人。

因隔膜的生产工艺具有较高的技术壁垒，其成本约占锂离子电池成本的10%-20%，毛利率可达50%-60%，是四大主要材料中毛利率最高的产品，因此，锂电池隔膜也被业内认为是锂离子电池产业链中最具投资价值的行业之一。

展望未来，锂电隔膜行业，随着产能扩张，价格下行，只有通过技术革新，往高端产品去做，产能维持较高的利润水平。另外，产能扩张，价格下涨，没有技术实力的小公司将被市场所淘汰，剩者为王的规律也适用于锂电隔膜行业。

总结：作为锂电池的关键材料，电池隔膜在其中扮演着电子隔绝的作用，阻止正负极直接接触，允许电解液中锂离子自由通过，同时，隔膜对于保障锂电池的安全运行也起至关重要的作用。性能优异的隔膜对提高锂电池的综合性能具有重要的作用。预计锂电池隔膜行业至2020年将继续保持30%左右复合增速。