锂离子电池隔膜的研究及发展现状
锂离子电池隔膜
功能性隔膜开发
针对特定应用场景，开发 具有自关闭、耐高温、耐 高压等功能的特殊隔膜。
前景预测
随着新能源汽车市场的持 续增长和储能领域的快速 发展，锂离子电池隔膜市 场需求将持续旺盛。同时 ，技术创新将推动隔膜产 品不断升级，提高电池性 能和安全性。
政策法规影响因素分析
环保政策
随着全球环保意识的提高，各国政府将加强对电池生产和 使用环节的环保监管，对隔膜材料的环保性能提出更高要 求。
产品特点
不同厂商的锂离子电池隔膜产品具有各自的特点。例如，日本厂商的产品在品质和性能方面具有较高的水平，但 价格相对较高；韩国厂商的产品则具有较高的性价比；中国厂商的产品在价格方面具有优势，但在品质和性能方 面仍有提升空间。
竞争格局与发展趋势
竞争格局
当前，锂离子电池隔膜市场呈现出寡头竞争的格局。 日本、韩国和中国等国家的主要厂商占据了市场的大 部分份额，其他小型厂商则主要在中低端市场进行竞 争。
锂离子电池隔膜
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目 录
• 锂离子电池隔膜概述 • 锂离子电池隔膜结构与性能 • 锂离子电池隔膜制备技术 • 锂离子电池隔膜应用领域 • 锂离子电池隔膜市场现状与竞争
格局 • 锂离子电池隔膜未来发展趋势与
挑战
01
锂离子电池隔膜概述
定义与作用
定义
锂离子电池隔膜是锂电池的关键 内层组件之一，置于电池正负极 之间，具有选择性透过离子的功 能。
能源政策
各国政府为推动新能源产业发展，将出台一系列扶持政策， 包括税收优惠、补贴等，降低锂离子电池成本，间接推动 隔膜市场发展。
安全标准
针对锂离子电池安全事故频发的问题，政府将制定更为严 格的安全标准，要求隔膜具有更高的热稳定性和机械强度。
锂电池隔膜的研究与进展
锂电池隔膜的研究与进展摘要:隔膜位于正极与负极之间，当电池工作时其应具有以下作用（1）隔离正负极，防止电极活性物质接触引起短路;（2）具有较好的持液能力，电化学反应时，形成离子通道。
本文以化学和材料结构为类别，综述了不同种类锂电池隔膜的制备方法和研究现状，并对隔膜未来的发展趋势做了展望。
关键词: 锂电池、隔膜、微孔膜、无纺布、无机复合膜。
在锂离子电池正极与负极之间有一层膜材料，通常称为隔膜，它是锂离子电池的重要组成部分。
隔膜应具有两种基本功能：隔离正负电极，防止电池内短路。
能被电解液润湿形成离子迁移的通道。
在实际应用还应具备以下特征[1-4]：(1)电子的绝缘性；（2）高的电导率；（3）好的机械性能，可以进行机械制造处理；（4）厚度均匀；（5）受热时尺寸稳定变形量要小。
电池隔膜根据结构和组成可以分为不同的类型，目前比较常见的主要三种[1-4]（1）多孔聚合物膜。
是指通过机械方法、热致相分离法、浸没沉淀法等方法制备的孔均匀分布的膜。
（2）无纺布隔膜。
由定向的或随机的纤维而构成，通常会将其与有机物或陶瓷凝胶复合，以期得到具有优良化学与物理性质的隔膜。
（3）无机复合膜。
多采用无机纳米颗粒与高聚物复合得到。
本文针对锂电池性能和安全性对隔膜孔隙率、浸润性、热安全温度等方面的要求,对隔膜的制备改性方法进行了比较详细的评述与比较,以期为相关领域的研究者提供可借鉴的资料。
1 多孔聚合物膜1.1 PE/PP微孔膜PE与PP微孔膜的制备常采用的方法有两种，干法（熔融挤出法)和湿法( 热致相分离法)。
干法制备的原理是采用熔融挤出制备出低结晶度高取向的聚烯烃隔膜，经过高温退火处理提高结晶度、低温拉伸形成缺陷、高温拉伸将缺陷放大，最终形成具有多孔性的隔膜［5］。
湿法是将液态烃或小分子物质与聚烯烃树脂的共混物，经过加热熔融共混、降温发生相分离、双向拉伸制成薄膜、用易挥发物质萃取溶剂，从而制备出具备相互贯通的微孔膜[6]。
商用隔膜多为PE、PP单层膜，PE/PP双层膜，PP/PE/PP 三层隔膜（见图1）。
锂离子电池技术的发展现状与趋势
锂离子电池技术的发展现状与趋势随着人们对新能源的需求日益增加，锂离子电池成为了最为优秀的储能设备之一，被广泛应用于电动汽车、手机、笔记本电脑等便携式电子设备以及储能领域。
在应用广泛的背后，锂离子电池的技术发展也经历了数十年的演进。
在本文中，我们将探讨锂离子电池技术的发展现状与趋势。
一、锂离子电池的基础原理锂离子电池由正极、负极、隔膜和电解液四部分组成。
正极材料最初采用的是锂钴酸，然而它的成本高、资源紧缺、对环境有害，很快就被淘汰。
现在的正极材料主要是钴酸锂、镍钴锰三元材料、磷酸铁锂等。
负极材料采用石墨，电解液大多数为碳酸盐或者磷酸盐体系。
锂离子电池的工作原理是，在充放电过程中，锂离子在正负极之间穿梭，通过电解液进行传输，从而实现电能的储存和释放。
二、锂离子电池技术的演进锂离子电池技术自20世纪初开始发展，经历了数十年的演进，一共经历了三个重要的演进阶段。
（1）第一阶段：斜坡期（1991-2002年）锂离子电池技术最初出现是在20世纪80年代。
在90年代初，Sony公司在商业上成功推出锂离子电池，并逐渐开始大规模应用于电子设备领域。
由于这一阶段的技术亟待发展，刚开始的锂离子电池产品的性能不太理想，特别是容量较低、寿命较短、安全性较差等缺陷，这也叫做锂离子电池的“斜坡期”。
（2）第二阶段：平台期（2002-2015年）随着锂离子电池技术的发展，它的容量、寿命和安全性逐渐提升，进入了平台期。
在2005年左右，由于小家电、电动自行车等市场份额的争夺，很多锂离子电池企业纷纷涌现。
同期，国内外各大企业开始着力研发纳米材料、新型电解液等新技术，以提升锂离子电池的性能。
到了2015年时，锂离子电池已经达到了一个新的高度，日渐成为各种电子装置和电动车领域的主流。
（3）第三阶段：变革期（2015年至今）近年来，随着新能源汽车、智能电网、储能设备等领域的迅猛发展，锂离子电池的应用需求也日益增加，手机和笔记本等消费电子市场容量性增长放缓。
锂离子电池隔膜的市场与技术发展
界 面 结 构 、 内 阻 等 ，直 接 影 响 电池 的 容 量 、循 环 以及 安 全 性 能等 特 性 ，性
２０ ０ ４年 进 行 中试 及 生 产 ，２ ０ ０ ５年 底 开始 有 产 品在 市 场上 销 售 。 （） 湿法 工 艺 ２
（） 干 法 工 艺 １
收稿 日期 ：２ １ ０ —１ ，０ １ ０ — ０（ 回） ０ 卜 ６ ０２１— ８ ２ 修
为 主 ，包 括 单 层 Ｐ Ｅ， 单层 Ｐ Ｐ，三 层
Ｐ／ＥＰ Ｐ Ｐ ／ Ｐ复 合 膜 。 现有 的 聚烯 烃 隔 膜生 产工艺分 为干法 和湿 法两大 类 ， 同 时干 法 又 可 细 分 为 单 向拉 伸 工 艺 和
双 向拉 伸 工艺 。
液） 之一 。 隔膜 的性 能决 定 了 电池 的
退 火 获 得 高 结 晶度 的 取 向薄 膜 。这 种 薄 膜 先 在 低 温 下 进 行 拉 伸 形 成 银 纹 等 微 缺 陷 ，然 后 高 温 下 使 缺 陷 拉 开 ，形 成 微 孔 。该 工 艺 经 过 多 年 的 发展 在 美
锂离子电池隔膜现状及发展趋势
性 ， 且 具 有 高 温 自 闭 性 能 ， 够 而 能 加 强 电池 日常 使 用 的 安 全 性 。 聚 以
乙烯（ Ｅ） 聚丙烯（ Ｐ 为主 的聚 Ｐ 和 Ｐ ） 烯烃 ， 分单层Ｐ 、 Ｐ 单层Ｐ 以及 ３ Ｅ， 层
的Ｐ ／ Ｅ Ｐ 。 厚度 一般 在 １ Ｐ Ｐ ／ Ｐ膜 ０～
徐 京生 中国化工经济技术发展中心副总工程师 ， 教授级高工 ， 享受国
务院特殊津贴 ， 兼任 全国精细化工 原料及中间体 行业协作组副理事长 、 北京科技咨询业协会理事 、 中国科技情报信 息协 会信 息咨询分会理事 、 《 精细 化工原料及 中问体》 编委会主任 、 国家发改委产业政策 司顾 问、 中 国 国际 工程咨询 公司特聘 专家 ，０ ７ ２ ０ 年起 聘为联合 国工业发展组 织中 国投 资促 进处 顾问和 绿色 产业专 家委 员会 委员 。 长期从 事有 机原料 、 精细化 工和新材 料的信息研 究与咨询工作 。 表过多篇文章 ， 发 著作 ， 并 组织编 写若干书籍和资料 。 研究成果 于 １ ９ 年和 １ ９年 获中国化工部 ９４ ９８ 科技 进步二等 奖和三等 奖 ；９ ４ １ ８ 年获 １ ８ － ９ ４ 度化学工 业部科技 ９ １ １８ 年 情报 成果二等奖 ；９ ８ １ ９ 年获 １９ 年 度化工 系统 优秀信 息成 果二等奖 ； ９８ ２ ０ 年获 ２ ０４ 项化工 系统优秀信息成果一等奖 。
１ 锂离子电池隔膜制造方法 ．
隔膜材料主要为多孔性聚烯烃。 制 备方法主要有干法和湿法 ２ 。 目的 种 ２ 者
均在于提高 隔膜 的孔隙率和强度 等性
厚 度均 匀性 。 中横 向厚度 均 匀性尤 其
为重要， 一般要求控制在±１ ｍ以内。
（ 力 学性 能 ２ ）
锂离子电池隔膜
主要应用领域
电动汽车
锂离子电池隔膜在电动汽车领域的应用最为广泛，主要作为电池组件的核心材料之一，用于隔开正负极材料，防止短 路和电池爆炸等安全问题。
储能领域
储能领域是锂离子电池隔膜的另一个重要应用领域，主要涉及电力、通信、智能电网等领域。在这些领域中，锂离子 电池隔膜用于储存电能，并在需要时释放出来。
产品特点
干法工艺制备的隔膜具有机械强度高、耐高温、热稳定性好等优点，同 时干法工艺可以生产出厚度较大的隔膜，适用于高功率密度的锂离子电 池。
工艺比较与优化
生产成本
湿法工艺使用的是水溶剂，生产成本较低；而干法工艺使用的是有机溶剂，生产成本较高。因此，在考虑生产成 本的前提下，湿法工艺更具优势。
产品性能
市场竞争
随着市场规模的不断扩大，锂离子电池隔膜领域的竞争也 越来越激烈。新进入者和现有企业之间的竞争将进一步加 剧。因此，企业需要不断提高产品质量和服务水平，加强 品牌建设和市场推广，以保持竞争优势。
05
锂离子电池隔膜的环保与可持续发展
生产过程中的环保要求
02
01
03
原材料选择
使用环保材料，如可再生资源，减少对环境的破坏。
作用
隔膜在锂离子电池中起到至关重要的作用，它决定了电池的容量 、内阻、安全性以及电池的寿命。
隔膜的组成与结构
组成
锂离子电池隔膜主要由聚烯烃材 料制成，其表面涂有陶瓷涂层以 增强其热稳定性。
结构
隔膜的结构通常呈现出多孔性， 这些孔隙允许锂离子通过，却阻 止了电子的直接流通，从而实现 了正负极之间的隔离。
06
研究与发展趋势
研究现状与成果
聚烯烃隔膜
聚烯烃隔膜具有高孔隙率、低成 本和良好的热稳定性，是锂离子 电池的主要隔膜类型。目前，研 究者通过优化隔膜的孔径、厚度 和拉伸强度等参数，提高了隔膜 的电化学性能和安全性。
锂离子电池原理、研究现状与前景
锂离子电池原理、研究现状与前景锂离子电池是目前应用最广泛的可充电电池之一，其广泛应用于手机、电动车、航空航天等领域。
锂离子电池的优点主要表现在其高能量密度、长寿命、低自放电率以及较高的工作电压等方面。
本文将从锂离子电池的原理、研究现状与前景三个方面进行阐述。
一、锂离子电池原理锂离子电池是一种以锂离子嵌入/脱出负极材料为电池反应基础的电池。
锂离子电池包括正极、负极、电解液和隔膜等组成部分。
其中，正极材料通常为钴酸锂、锰酸锂、三元材料等，负极材料通常为石墨材料。
电解液一般采用有机溶液，例如碳酸盐溶液、有机磷酸酯溶液等。
隔膜则用于隔离正极和负极，避免两者直接接触。
在充电过程中，锂离子由正极向负极移动，同时在负极上嵌入形成化合物。
而在放电过程中，锂离子由负极向正极移动，同时从负极材料中脱出。
这个过程是可逆的，即锂离子在充放电过程中可以反复嵌入/脱出负极材料。
二、锂离子电池研究现状随着科技的发展，锂离子电池也在不断升级改进。
目前，锂离子电池的研究主要集中在以下几个方面：1. 提高电池能量密度提高电池能量密度是目前锂离子电池研究的热点之一。
目前的锂离子电池能量密度已经达到了200Wh/kg左右，而科学家们正在探索新的材料和结构，以进一步提高电池的能量密度。
2. 延长电池寿命锂离子电池的寿命受到多种因素的影响，例如循环次数、充放电速率、温度等。
科学家们正在研究如何通过优化电池结构、选择更稳定的材料等方式延长电池的寿命。
3. 提高电池安全性锂离子电池在充放电过程中会产生热量，如果电池内部温度过高，就可能发生热失控事故。
因此，提高电池的安全性也是当前锂离子电池研究的重要方向之一。
三、锂离子电池未来发展趋势随着科技的不断进步，锂离子电池在未来的应用前景也非常广阔。
以下几个方面是锂离子电池未来的发展趋势：1. 大容量电池大容量电池是未来锂离子电池的重要发展方向之一。
大容量电池可以应用于电动汽车、储能设备等领域，为人们带来更加便捷的生活方式。
锂离子电池隔膜的研究进展
锂离子电池隔膜的研究进展一、本文概述随着全球能源需求的日益增长和环境保护压力的加大，锂离子电池作为一种高效、环保的能源储存与转换装置，在电动汽车、便携式电子产品以及可再生能源系统等领域的应用越来越广泛。
而作为锂离子电池中的关键组件之一，隔膜的性能对电池的安全性和电化学性能具有重要影响。
因此，对锂离子电池隔膜的研究进展进行综述，对于推动锂离子电池技术的进一步发展具有重要意义。
本文首先介绍了锂离子电池隔膜的基本结构和功能，阐述了隔膜在电池中的作用及其重要性。
然后，重点回顾了近年来锂离子电池隔膜在材料、结构和制备工艺等方面的研究进展，包括无机隔膜、有机隔膜和复合隔膜等不同类型的隔膜材料，以及纳米技术、表面改性等先进制备工艺的应用。
本文还讨论了锂离子电池隔膜研究面临的主要挑战和未来发展趋势，如提高隔膜的机械强度、热稳定性和离子透过性等。
通过综述锂离子电池隔膜的研究进展，本文旨在为相关领域的研究人员提供全面的参考和借鉴，促进锂离子电池技术的不断创新和发展，为推动可持续能源利用和环境保护做出贡献。
锂离子电池隔膜是电池内部的一种关键组件，其主要功能是在正负极之间提供一个物理屏障，防止电池在工作过程中发生短路和燃爆。
隔膜还需要允许电解液中的离子通过，以保证电池的正常充放电过程。
隔膜的材料通常需要具备良好的化学稳定性、高的机械强度、优秀的热稳定性和低的离子电阻。
目前，商业化的锂离子电池隔膜主要由聚烯烃材料（如聚乙烯、聚丙烯）制成，这些材料在电解液中具有良好的化学稳定性。
一些先进的隔膜还采用了多层结构、纳米涂层、陶瓷涂覆等技术，以提高其性能。
隔膜的性能对锂离子电池的性能有重要影响。
理想的隔膜应该具有高的孔隙率、合适的孔径和孔径分布，以提供足够的离子通道。
同时，隔膜的厚度、机械强度、热稳定性等也需要与电池的其他组件相匹配，以保证电池的安全性和长寿命。
近年来，随着锂离子电池在电动汽车、储能系统等领域的大规模应用，对隔膜的性能要求也越来越高。
锂离子电池技术的发展现状与前景
锂离子电池技术的发展现状与前景随着科技的快速发展，人们对能源的需求也越来越高，同时环保意识也越来越强。
因此，对于替代传统化石能源的新型能源的需求也越来越迫切。
锂离子电池因其体积小，重量轻，使用寿命长，环保等优点而备受关注。
本文将从锂离子电池的技术发展现状和未来发展前景两方面展开探讨。
一、锂离子电池技术发展现状1. 锂离子电池的基本原理锂离子电池是一种将锂离子嵌入和从电极材料中取出的可充电电池。
其基本结构包括正极、负极、隔膜和电解质。
当充电时，锂离子从正极材料中取出并通过电解质传递到负极材料中，放电时则相反。
随着锂离子电池的使用寿命延长和容量增加，锂电池已被广泛应用于电动汽车、智能手机、笔记本电脑等领域。
2. 锂离子电池的技术发展历程早在20世纪80年代，锂离子电池就已经开始研究了。
1991年，索尼推出了第一款商用锂离子电池，被广泛应用于便携式电子产品。
随着技术的不断创新和进步，锂离子电池的能量密度逐渐提高，使用寿命大大延长，环保性也得到了很大的改善。
目前，锂离子电池技术已经逐渐成熟，许多企业已经开始投入大量资金进入相应的研究和开发。
3. 锂离子电池的应用领域目前，锂离子电池已经广泛应用于各个领域，如电动汽车、智能手机、笔记本电脑等。
其中，电动汽车市场是锂离子电池应用的一大重点领域。
随着国家政策的不断扶持和落地，电动汽车市场发展迅猛，锂离子电池也将会随之大幅提升。
二、锂离子电池技术发展前景1. 锂离子电池市场前景分析从市场需求和政策支持来看，锂离子电池市场前景非常广阔。
政策层面上，国家加大了对新能源汽车的支持力度，如“新能源汽车推广应用财政补贴资金管理办法”等文件的出台，给了新能源汽车和锂离子电池更多的发展机会。
同时，人们对绿色环保的需求也越来越高，青睐使用绿色、可再生能源的产品，因此锂离子电池的市场需求将会持续增长。
2. 锂离子电池技术发展趋势未来，锂离子电池的技术将会朝着更高的性能、更长的使用寿命、更安全的方向发展。
我国锂电池隔膜行业发展现状以及市场竞争格局
我国锂电池隔膜行业发展现状以及市场竞争格局一、隔膜行业发展现状锂电池隔膜是锂电池生产的四大主要材料之一，其主要起到隔离正负极、能让电解质离子自由通过形成充放电回路、在锂电池过充或者温度过高时，通过闭孔功能防止短路等作用，据测算其在三元电池中的成本占到6%左右。
而决定锂电池隔膜性能的指标主要包括厚度、透气率、浸润度、化学稳定性、孔径、穿刺强度、热稳定性、热关闭温度和孔隙率等。
生产锂电池隔膜的主流方法是熔融拉伸法（干法）和热相分离法（湿法）两种，干法制得的隔膜较厚，纵向拉伸强度低，且对于产品孔隙率以及孔径的一致性控制较难；湿法制成的隔膜拥有均匀的孔径以及孔隙率，且产品厚度更薄，横向和纵向拉伸强度也较高，更适合高能量密度的锂电池。
目前隔膜的市场需求主要由3个部分组成，首先是消费类3C电子产品，其次是储能市场以及电动车市场。
现阶段隔膜市场发展的主要动力来源于电动车销量增加以及对应的动力电池需求量快速增长，2019年我国隔膜行业市场规模达到129亿元，其中湿法产能占到90%以上。
我国的隔膜行业市场规模在2017年迎来了一轮高潮，主要原因是新能源电动车补贴政策利好整个电池生产业，而充电桩等基础设施的加速建设也对隔膜市场规模的扩张起到了带动作用。
2018-2019年由于企业产能扩张导致局部产能过剩，特别是部分早期产能被淘汰导致市场规模有所下降。
二、市场竞争格局目前市场上主流的湿法隔膜生产产品的热稳定性不足导致行业的先期投入成本较高，而要想达到下游需求则必须有一定的技术和经验积累，不同厂家会将生产工艺注入到设备订购环节，使得设备偏定制化，因而即使是采购同一家设备厂的设备，生产的隔膜产品的品质、成本因工艺水平差异较大。
湿法隔膜一直在往轻薄化迭代，越轻薄的产品技术难度更高。
目前在干法领域市场竞争格局基本稳定，生产技术已经成熟且新进入的产能少之又少，星源材质和沧州明珠是国内少数大规模采用干法生产的隔膜企业，其在干法隔膜的市场占有率分别为28%与22%。
锂离子电池隔膜现状及发展趋势
锂离子电池隔膜现状及发展趋势摘要：随着科技的进步，锂离子电池技术和相关材料也得到迅速发展，提高了锂离子电池的性能，扩大了锂离子电池的应用范围，特别是在混合动力公交车、电动汽车、航空航天、人造卫星和储能等领域得到普遍应用。
随着社会生产和人们生活对锂离子电池需求量的日益增大，其锂离子电池核心组成部分之一的隔膜要求也越来越高。
开发高性能、低成本电池隔膜始终是锂离子电池领域的重要研究方向之一。
关键词：锂离子电池隔膜；研究现状；发展趋势1.锂离子电池隔膜性能要求隔膜在锂离子电池中的主要作用为隔离正负电极，防止电池内部短路；并提供锂离子迁移的良好通道，保证电化学反应顺利进行。
因此作为锂离子电池的“第三电极”，决定了电池的界面结构、电解质的保持性和电池的内阻等，进而影响电池的容量、循环性能、充放电效率及安全性等关键特性，其应具备如下性能要求。
1.1锂离子透过性隔膜的离子透过性受到孔径、孔径分布、孔隙率、孔曲折度等结构因素的综合影响。
目前商品化的锂离子电池隔膜孔径一般在0．03～0．05或0．09～0．12，最大孔径和平均孔径差应低于0.01，孔隙率为40%～50%。
1.2机械强度隔膜应具备良好的抗张强度和抗刺穿强度，防止电池在长期充放电循环运行中其强度衰减以及电极材料在电池内部形成枝晶，保证其良好的结构稳定性和安全性。
1.3热稳定性锂离子电池在充放电过程中产生热量，尤其是短路或过充电时，会有大量热量释放，所以要求在－20℃～90℃，隔膜能够保持良好的机械强度和尺寸稳定性，起到隔离正负极防止短路的作用。
1.4电解液润湿性为降低内阻，增大离子导电性，提高电池的充放电性能和容量，要求隔膜与电解液之间有良好的亲和性，即隔膜能被电解液充分且快速浸润。
1.锂离子电池隔膜研究现状2.1聚合物锂离子电池隔膜制备技术近年来以加工性能、质量、材料价格、安全等方面独特优势兴起的聚合物锂离子电池，要求隔膜具有很好的吸液性能。
较早的聚合物电解质隔膜是由美国Belleore公司1994年研制的由聚偏氟乙烯（PVDF）/六氟丙烯（HFP）的共聚物制成的多孔膜，基本制备方法是以（PVDF-HFP）共聚物与一定比例的增塑剂共溶于有机溶剂中制成膜后，再用有机溶剂将该增塑剂抽提出来制成具有一定微孔结构的膜，然后浸取电解质溶液，其吸附电解液后，具有较高的电导率和良好的机械性能，但没能规模化生产。
锂离子电池隔膜的研究进展及发展趋势
锂离子电池隔膜的研究进展及发展趋势摘要:锂离子电池自商业化以来迅速在二次电池市场占据绝对领先地位｡作为LIBs的重要组成部分,隔膜对LIBs的性能具有至关重要的影响｡介绍了LIBs隔膜的使用要求和研究进展,并对LIBs隔膜的发展趋势进行了展望｡关键词:锂离子电池;隔膜;聚烯烃隔膜;生物基隔膜;石油基隔膜1隔膜要求隔膜是锂离子电池重要的组成部分｡隔膜需具备适当孔径,保证通透性的同时防止被刺穿;具有较高的孔隙率,保障离子的迁移传输效率,提升充放电性能;具有良好的浸润性,利于锂离子的迁移传输,降低隔膜对锂离子的电阻;以及适当厚度,在保证较高穿刺强度的情况下减小内阻,因此隔膜对于生产工艺､设备以及原料有较高要求｡目前,聚烯烃微孔膜是最成熟且综合性能最好的锂离子电池隔膜,包括单层聚乙烯隔膜､单层/多层聚丙烯隔膜以及聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯三层复合膜｡根据生产工艺的不同,锂离子电池隔膜可以分为干法､湿法隔膜[1-2]｡①厚度｡隔膜的厚度对LIBs的安全性和电化学性能有着重要的影响｡隔膜厚度增大,可以防止锂枝晶刺穿隔膜｡隔膜厚度降低可以使LIBs实现高能量和高功率密度,但是也会降低隔膜的机械性能｡因此,隔膜应该在满足LIBs安全的前提下,尽可能保持较薄的厚度｡目前,商业化隔膜的厚度约25μm｡②孔隙率｡较低的孔隙率会降低电解液吸液率,并增大电池内阻;而高孔隙率会降低电池的机械性能,并增大锂枝晶刺穿隔膜的危险｡目前,商业化隔膜的孔隙率约40%｡③孔径分布｡较小的隔膜孔径会阻碍锂离子的传输;当隔膜的孔径较大时,虽然有利于离子传输,但是也会增加短路的风险;均匀的孔径分布是电流密度均匀分布的保证;弯曲的孔结构可以有效防止锂枝晶的生长｡孔径的大小和分布可以直接使用扫描电子显微镜或压汞仪等设备进行测试｡④电解液润湿性｡隔膜的电解液润湿性主要与材料性能有关,具有大量极性基团的材料有利于提高电解液润湿性｡隔膜表面与电解液的接触角可在一定程度上反映隔膜的润湿性｡⑤机械性能｡隔膜的机械性能一般包括抗拉强度､穿刺强度和混合穿刺强度｡抗拉强度是指隔膜在外力作用下的尺寸稳定性｡隔膜变形后恢复其原始尺寸的能力与其抗拉强度有关｡当施加6.89MPa的力时,隔膜的偏移屈服应<2%｡穿刺强度用于克服物理冲击､穿刺､磨损和压缩造成的隔膜损坏,其应≥11811g/mm｡⑥热收缩率｡电池在使用过程中,会出现局部过热现象,进而导致隔膜收缩变形及电池内部短路｡因此,隔膜应具备一定的热稳定性｡⑦电化学稳定性｡隔膜在电池充放电过程中处于强氧化还原环境中｡因此,它必须具有非常稳定的化学性质,并且不能与正极､负极和电解液发生反应｡电化学稳定性一般是指隔膜和电解液在电池充放电过程中可以耐受的最大电压｡⑧生产成本｡生产成本也是隔膜实际应用过程中所需要考虑的一个重要因素｡在LIBs的生产过程中,隔膜的成本约为电池总成本的25%｡隔膜成本包括原材料成本和制造成本｡2LIBs隔膜研究进展为了提升LIBs性能,研究者已经对隔膜进行了大量而深入的研究｡本文将从改性聚烯烃隔膜和新材料体系隔膜两个方面进行介绍｡2.1改性聚烯烃隔膜2.1.1无机纳米颗粒改性无机纳米颗粒具有机械性能高､化学稳定性好等优点,被研究者广泛应用于隔膜改性研究中｡SHI等[3]通过将氧化铝(Al2O3)粉末､羧甲基纤维素钠(CMC)和丁苯橡胶(SBR)混合成均匀分散液,然后涂覆在PE隔膜的一侧｡实验结果表明,该无机纳米涂层不仅显著提高了电池的安全性能,而且提高了电池的电化学性能｡LIANG等[6]通过旋涂工艺,在PP隔膜表面涂覆了一层SiO2无机纳米颗粒,结果表明,该无机纳米涂层可以有效抑制锂枝晶的生长,进而提高LIBs的循环性能｡金属有机框架化合物(MOF)在过去几年中经常被用于提升LIBs性能｡用该改性隔膜制备的NiCoAl||Li全电池,在循环176次后仍保持90mA·h/g 容量;相比之下,使用未改性的超薄隔膜制备的NiCoAl||Li全电池在循环85次后,容量衰减为5.31mA·h/g｡2.1.2聚合物改性高分子聚合物具有质量轻､合成工艺简单､价格便宜等优点,也常用于改性聚烯烃隔膜｡LI等[8]设计了一种功能性多孔双层复合隔膜｡具体制备过程:将聚丙烯酰胺接枝的氧化石墨烯分子涂覆到商用聚丙烯隔膜上｡该双层复合隔膜中的聚丙烯酰胺链具有快速传输离子的特性,同时氧化石墨烯纳米片还具有优异的机械性能,从而在分子层面实现电极表面均匀且快速的锂离子通量｡结果表明,该隔膜可以在高电流密度下实现锂离子的均匀沉积｡DENG等[9]设计了一种由大孔聚丙烯(PP)基体和阵列聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)微球层组成的双层隔膜作为锂电池隔膜｡在该隔膜中,阵列PMMA微球可以通过物理和化学吸附作用抑制多硫化物的扩散,从而提高锂电池的电化学性能｡此外,PMMA微球可以提升隔膜对液态电解液的吸附性能,加快锂离子的扩散速度｡2.2新材料体系隔膜2.2.1生物基高分子隔膜纤维素作为地球上最丰富的天然聚合物,具有廉价､环保､可再生和易于获得的优点[10-11]｡纤维素结构中具有丰富的羟基官能团,可以进行化学改性;同时,其较高的孔隙率可以提高隔膜的电解液吸液率,是聚烯烃隔膜最具潜力的替代品｡与普通纤维素相比,纳米纤维素具有更高的结晶度和机械强度,进而防止锂枝晶导致的电池短路问题｡CHENG等[12]采用希夫碱反应将不同相对分子质量的壳聚糖(CS)接枝在细菌纤维素(BC)上制备了CS接枝的BC(OBCS)｡随后,通过真空过滤制备了孔径可调的OBCS隔膜｡研究结果表明,通过在BC表面接枝CS官能团,可以通过空间位阻效应有效地改善OBCS纤维链段的距离和OBCS的分散均匀性,从而在分子水平实现对OBCS隔膜的孔结构进行调控｡2.2.2石油基高分子隔膜聚酰亚胺(PI)是综合性能最佳的有机高分子材料之一,其耐高温可达400℃以上,长期使用温度-200~300℃,有优异的热稳定性和力学性能｡WU等[15]通过静电纺丝工艺设计了具有PI/聚偏氟乙烯(PVDF)/PI三层结构的隔膜｡该隔膜具有良好的高温性能和机械性能,可以使LIBs在高温下安全运行｡聚醚醚酮(PEEK)是一种特殊的高分子材料,其芳香骨架使得PEEK具有优异的化学和热稳定性,因此常用于耐高温和电绝缘材料领域｡LIU等[16]通过热诱导相分离技术制备了超强聚醚醚酮(PEEK)隔膜,保持了PEEK树脂固有的优异性能｡聚丙烯腈(PAN)因其高介电常数､高吸液率､良好的离子导电性和出色的热稳定性而常用于LIBs隔膜｡MOHANTA等[17]采用静电纺丝技术制备了磷酸铝钛(LATP)复合的多孔PAN隔膜,并通过场发射电子显微镜研究了LATP颗粒对多孔膜形貌的影响｡当LATP的掺杂量达到30%时,LATP/PAN隔膜的综合性能最好｡聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)也具有优异的热力学､机械和电绝缘性能｡CHEN等[18]以超薄PET无纺布(6μm)为基体,设计了具有多级结构的尼龙6/PET/尼龙6隔膜｡与商用PP隔膜相比,所得的PA6/PET/PA6隔膜具有更低的热收缩率､更高的电解液亲和力和离子电导率,在高倍率锂离子电池中具有优异的应用前景｡3结论随着电池技术的不断发展,传统的聚烯烃隔膜由于具有各种各样的缺点,已无法满足现有LIBs的应用要求,研发高性能LIBs隔膜势在必行｡未来隔膜主要有以下几个发展趋势:①提高隔膜的耐高温性能,以进一步提升LIBs的安全性能;②研发超薄隔膜,以满足动力电池能量密度越来越高的需求;③优化隔膜的制备工艺,以降低电池的整体生产成本｡到2030年前,锂离子电池隔膜需求量也将持续增长｡但从远期来看,固态电池等多种新型电池技术产业化进程的加快必然会导致锂离子隔膜需求的萎缩｡建议石化企业利用好自身在聚烯烃树脂方面的研究优势和技术储备,尽早实现高性能隔膜专用聚烯烃的自主生产,关注降本增效,进一步提升国产隔膜核心竞争力｡参考文献:[1]翟梦真，王晓涵，张妍，等，锂离子电池隔膜研究现状[J]．纺织科技进展，2021（08）：5-8．[2]郭旭青，杨璐，李振虎，等．锂离子电池隔膜研究进展及市场现状[J]．合成纤维，2022．51（07）：46-49．[3]高工产研锂电研究所．2022年中国锂电池行业市场调研分析报告[R]．2022．[4]中关村储能产业技术联盟．储能科学与技术2022[R].2022．。
锂电池隔膜行业现状与发展趋势探讨
锂电池隔膜行业现状与发展趋势探讨摘要：随着近年来移动设备和电动行业和储能行业的不断发展，全球范围内对于锂电池的需求量也在不断增加，这也直接带动了我国锂电池产业和锂电池隔膜产业的不断发展。
这一背景下相关工作人员都在不断对新型技术进行研究，并在不断学习世界范围内新型的锂电池隔膜生产技术，通过将现有的油膜生产环境进行优化，能够有助于提高我国的隔膜生产质量，使我国隔膜生产能够与国际环境发展相接轨，形成我国锂电池隔膜行业的自主生产环境，对于我国的经济发展以及电池行业发展起到有效的促进作用。
关键词：锂电池隔膜；发展状况；电池行业；发展分析隔膜对于锂电池的生产来说极为重要，通常也被称为电池隔膜、隔膜纸和离子分离膜等，这是新能源汽车产业链中极为关键的一项技术。
锂电池隔膜的生产对于我国的现代化新能源汽车和诸多电力行业发展来说极为重要，是锂电池生产中十分关键的一个内层组件，会对锂电池的整体质量以及循环性能产生直接影响。
性能优异的隔膜不仅能够在预防正负离子短路的基础上保障锂离子的传导，在过度充电以及温度过高时还具有高温自闭性，能通过这种方式能够有效预防电流出现异常传导而引发爆炸的情况，并且良好的优质隔膜还需要具备耐性好和无毒等优势，对于我国的现代化电力行业发展起到促进作用。
1.隔膜的生产需求隔膜在安全性和通过性上具有极高的要求，在现代隔膜生产过程中最重要的一项内容则是为电池提供安全保障隔膜需要具备极好的绝缘性，避免正负极接触短路或者被其他外界物质物质出现穿刺进而引发短路的情况，所以隔膜在生产过程中，不仅需要具备相应的强度还需要具备一定的拉伸性能，并且不容易撕裂，在突发高温的状况下，能够保持自身尺寸的稳定性，不会由于浓缩导致大面积电池出现短路和热失控的情况。
除此之外，隔膜还需要能够给锂电池提供充放电的功能以及倍率性能的微控通道规模，需要具备较多的孔隙率，并且孔隙特征需要对电池锂离子的迁移产生制约，而在参数上的体现则是电池的电导率。
纯电动车用锂离子电池发展现状与研究进展
纯电动车用锂离子电池发展现状与研究进展一、概述随着能源和环境问题的日益突出，纯电动车作为一种清洁、高效的交通工具受到了广泛关注。
锂离子电池作为纯电动车的核心能源储存装置，在电动汽车的发展中起着至关重要的作用。
本文将探讨纯电动车用锂离子电池的发展现状与研究进展。
锂离子电池在电动汽车中的应用经历了三代技术的发展。
第一代是以钴酸锂为正极材料的电池，第二代则是以锰酸锂和磷酸铁锂为正极材料的电池，而第三代则是以三元材料为正极的电池。
随着正负极材料向着更高克容量的方向发展和安全性技术的日渐成熟，更高能量密度的电芯技术正在从实验室走向产业化。
从产学研结合的角度来看，动力电池行业在正负极材料、电池设计和生产工艺等方面取得了许多最新动态和科学研究的前沿成果。
这些成果为锂离子电池在电动汽车中的应用提供了技术支持，同时也为解决电池安全性、寿命和成本等问题提供了新的思路和方法。
市场需求与政策导向也是推动锂离子电池在电动汽车中应用的重要因素。
随着电动汽车市场的不断扩大，对锂离子电池的需求也在不断增加。
同时，政府对电动汽车的补贴和支持政策也为锂离子电池的发展提供了有利条件。
纯电动车用锂离子电池的发展现状与研究进展是一个多方面、多层次的问题。
通过不断的技术创新和产业升级，锂离子电池有望在未来的电动汽车市场中发挥更加重要的作用。
1. 纯电动车与锂离子电池的关联锂离子电池作为电动汽车最重要的动力源，与纯电动车的发展密切相关。
随着科技的进步和创新，锂离子电池技术经历了三代发展：第一代以钴酸锂正极材料为主，第二代包括锰酸锂和磷酸铁锂，而第三代则是三元技术。
这些技术的发展使得锂离子电池在能量密度、安全性和成本等方面不断改进，从而推动了纯电动车的市场化和普及化。
锂离子电池的高能量密度使其成为纯电动车的理想选择。
相比于传统的铅酸电池和镍氢电池，锂离子电池能够存储更多的电能，从而延长了纯电动车的行驶里程。
这使得纯电动车能够满足日常出行需求，减少了对传统燃油车的依赖。
锂电池隔膜技术和工艺研究报告
新颖隔膜
• 高孔隙率纳 米纤维隔膜， 把纳米丝喷 涂在静电纺 布上；
• Separion 隔 膜，在纤维 素无纺布上 复合Al2O3 或其他无机 物，提高热 稳定性。
国外隔膜主要企业
公司
Asahi Kasei Chemicals 日本旭化成化学 株式会社
Celgard
背景 成立于1931年，注册资
金103亿日元，
美国Polypore全资子公 司，成立于1981年，注
册资本2亿美金
客户 半数以上产品
供给三洋
MBI、BYD
Tonen Specialty separator
东燃埃克森美孚 化工
Ube Industries 日本宇部兴产株
式会社
Sumitomo Chemical 日本住友化学株
新乡格瑞恩
单向拉伸设备
湿法工艺
❖ 湿法又称相分离法或热致相分离法，将液态烃或一些小分子物质与聚烯烃树 脂混合，加热熔融后，形成均匀的混合物，然后降温进行相分离，压制得膜 片，再将膜片加热至接近熔点温度，进行双向拉伸使分子链取向，最后保温 一定时间，用易挥发物质洗脱残留的溶剂，可制备出相互贯通的微孔膜材料。
不能够 不能够
可以 不流动、分子量高
高 大功率、高容量电池
高 高（180°C）
比较低 纳米级
污染
隔膜生产设备
❖ 生产设备
▪ 设备大多是进口，目前还没一条整套设备 提供。
▪ 搅拌机： • 包括搅拌电机，减速机，送量泵等， • 性能要求：稳定性很重要，一定要选 用进口的。
▪ 萃取设备 ▪ 通风设备
• 需要高耗电通风设备，设备需要1000 万。
锂离子电池隔膜的国产化现状与发展趋势
锂离子电池隔膜的国产化现状与发展趋势锂离子电池是目前应用最广泛的一种电池，其性能优越、寿命长、自放电小等特点使其成为电动车、移动通信设备等领域首选的能源储存装置。
而隔膜作为锂离子电池的重要组成部分，对电池的性能和安全性起着至关重要的作用。
因此，锂离子电池隔膜的国产化一直是国内电池产业关注的焦点。
国内锂离子电池隔膜行业起步较晚，长期以来依赖进口，导致整个锂离子电池产业链不够完整，缺乏自主可控的关键技术。
然而，随着国内锂离子电池需求的增加以及国家对新能源汽车发展的支持政策，国内隔膜产业逐渐兴起。
目前国内隔膜生产企业数量增加，技术不断进步，国产化进程正在逐步推进。
国内锂离子电池隔膜的发展趋势主要体现在以下几个方面：1.技术的不断研发创新。
国内企业不断加大对锂离子电池隔膜技术的研发投入，力求提高隔膜的电导率、热稳定性和安全性能。
同时，国内企业还在隔膜材料的研发上做出了很多努力，针对高温、低温环境的要求，研发出了一系列适应不同环境的隔膜产品。
2.提高国产隔膜的品质。
在国产化进程中，锂离子电池隔膜的品质是关键。
国内企业通过引进国外先进的生产设备和技术，提高了生产工艺和质量控制水平，逐步缩小与国外大厂的差距。
3.科研院校的参与。
一些著名的科研院校和研究所也参与到锂离子电池隔膜的研发中来，提供了技术支持和创新方案。
院校与企业不断的合作，共同推动了锂离子电池隔膜产业的发展。
4.政策的支持。
国家对新能源产业发展给予了重要支持，相关政策鼓励本土企业在隔膜领域进行技术创新和产业化。
政策的支持将为国产锂离子电池隔膜产业带来更多的机遇和市场空间。
总之，国产锂离子电池隔膜在技术研发、品质提升等方面取得了可喜的进展。
未来，随着新能源产业的快速发展和国家对锂离子电池隔膜产业的支持，国产隔膜的市场占有率将会逐渐提升。
同时，国内企业还需要进一步加强技术研发和创新能力，提高产品的竞争力，以满足市场对高性能、高安全性的隔膜的需求，加速锂离子电池隔膜的国产化进程。
我国锂离子电池隔膜的发展介绍与市场需求探讨
２ １ 年 佛 山 金辉 高 科 产 销规 模 达 ０ Ｏ
到 ２ Ｏ 万 平 米／ ， 国 内市 场 占有 率 马 ，隔膜技术已从垄断技术 向公知技术方 ０ ５ 年 １ ～２ ％ ０ １ ０ ０ ；２ １ 年下半年二期项 目上 马， 产 销能力将达到年产 ７ ０ 万平方米／ ００ 年的 向转化 ，这将加剧 国内隔膜行业的同质化
辉高科的Ｊ 系列隔膜应用于如通讯类、小 折 ，这也是一个产品从开发到成熟的一个 Ｈ 型移动类 电子产品的通用锂离子 电池 ；Ｊ Ｊ 必 由之路 。世界专家对 电动车发展规模和 系列隔膜应用在对循环次数、安全 性、放 速度也不尽一致 ，有乐观一些的 ，有稳健 电功率和一致 Ｉ 性能要求高的笔记本 电 筹
生产 制造 。
膜的供求关系势必会进入供大于求的过剩
局面。而且大的锂 电池厂和动力汽车厂都 纷纷加入到锂电隔膜生产项 目，实施产业
链延伸策略 ，使到原本容量ｔ， 的隔膜市 ＥＪ ， 场需求更少。 ４ 、隔膜生产技术已从 日本扩散到韩 国 、中 国 ，加上 国内大量隔膜项 目的上
誉赢得国内外客户的认同。
的饱和 ，市场增长速度 已放缓 ，再加上原 有隔膜厂家新上产能的相继投产 ，产能增 加将远大于市场需求。如 ，佛山金辉高科 的产能到明年底将增长到 目前的 四倍 ，市
丙烯不同相态间密度的差异 ，在拉伸过程
中发生晶型转变形成微孔 ，用于生产单层 有 十 多 项 发 明和 实 用新 型 专 利 ，获 得 Ｐ膜。２ ０￣ ！ 中试及生产 ，２０年底 Ｉ０ ０ １ ０ ８ Ｐ ０４ Ｊ Ｅ 行 ０５ Ｓ ９ ０ ：２ ０ 质量管理 体系认证、通过 开始有产品在市场上销售。 产品企业标准备案和 日本 电池厂认证 、列
一
佛 山市金辉 高科光 电材 料有 限公 司 是佛山佛塑科技集团股份有限公司的控股