锂电隔膜技术发展路线和行业发展趋势

来源：存能电气  日期：2019-08-12 13:24  浏览量：次

　　锂电隔膜技术发展路线和行业发展趋势。锂电池隔膜技术就是目前我国动力电池业的一个痛点。作为锂电池四大主材之一的隔膜，它的存在直接影响着电池的安全性，它的孔隙率、厚度、吸液性、静电值直接影响着电池的电性能。隔膜是目前锂电材料中技术壁垒最高的一种高附加值材料，约占锂电池成本的15%。

　　锂电隔膜技术发展路线

　　目前产业化的锂电隔膜制造技术主要有4种：湿法、干法、半干法和无纺布法。锂电隔膜技术路线主要分为干法与湿法隔膜两种，干法成本较低但不适合高比能量电池，湿法更薄能够满足动力电池对高比能量的要求，但是成本较贵。

　　高端锂电池隔膜技术具有相当高的门槛，不仅要投入巨额的资金，还需要有强大的研发和生产团队、纯熟的工艺技术和高水平的生产线，并且非短时间能够突破。但是，中美贸易战、中兴华为事件已经给我国制造业敲响了警钟，对于整个动力电池行业来说，尽快突破锂电池高端隔膜技术已刻不容缓。

　　干法技术(Dry)主要用于聚丙烯(PP)隔膜的制造。干法技术主要包括3种工艺技术：吹膜+单向拉伸、铸片+单向拉伸以及双向拉伸。相对而言，干法技术比湿法技术工艺简单、设备成本较低、生产效率较低。

　　涂覆(或复合)隔膜则是当今隔膜应用发展的焦点所在，隔膜表面采用涂覆层可以带来明显的好处，首先是提高了隔膜的热稳定性;其次是提高隔膜对电解液的浸润性，有利于锂电池内阻降低、放电功率提升;再有是可阻止或降低隔膜氧化，有利于配合高电压正极的操作以及延长电池循环寿命等。涂层材料主要包括：氧化铝、勃姆石、PVDF、PVDF+HFP、纳米复合材料、芳纶等。

　　未来发展：薄型化隔膜。随着动力锂电池比能量快速提升，16微米、12微米甚至8微米的隔膜开始应用，而湿法工艺制成的隔膜能够达到要求。而随着新能源汽车补贴的减少以及干法隔膜工艺的逐步改进，干法隔膜在三元电池占比逐步提升。

　　锂电隔膜技术发展趋势

　　动力电池的发展为隔膜的发展明确了方向并提出了具体的要求。动力电池的发展就是3个内容：提高能量密度、保证安全性、降低成本。单体比能量达到300Wh/kg以上、系统比能量力争达到260Wh/kg，成本降至1元/Wh以下。相应地，对隔膜提出的要求是2个方面：更高的安全性，更有利于电池发挥性能。

　　一是基于PE和PP隔膜的陶瓷涂覆。陶瓷涂覆的PE复合隔膜安全使用的温度可以提高到150~160℃，陶瓷涂覆的PP复合隔膜安全使用的温度可以提高到180~200℃。陶瓷涂覆提高了隔膜的安全性，但主要的不利影响是重量增加、成本提高、使电池的内阻增大。

　　二是基于PE和PP隔膜的聚合物涂覆或在两面进行陶瓷和聚合物的不对称涂覆。聚合物的种类不同，会影响复合膜的性能，作用无法一概而论。

　　三是无纺布和陶瓷颗粒的复合膜，如果采用PET无纺布，复合膜的安全使用温度可以达到250℃左右。

　　四是采用耐高温的聚合物材料以及新型制膜工艺制造高安全性隔膜，如聚酰亚胺(PI)膜。PI膜的安全使用温度可以达到300℃。

　　锂电隔膜行业发展趋势

　　锂电池储能作为锂电池的第三大应用领域，受限于技术、成本和政策不确定性等现实困难，目前应用规模有限。综合三大领域需求，预计锂电池隔膜行业至2020年将继续保持30%左右复合增速。

　　对我国而言，在锂离子电池四大关键材料中，只有隔膜还没有实现完全自给。近几年国产隔膜龙头企业产品品质不断提升，部分企业在孔隙率、热收缩、拉伸强度等关键技术指标接近国际水平，逐渐满足国内下游客户需求，国内份额持续提升，部分甚至实现出口。

　　锂电隔膜设备国产化速度正在加快，市场竞争逐步从过去的价格竞争向性能、技术竞争过渡。对于企业来说，新工艺和差异化设备定位将成为设备领域市场分化的主要趋势。