锂离子动力电池隔膜
刚加入电池行业的时候，电池基础培训里面有一个介绍，电池的主要部分，正极，负极，电解质，隔膜，壳体五个部分组成，其中，锂电池隔膜作为锂离子电池的重要组成部分，起着分隔正、负极，防止电池内部短路，允许电解质离子自由通过，完成电化学充放电过程的作用。其性能决定了电池的界面结构、内阻等，直接影响电池的容量、循环性能以及安全性能等特性，性能优异的隔膜对提高电池的综合性能具有重要的作用，被业界称为电池的“第三电极”。
虽然全固态电池很火，因其较高的安全性能，高的能量密度在动力电池技术路线中，作为下一代电池的呼声很高。如果实现固态电池，可能对隔膜行业是一个巨大的打击。但就目前的现状，要彻底实现商业化还有一段时间，况且，隔膜是否会因此消失，还很难定论，毕竟作为梯次利用，储能或者启停电源，还是更多考虑电池成本。
1、概述
隔膜（Seperator），顾名思义，起着分离正极、负极片的功能，避免电池正负极片直接接触短路，又能起着离子传导、绝缘的功能。随着现在电池技术的进展，对隔膜的要求也越来越高。作为隔膜，需要满足的基本功能有：
(1)具有电子绝缘性，保证正负极的机械隔离；
(2)有一定的孔径和孔隙率，保证低的电阻和高的离子电导率，对锂离子有很好的透过性；
(3)耐电解液腐蚀，有足够的化学和电化学稳定性，这是由于电解质的溶剂为强极性的有机化合物；
(4)具有良好的电解液的浸润性，并且吸液保湿能力强；
(5)力学稳定性高，包括穿刺强度、拉伸强度等，但厚度尽可能小；
(6)空间稳定性和平整性好；
(7)热稳定性和自动关断保护性能好；
(8)受热收缩率小，否则会引起短路，引发电池热失控。
常用的锂电池隔膜大约十余微米，我们常说的复合涂胶陶瓷隔膜，就是基膜加上涂胶层，加上陶瓷层，基膜为PE和PP的复合层，涂胶层则是让极片和隔膜贴合的更好，陶瓷层则是让其具有更加良好的刚性，耐收缩。
2、制作工艺
隔膜的制作工艺主要分为湿法和干法，干法又有单向拉伸和双向拉伸。在说这个干法和湿法之前，咱们先说说这个PP和PE，干法更多的生产PP隔膜，湿法则是PE隔膜。
PP相对于PP更耐高温，PE相对耐低温；PP的密度比PE小、熔点和闭孔温度比PE高；PP制品相对于PE制品更脆；PE相对于环境应力更敏感。正因为他们各自的特性，在现有隔膜生产中，我们采用PP、PE复合隔膜，来实现最佳的功能。
2.1 干法制作
干法与湿法有所不同，主要采用流延的方式，再配合拉伸形成，干法里面又分为单向拉伸和双向拉伸。
2.1.1 干法单向拉伸
单向拉伸比较简单，主要的工艺是配料投料、流延、热处理、拉伸、分切。是通过对晶片的拉伸，设备相对复杂，精度要求较高，投资较大，控制的难度较大，对环境友好。
单向拉伸特点有微孔尺寸、分布均匀、产品横向热收缩差，能生产不同厚度的产品。主要的厂家有celgard、星源科技。
2.1.2 干法双向拉伸
双向拉伸的工艺主要分为投料、流延、纵向拉伸、横向拉伸、定型收卷。
投料：将PP以及成孔添加剂等原料按配方处理后输送至挤出系统。
流延：得到β晶含量高、β晶形态均一性好的PP流延铸片。
纵向拉伸：利用β晶受拉伸应力易成孔的特殊性来成孔。
横向拉伸：在较高的温度下，进行横向拉伸，一方面未来扩孔，另一方面为了提高孔隙尺寸分布的均一性。
定型收卷：进行热处理，降低其热收缩率，提高尺寸稳定性。
双向拉伸是通过对晶形的转换，设备较为复杂，投资较大，且需要成孔剂协助。产品特点有微孔尺寸、分布均匀、透气性好、稳定性差、现只能生产出较厚的PP膜。
2.2 湿法制作
湿法制作，又称为相分离法或者热致相分离，如非专业制作人士，不懂也没关系。采用双向拉伸，目前高端产品中以湿法为主，中低端以干法为主。
制作的工艺主要有混炼、成形、延伸、抽出、干燥热处理、卷取分切。该法微孔尺寸小，分布均匀，适应生产较薄的产品，只能生产PE膜。
湿法生产的企业较多，国外的有日本东丽、韩国Master，国内有青岛中科华联等。
通过对比湿法和干法，我们会得到，干法工艺孔径较小，孔径均匀性差、拉伸强度均匀性差、横向拉伸强度低、横向收缩率低、刺穿强度低。而湿法隔膜孔径小，孔径均匀性好、拉伸强度均匀性好、横向拉伸强度高、横向收缩率较高、刺穿强度高。
4、性能参数
隔膜有以下六个主要性能参数，孔径大小及分布、孔隙率、透气率、自动关闭机理、热稳定性、力学强度。
孔径大小及分布，主要与制备工艺有关，影响隔膜的透过能力，不通畅的孔径会使锂离子形成枝晶刺穿隔膜，分布不均匀导致电池内部电流密度不一致。
孔隙率，是孔的体积和隔膜体积的比值，一般的隔膜孔隙率在35%-60%之间。
透气率，与电池的内阻成正比，数值越大，内阻越大。
自动关闭机理，是隔膜的一种安全保护性能，限制温度升高和防止短路，安全窗口温度越高越好，电池安全性越高，与隔膜的原材料和隔膜结构有关。（ps:拆解电池的时候可以查看隔膜状态如果不是白色，呈现透明，则隔膜闭孔）
热稳定性和力学强度，热稳定性主要是隔膜受热时尺寸的稳定性，力学强度是对隔膜抗刺穿强度的要求。
5、市场现状
现在对电池的能量密度要求越来越高，高端隔膜任然供不应求，我国的隔膜进口率在30%左右。整体市场来看，日本旭化成、东燃化学、韩国SK等一些主要的隔膜企业占据了全球约50%的市场。我国星源材质、沧州明珠、鸿图隔膜等隔膜企业也在加大隔膜的生产和技术研发，相信在不久的将来，我们能够实现全部国产化。
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