鋰電隔膜技術(shù)發(fā)展路線和行業(yè)發(fā)展趨勢

來源：存能電氣  日期：2019-08-12 13:24  瀏覽量：次

　　鋰電隔膜技術(shù)發(fā)展路線和行業(yè)發(fā)展趨勢。鋰電池隔膜技術(shù)就是目前我國動力電池業(yè)的一個痛點。作為鋰電池四大主材之一的隔膜，它的存在直接影響著電池的安全性，它的孔隙率、厚度、吸液性、靜電值直接影響著電池的電性能。隔膜是目前鋰電材料中技術(shù)壁壘最高的一種高附加值材料，約占鋰電池成本的15%。

　　鋰電隔膜技術(shù)發(fā)展路線

　　目前產(chǎn)業(yè)化的鋰電隔膜制造技術(shù)主要有4種：濕法、干法、半干法和無紡布法。鋰電隔膜技術(shù)路線主要分為干法與濕法隔膜兩種，干法成本較低但不適合高比能量電池，濕法更薄能夠滿足動力電池對高比能量的要求，但是成本較貴。

　　高端鋰電池隔膜技術(shù)具有相當高的門檻，不僅要投入巨額的資金，還需要有強大的研發(fā)和生產(chǎn)團隊、純熟的工藝技術(shù)和高水平的生產(chǎn)線，并且非短時間能夠突破。但是，中美貿(mào)易戰(zhàn)、中興華為事件已經(jīng)給我國制造業(yè)敲響了警鐘，對于整個動力電池行業(yè)來說，盡快突破鋰電池高端隔膜技術(shù)已刻不容緩。

　　干法技術(shù)(Dry)主要用于聚丙烯(PP)隔膜的制造。干法技術(shù)主要包括3種工藝技術(shù)：吹膜+單向拉伸、鑄片+單向拉伸以及雙向拉伸。相對而言，干法技術(shù)比濕法技術(shù)工藝簡單、設(shè)備成本較低、生產(chǎn)效率較低。

　　涂覆(或復(fù)合)隔膜則是當今隔膜應(yīng)用發(fā)展的焦點所在，隔膜表面采用涂覆層可以帶來明顯的好處，首先是提高了隔膜的熱穩(wěn)定性;其次是提高隔膜對電解液的浸潤性，有利于鋰電池內(nèi)阻降低、放電功率提升;再有是可阻止或降低隔膜氧化，有利于配合高電壓正極的操作以及延長電池循環(huán)壽命等。涂層材料主要包括：氧化鋁、勃姆石、PVDF、PVDF+HFP、納米復(fù)合材料、芳綸等。

　　未來發(fā)展：薄型化隔膜。隨著動力鋰電池比能量快速提升，16微米、12微米甚至8微米的隔膜開始應(yīng)用，而濕法工藝制成的隔膜能夠達到要求。而隨著新能源汽車補貼的減少以及干法隔膜工藝的逐步改進，干法隔膜在三元電池占比逐步提升。

　　鋰電隔膜技術(shù)發(fā)展趨勢

　　動力電池的發(fā)展為隔膜的發(fā)展明確了方向并提出了具體的要求。動力電池的發(fā)展就是3個內(nèi)容：提高能量密度、保證安全性、降低成本。單體比能量達到300Wh/kg以上、系統(tǒng)比能量力爭達到260Wh/kg，成本降至1元/Wh以下。相應(yīng)地，對隔膜提出的要求是2個方面：更高的安全性，更有利于電池發(fā)揮性能。

　　一是基于PE和PP隔膜的陶瓷涂覆。陶瓷涂覆的PE復(fù)合隔膜安全使用的溫度可以提高到150~160℃，陶瓷涂覆的PP復(fù)合隔膜安全使用的溫度可以提高到180~200℃。陶瓷涂覆提高了隔膜的安全性，但主要的不利影響是重量增加、成本提高、使電池的內(nèi)阻增大。

　　二是基于PE和PP隔膜的聚合物涂覆或在兩面進行陶瓷和聚合物的不對稱涂覆。聚合物的種類不同，會影響復(fù)合膜的性能，作用無法一概而論。

　　三是無紡布和陶瓷顆粒的復(fù)合膜，如果采用PET無紡布，復(fù)合膜的安全使用溫度可以達到250℃左右。

　　四是采用耐高溫的聚合物材料以及新型制膜工藝制造高安全性隔膜，如聚酰亞胺(PI)膜。PI膜的安全使用溫度可以達到300℃。

　　鋰電隔膜行業(yè)發(fā)展趨勢

　　鋰電池儲能作為鋰電池的第三大應(yīng)用領(lǐng)域，受限于技術(shù)、成本和政策不確定性等現(xiàn)實困難，目前應(yīng)用規(guī)模有限。綜合三大領(lǐng)域需求，預(yù)計鋰電池隔膜行業(yè)至2020年將繼續(xù)保持30%左右復(fù)合增速。

　　對我國而言，在鋰離子電池四大關(guān)鍵材料中，只有隔膜還沒有實現(xiàn)完全自給。近幾年國產(chǎn)隔膜龍頭企業(yè)產(chǎn)品品質(zhì)不斷提升，部分企業(yè)在孔隙率、熱收縮、拉伸強度等關(guān)鍵技術(shù)指標接近國際水平，逐漸滿足國內(nèi)下游客戶需求，國內(nèi)份額持續(xù)提升，部分甚至實現(xiàn)出口。

　　鋰電隔膜設(shè)備國產(chǎn)化速度正在加快，市場競爭逐步從過去的價格競爭向性能、技術(shù)競爭過渡。對于企業(yè)來說，新工藝和差異化設(shè)備定位將成為設(shè)備領(lǐng)域市場分化的主要趨勢。