鋰電池具有能量密度高、綠色環(huán)保、無(wú)記憶效應(yīng)等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于電動(dòng)汽車、航空航天、通信基礎(chǔ)設(shè)施、便攜電子設(shè)備等領(lǐng)域。鋰電池隔膜是鋰電池的結(jié)構(gòu)中的關(guān)鍵內(nèi)層組件之一,位于正極和負(fù)極之間。鋰電池隔膜可儲(chǔ)存足量的電解液,從而在電化學(xué)反應(yīng)時(shí)形成離子移動(dòng)的通道,保證鋰離子自由并高速傳輸。同時(shí),鋰電池隔膜材質(zhì)本身不具備導(dǎo)電性,可對(duì)正負(fù)極活性物質(zhì)起到物理性分隔作用,以防兩極接觸所致短路,進(jìn)而保障鋰電池、下游產(chǎn)品(如新能源汽車、5G基站等)及其使用者的安全。
鋰電池隔膜種類眾多,可適配不同的鋰電池產(chǎn)品。從其工藝和結(jié)構(gòu)來(lái)看,鋰電池隔膜可分為織造膜、非織造膜、微孔膜、復(fù)合膜、隔膜紙、碾壓膜等;從其材質(zhì)來(lái)看,鋰電池隔膜主要為聚烯烴膜,如聚乙烯隔膜、聚丙烯隔膜、聚乙烯-聚丙烯共聚物隔膜等。從市售產(chǎn)品來(lái)看,當(dāng)前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)較為常見(jiàn)的鋰電池隔膜主要有多孔聚合物膜、無(wú)紡布隔膜、無(wú)機(jī)復(fù)合膜等。其中,多孔聚合物鋰電池隔膜孔隙分布均勻,主要可由機(jī)械法、熱致相分離法、浸沒(méi)沉淀法等工藝制備;無(wú)紡布隔膜可由定向或隨機(jī)向纖維構(gòu)成,通常會(huì)與有機(jī)物或者是陶瓷凝膠復(fù)合,以提升鋰電池隔膜的理化性質(zhì);無(wú)機(jī)復(fù)合膜則多采用無(wú)機(jī)納米顆粒和高聚合物復(fù)合制備。
根據(jù)新思界產(chǎn)業(yè)研究中心發(fā)布的
《2021-2025年中國(guó)鋰電池隔膜行業(yè)深度研究及市場(chǎng)投資風(fēng)險(xiǎn)咨詢報(bào)告》,鋰電池隔膜性能對(duì)電池的界面結(jié)構(gòu)、內(nèi)阻等具有決定性作用,進(jìn)而影響電池容量、循環(huán)穩(wěn)定性、耐熱性及安全性能等指標(biāo),其性能的提升對(duì)于提高鋰電池的綜合性能具有重要的作用。近年,受益于國(guó)內(nèi)新能源汽車領(lǐng)域的發(fā)展和5G基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的推進(jìn),鋰電池隔膜需求不斷釋放,行業(yè)表現(xiàn)出良好的增長(zhǎng)性,新增投資和項(xiàng)目建設(shè)活動(dòng)也越發(fā)活躍。2021年,中材科技旗下南京鋰膜擬投資37.53億元,在南京建設(shè)年產(chǎn)10.4億平方米鋰離子電池隔膜生產(chǎn)線;滄州明珠擬投資6.2億元,在滄州建設(shè)年產(chǎn)2億平方米濕法鋰離子電池隔膜生產(chǎn)線;美聯(lián)新材子公司安徽美芯的動(dòng)力鋰電池濕法隔膜產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目已處于廠房建設(shè)階段,預(yù)計(jì)2021年10月開(kāi)始進(jìn)行設(shè)備安裝。
新思界
行業(yè)研究員表示,目前商業(yè)化的鋰電池隔膜主要是微孔聚烯烴隔膜,但聚烯烴的表面能較低,會(huì)降低鋰離子遷移率,影響鋰離子電池的電化學(xué)性能。同時(shí),聚烯烴隔膜熔點(diǎn)低,熱穩(wěn)定性差,90℃以上會(huì)發(fā)生熱收縮,150℃以上會(huì)逐漸融化,應(yīng)用于高功率鋰電池中或可因電池運(yùn)行溫度升高而迅速收縮,存在電池內(nèi)部短路甚至爆炸風(fēng)險(xiǎn)。此外,聚烯烴的聚合單體為不可再生、難以降解的石化產(chǎn)品,長(zhǎng)期大量應(yīng)用或?qū)?dǎo)致環(huán)境問(wèn)題。因此,市場(chǎng)對(duì)于鋰電池隔膜行業(yè)加大技術(shù)投入、開(kāi)發(fā)新型產(chǎn)品、優(yōu)化產(chǎn)品性能的訴求越發(fā)強(qiáng)烈。未來(lái),隨著綠色發(fā)展戰(zhàn)略的深入實(shí)施及鋰電池隔膜技術(shù)的進(jìn)步,研發(fā)和制備推廣生物質(zhì)纖維基鋰電池隔膜等具有更好潤(rùn)濕性、熱穩(wěn)定性和環(huán)境友好性的鋰電池隔膜或?qū)⒊蔀樾袠I(yè)發(fā)展的重點(diǎn)方向之一。