电池隔膜行业报告（37页）

行业报告下载 2022年10月09日 08:50 管理员

隔膜、正极材料、负极材料和电解液是组成锂离子电池最重要的材料，隔膜作为锂电池四大主材之一，在锂电材料总成本占比 4%左右。锂电池隔膜具有大量曲折贯通的微孔，能够保证电解质离子自由通过形成充放电回路，其主要功能是隔离正负极，防止电池短路，同时保证锂离子在充放电期间正常通过微孔通道以保证电池正常工作。隔膜的性能的优劣决定着锂离子电池的内阻、容量、循环性能、充放电电流密度等关键特性。目前商业化锂电池隔膜主要为聚乙烯（PE）隔膜、聚丙烯（PP）隔膜以及 PE 和 PP 复合多层微孔膜。PE 隔膜强度高，加工范围宽；PP 隔膜孔隙率、透气率、力学性能高。普通 3C 电池主要采用单层 PE 膜或单层 PP 膜；动力电池一般采用 PE/PP 双层膜、PP/PP 双层膜或 PP/PE/PP 三层膜。然而，聚烯烃隔膜存在非常明显的缺点，热稳定性和对电解液的浸润性不足，使得对聚烯烃隔膜进行涂覆改性成为趋势方向。隔膜的生产工艺主要分为湿法和干法两类。锂离子电池隔膜生产工艺包括原材料配方和快速配方调整、微孔制备技术、成套设备自主设计等工艺。其中，微孔制备技术是锂离子电池隔膜制备工艺的核心，按照其工艺类型可以分为干法拉伸（单向和双向拉伸两种）和湿法工艺两类。隔膜中干法单向拉伸专利主要掌握在以美国 Celgard 公司、日本宇部为代表的国际厂商，湿法工艺最早由日本旭化成提出，专利主要掌握在以日本旭化成、东燃化学为代表的国际厂商。而经过多年努力，国内干法单向拉伸技术由星源材质 2008 年自主研发成功并取得了相应的专利技术；

干法双向拉伸技术是我国中国科学院化学所研究自主开发的工艺。干法隔膜安全性高，且成本较低，因此大多应用于大型磷酸铁锂动力锂电池中；而湿法隔膜由于厚度更薄、孔隙率高，孔径的均匀性和透气率较高，相比干法隔膜在力学性能、透气性能和理化性能方面均具有一定优势，因此在重视能量密度的三元电池中应用更广泛。隔膜涂覆是在原有锂离子电池隔膜上面（包括干法湿法隔膜）以三氧化二铝和粘结剂以及去离子水混合搅拌为浆料，采用微凹版挤压涂布的方式来在基材隔膜上面做一层或者两面各一层的陶瓷面，厚度为 2－4um。陶瓷隔膜新增了原膜的机械强度，使得电池耐高温、防穿刺、降低厚度方面表现出优异性能。同时不会影响透气性，保证了锂离子的流动，从而提高了安全性。通过涂覆加工处理，不仅可提升隔膜的热稳定性、改善其机械强度，防止隔膜收缩而导致的正负极大面积接触，还能提高隔膜的耐刺穿能力，防止电池长期循环工况下锂枝晶刺穿隔膜引发的短路。同时，涂覆工艺有利于增强隔膜的保液性和浸润性，从而延长电池循环寿命。涂覆材料可以分为无机和有机两种，无机材料主要有陶瓷（勃姆石、氧化铝），有机材料主要有 PVDF、芳纶等，一般而言陶瓷相对较为便宜动力电池里运用较多，而芳纶价格较高，主要用于消费电子类。

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