电池涂覆材料行业报告：芳纶涂覆隔膜、PVDF（17页）

行业报告下载 2022年12月16日 07:39 管理员

涂覆材料可改善聚烯烃基膜性能。聚烯烃隔膜（基膜）本身热尺寸稳定性差，极性低导致电解液亲和性差，从而影响电池快充和安全性能。在聚烯烃隔膜（基膜）上涂覆陶瓷等纳米或有机材料，使涂覆隔膜热稳定性提高、热收缩降低、与电解液浸润性提高。图表 1 为勃姆石涂覆在聚乙烯基膜上的热稳定性测试，当温度加热到 170 度，隔膜已发生明显形变，涂覆膜几乎无收缩，涂覆工序可改善隔膜熔点低、安全性差的不足之处。图表 2 为聚乙烯基膜涂覆 PVDF 前后对比，聚乙烯基膜呈现湿法隔膜典型的树枝状微孔结构，表面涂覆 PVDF 有机粒子后，聚乙烯基膜上附着了一层 PVDF 涂覆层，形成大量微孔，提高电解液保持率，从而降低锂电池内阻和提高放电功率。极片边缘涂覆可提高电池安全性和良品率。勃姆石等材料亦可用在锂电池电芯的极片涂覆，以提高锂电池的安全性能及良品率。以比亚迪为例，其最新的刀片电池将采用勃姆石材料在电芯极片边缘进行涂覆。极片涂覆可分别应用在电池的正极和负极： 1）正极极片边缘涂覆：由于正极片一般小于负极片，极片宽边的边缘在切割中容易出现毛刺，一旦刺穿隔膜接触到负极会引起电池短路。勃姆石表面光滑，涂覆后可填平正极边缘，使切割后的表面光滑无毛刺。

行业内由宁德时代率先使用勃姆石进行正极边缘涂覆已形成示范效应，比亚迪、亿纬锂能等电池厂也在导入。 2）负极边缘涂覆：负极表面粗糙，涂覆超小粒径的勃姆石后，负极造孔变得均匀，可以改善电解液亲润性，使得锂离子在充放电过程中更加通畅。负极边缘涂覆还未形成主流，目前有应用在 ATL 的消费电池上。电池能量密度迭代驱动有机涂覆需求。无机涂覆材料主要有氧化铝、勃姆石，有机涂覆材料主要有 PVDF、PMMA 等，在牢固性、透气性、耐热性和吸液性等指标上看，无机和有机涂覆材料各有优劣，互补性较强。牢固性 vs 透气性：陶瓷类无机物透气性好，但本身没有粘结性，需要用胶把无机物粘在隔膜上，若产品质量不好可能出现脱粉情况，导致涂覆不均匀，在电池中造成安全隐患。有机物质地软，粘结性好，PMMA、PVDF 等本身就是胶，可以有效解决牢固性的问题，但是相应的透气性差。有机物与无机物组合涂覆可形成功能互补。有机涂覆材料包括 PVDF、PMMA 等，具有高粘结性、吸液及保液能力，能够有效降低隔膜内阻，提高电化学性能。由于 PVDF、PMMA 自身耐热性、透气性等存在局限性，有机物一般与无机物相结合，常见的组合形式包括双面多层涂覆、单面多层涂覆、单面混和涂覆。