概述:

隔膜是锂离子电池的重要组成部分，是用于隔开正负极极片的微孔膜, 是具有纳米级微孔结构的高分子功能材料。其主要功能是防止两极接触而发生短路同时使电解质离子通过。其性能决定着电池的界面结构、内阻等，直接影响着电池的容量、循环以及电池的安全性能。

基本介绍:

锂电池隔膜成本占电池成本的1/3左右。隔膜是保证锂离子电池安全稳定工作的核心材料，目前国内厂商基本完全依赖从日本、美国、韩国等国进口，隔膜这一高技术附加值与高利润附加值材料的国产花进程将是降低锂电池成本的主要突破领域，主要难点在于复合材料、厚度、强度、孔径等。目前，商品化的锂离子电池隔膜产品多为聚烯烃材料制备的微孔膜，主要原料为高分子量的聚乙烯和聚丙烯，产品包括聚乙烯PE单层膜、聚丙烯PP单层膜以及由PP和PE复合的PP/PE/PP多层微孔膜。聚烯烃材料具有强度高、耐酸碱腐蚀性好、防水、耐化学试剂、生物相容性好、无毒性等优点，其工业制备较成熟。处于研究阶段或者还没有大规模应用的锂离子电池隔膜还有PET/纤维素无纺布、聚偏二氟乙烯（PVDF）多孔膜、聚酰亚胺（PI）电纺丝多孔膜，以及各种PE，PVDF，PP,PI改性膜等。

类型型号分类:

当前主要采用的隔膜材质多为PP,PE及PP/PE/PP三层隔膜，孔隙率一般在28-40%

涂覆隔离膜 (12um+三氧化二铝/PVDF涂层)；涂覆隔离膜(9um+三氧化二铝/PVDF涂层)；涂覆隔离膜(7um+三氧化二铝/PVDF涂层)；陶瓷涂布隔离膜(12um+三氧化二铝涂层)；陶瓷涂布隔离膜(9um+三氧化二铝涂层)；陶瓷涂布隔离膜(7um+三氧化二铝涂层)；隔离膜(12um)；隔离膜(9um)；隔离膜(7um)

应用:

在电池组装和充放电循环使用过程中，需要隔膜材料本身具有一定的机械强度。隔膜的机械强度可用抗张强度和抗刺穿强度来衡量，另外，张力一致性也是较重要的评估性能参数，由于9um以下隔膜都需要涂布陶瓷层才可使用，所以隔膜TD方向上的张力一致性要达到一定的要求才能够符合涂布工艺的要求。隔膜的物理结构对电芯机械安全性能有较为明显的影响，在energy cell的评估中显示，高孔隙率会恶化Impact的通过率，小孔径的隔膜可以改善impact，但不能实现100%通过。而对于Nail测试的结果显示，热稳定性越差的隔膜通过率越低，越薄的隔膜，其通过率也越低。原因分析为，在发生内短路（局部高倍率放电）时，低孔隙率和小孔径隔膜会对局部的高倍率电流起到一定的限制作用，从而阻止失效点的进一步扩散，从而提高了测试通过率。而隔膜做为分隔正负极的安全屏障，其热稳定性、机械强度和厚度同样也起到重要的作用。

组装方法/工艺流程:

锂离子电池隔膜的材料主要为多孔性聚烯烃,其制备方法主要有湿法和干法两种,湿法也称之为相分离法或热致相分离( TIPS) ; 干法,即拉伸致孔法, 又叫熔融拉伸(MSCS) 。两者目的均在于提高隔膜的孔隙率和强度等性能。隔膜的分类及工艺，特性见下简表。另外，PET/纤维素无纺布的使用无纺布技术制程，聚偏二氟乙烯（PVDF）多孔膜也使用相分离方法、聚酰亚胺（PI）及聚酰胺（PAI）使用电纺丝及流延相分离制程。

锂离子电池隔膜技术要求:

锂离子电池隔膜的性能决定着电池的界面结构、内阻等，直接影响着电池的容量、循环以及电池的安全性能。故以为锂离子电池隔膜的技术要求：
1） 绝缘性能，是电子导电的绝缘体
2） 对电解液的排斥最小，具有良好的电解液的浸润性能
3） 离子电导率高，即对电介质离子运动的阻力要小
4） 能够有效地阻止颗粒、胶体或其它可溶物在正负电极之间的迁移
5） 机械强度要高，保证加工过程中不会撕裂,变形.
6） 尺寸稳定性，在低于熔点温度下尺寸变化小，不会导致正负极短路
7） 化学稳定性及电化学惰性，对于电解液、可能存在的杂质、电极反应物及电极反应的产物要足够稳定，不会溶解或降解。
8） 厚度及孔径的均匀性要高