鋰電隔膜重要技術進展

1、聚烯烴表面改性

在單層聚烯烴隔膜上加入或者復合具有親液性能、耐高溫性能等特性的材料，從而獲得性能更加優(yōu)異的復合隔膜，是制備高性能隔膜的一大研究方向。

目前常用的工藝包括涂覆、浸涂、噴涂、復合等。有研究表明在PE隔膜上涂覆聚芳酯材料，形成多孔聚合物沉淀物的復合隔膜，由于聚芳酯具有良好的耐熱性能，復合隔膜熔融溫度提高到大于180℃。

通過浸涂法在PE隔膜上涂覆多巴胺，獲得的改性隔膜具有更高的吸附電解液的性能，有效地改善了隔膜的高倍率循環(huán)性能。

使用PVDF/SiO2的混合物改性聚烯烴隔膜，使復合隔膜同時具備PVDF的親電解液性能和Si02的耐高溫性能，制各的鍾離子電池在2C放電倍率下，其充放電效率達到94%.

2、聚烯烴-陶瓷復合隔膜

聚烯烴類有機隔膜且具有較好的力學性能及成本低等特點，但在熱穩(wěn)定性、親液性等方面存在不足，所以作為電池隔膜，其安全性能有待提升。因此，在聚烯烴類有機隔膜上涂覆無機陶瓷顆粒而制備出復合膜的工藝應運而生。

雖然陶瓷涂層給電池性能帶來怎么樣的影響仍需更深入的研究和評價才能得出最終的結論，但這一技術卻被許多隔膜公司和電池公司爭相仿效，得到了迅速的推廣。

在聚合物陶瓷復合膜中，聚烯烴類有機微孔膜材料供應柔韌性以滿足電池裝配工藝的需求。無機陶瓷顆粒則在復合膜中形成剛性骨架，防止隔膜在高溫條件下發(fā)生收縮甚至熔融，以提升電池安全性能。粘合劑則對陶瓷復合膜的表面性質、孔道結構、機械強度等性能有重要影響。

聚合物-陶瓷復合膜在一定程度上提高了聚烯經類隔膜的熱穩(wěn)定性及電解液潤濕性，但是這種復合技術存在的最大問題是陶瓷相與有機相結合力較弱，易出現陶瓷脫落（掉粉現象。通過合理調控稀合劑用量、采用原位復合技術將無機陶瓷顆粒被預先分散在成膜溶液中，通過濕法雙向拉伸技術或靜電紡絲法制成隔膜的工藝過程等方法可以在一定程度上緩解這一現象。

以聚烯烴隔膜為基材的復合隔膜產品，重要保持了聚烯烴隔膜易于拉伸成孔的可加工性，同時改善了隔膜的安全性、親液性等特性，在隔膜的換代產品實現商品化之前，仍將占據重要的市場份額。

3、新材料體系

按照所用材料，電池隔膜分為聚烯烴改性隔膜和新材料體系隔膜。其中新材料體系重要有含氟聚合物類隔膜、纖維素類隔膜、聚酰亞胺（PI）類隔膜、聚酯（PET）類隔膜及其它聚合物陶瓷復合隔膜等。

（1）含氟聚合物隔膜重要是指PVDF隔膜材料。從材料角度可以將其分為單一聚合物、多元聚合物和有機無機復合物三類。最常用的單一聚合物包括PVDF、P（VDF-HFP）（聚偏氟乙烯-六氟丙烯〉和P（VDF-TrFE）（聚偏氟乙烯-三氟乙烯）。

相比于聚烯烴類隔膜材料，含氟聚合物材料隔膜具有更強的極性和更高的介電常數，大大的提升了隔膜的親液性，并有助于鋰鹽的離子化。

此外，這類材料的成型方法多樣，如澆鑄法、電紡法、熱壓法等，有利于調控孔隙率。

（2）纖維素隔膜的電池性能與聚烯烴隔膜相當，但其資源豐富且可再生利用。與此同時，纖維素材料初始分解溫度較高（>270"C），熱穩(wěn)定性明顯優(yōu)于聚烯烴類材料。

早期使用的纖維素類材料快速充放電性能優(yōu)異，但存在自放電現象，循環(huán)性能不夠穩(wěn)定，耐電壓性不夠。有研究學者以無紡布纖維素為基材，P（VDF-HFP）為涂層，制得纖維素/PVDF復合隔膜，與傳統的PP膜相比，親液性明顯增強，熱穩(wěn)定性大大提升。

（3）新工藝方法

隔膜的研發(fā)中核心的內容有兩個：一是新材料體系，二是可以實現工業(yè)化生產的工藝方法。離開了高效的工藝方法，再好的材料也無法成為可以被廣泛接受的商品。