越來越薄，鋰離子電池隔膜技術進展到哪里了？

作為鋰離子電池四大主材之一的隔膜，它的存在直接影響著電池的安全性，它的孔隙率、厚度、吸液性、靜電值直接影響著電池的電性能。而隨著鋰離子電池能量密度的逐年提升，非活性物質的量也是越來越少，隔膜也越來越薄，這將給鋰離子電池的安全性帶來極大的挑戰，下面就從幾個方面來簡單看一下目前隔膜的研究進展。

從上圖中可以看出，隔膜的各個性能指標是相互制約，相互影響的，所有隔膜廠家都在找其中的最優的組合，并不存在所有指標都最優的隔膜，所以需要在電性能、安全性能以及規模化生產的綜合評判指標中找出平衡點。由于傳統的隔膜越做越薄，因此需要在隔膜上涂膠或者圖陶瓷來滿足熱穩定性以及抗拉強度的需要。

不同的涂層具有與不同的作用，目前來說涂陶瓷的隔膜已經穩定的并且量產了，但目前仍然存在著過不了短路測試，陶瓷顆粒脫落帶來的自放電問題、電池卷繞時引起的抽芯、掉粉問題的存在，需要進一步的對陶瓷涂層進行改善和研究，同時為了提升電性能，涂膠以及其涂層的隔膜也在進一步研究之中。

通過對陶瓷隔膜的性能測試表明，陶瓷涂層顯著改善了隔膜的吸液性和保液性，因而表現出良好的循環性能。

單純的隔膜加熱實驗也表明，陶瓷層的存在顯著改善了隔膜的熱收縮性能，在150℃是無明顯收縮，這也給高能量密度電池帶來了安全的保障。

而對于未來隔膜的發展，也可以從這張趨勢圖中可以看出，隨著技術水平的進步，隔膜也逐漸由微孔向無孔過渡，并終將被固態電解質所取代（固態電解質將做專題討論，本文不在贅述），下面將介紹幾種新型的隔膜。

通過熱壓法制備的三明治結構的無紡布復合隔膜，顯著改善了陶瓷層的脫落、改善電池的自放電等性能。

通過靜電紡絲法制備的PI納米纖維膜，不近改善了隔膜本身的機械強度，也在吸收電解液以及離子電導率方面也有了顯著改善。

三明治結構的PI－PVDF－PI納米纖維隔膜，在160℃是PVDF熔化，堵塞PI的微孔，從而實現了閉孔的功能，顯著改善了電池的安全性能。

從專家組的所公布的技術路線圖來看，也和目前的技術發展是匹配的，高安全性、高穩定性的隔膜將是未來七八年的研究熱點。

參考文獻：1．動力電池技術路線圖

2．高比能量動力電池研討會報告

3．鋰離子電池隔膜技術的發展   儲能科學與技術