鋰電隔膜重要技術(shù)進(jìn)展

1、聚烯烴表面改性

在單層聚烯烴隔膜上加入或者復(fù)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(fù)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(fù)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(fù)合隔膜，由于聚芳酯具有良好的耐熱性能，復(fù)合隔膜熔融溫度提高到大于180℃。

通過(guò)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(fù)合隔膜同時(shí)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(dá)到94%.

2、聚烯烴-陶瓷復(fù)合隔膜

聚烯烴類(lèi)有機(jī)隔膜且具有較好的力學(xué)性能及成本低等特點(diǎn)，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(lèi)有機(jī)隔膜上涂覆無(wú)機(jī)陶瓷顆粒而制備出復(fù)合膜的工藝應(yīng)運(yùn)而生。

雖然陶瓷涂層給電池性能帶來(lái)怎么樣的影響仍需更深入的研究和評(píng)價(jià)才能得出最終的結(jié)論，但這一技術(shù)卻被許多隔膜公司和電池公司爭(zhēng)相仿效，得到了迅速的推廣。

在聚合物陶瓷復(fù)合膜中，聚烯烴類(lèi)有機(jī)微孔膜材料供應(yīng)柔韌性以滿(mǎn)足電池裝配工藝的需求。無(wú)機(jī)陶瓷顆粒則在復(fù)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(duì)陶瓷復(fù)合膜的表面性質(zhì)、孔道結(jié)構(gòu)、機(jī)械強(qiáng)度等性能有重要影響。

聚合物-陶瓷復(fù)合膜在一定程度上提高了聚烯經(jīng)類(lèi)隔膜的熱穩(wěn)定性及電解液潤(rùn)濕性，但是這種復(fù)合技術(shù)存在的最大問(wèn)題是陶瓷相與有機(jī)相結(jié)合力較弱，易出現(xiàn)陶瓷脫落（掉粉現(xiàn)象。通過(guò)合理調(diào)控稀合劑用量、采用原位復(fù)合技術(shù)將無(wú)機(jī)陶瓷顆粒被預(yù)先分散在成膜溶液中，通過(guò)濕法雙向拉伸技術(shù)或靜電紡絲法制成隔膜的工藝過(guò)程等方法可以在一定程度上緩解這一現(xiàn)象。

以聚烯烴隔膜為基材的復(fù)合隔膜產(chǎn)品，重要保持了聚烯烴隔膜易于拉伸成孔的可加工性，同時(shí)改善了隔膜的安全性、親液性等特性，在隔膜的換代產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)商品化之前，仍將占據(jù)重要的市場(chǎng)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(lèi)隔膜、纖維素類(lèi)隔膜、聚酰亞胺（PI）類(lèi)隔膜、聚酯（PET）類(lèi)隔膜及其它聚合物陶瓷復(fù)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(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合物三類(lèi)。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(lèi)隔膜材料，含氟聚合物材料隔膜具有更強(qiáng)的極性和更高的介電常數(shù)，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(lèi)材料的成型方法多樣，如澆鑄法、電紡法、熱壓法等，有利于調(diào)控孔隙率。

（2）纖維素隔膜的電池性能與聚烯烴隔膜相當(dāng)，但其資源豐富且可再生利用。與此同時(shí)，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(lèi)材料。

早期使用的纖維素類(lèi)材料快速充放電性能優(yōu)異，但存在自放電現(xiàn)象，循環(huán)性能不夠穩(wěn)定，耐電壓性不夠。有研究學(xué)者以無(wú)紡布纖維素為基材，P（VDF-HFP）為涂層，制得纖維素/PVDF復(fù)合隔膜，與傳統(tǒng)的PP膜相比，親液性明顯增強(qiáng)，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(nèi)容有兩個(gè)：一是新材料體系，二是可以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的工藝方法。離開(kāi)了高效的工藝方法，再好的材料也無(wú)法成為可以被廣泛接受的商品。