隔膜是锂离子电池的重要组成部分之一,通常也被称为电池隔膜、隔膜纸、离子分离膜等,处于新能源汽车产业链的上游部分。
锂电隔膜是锂电池中关键的内层组件,能够影响锂电池的容量、循环性能和充放电电流密度等关键性能。性能优异的隔膜需要隔离正负极防止短路同时还要允许锂离子的传导,在过度充电或者温度过高时还要具有高温自闭性能来阻断电流防止爆炸,另外还要具有强度高、防火、耐性好、无毒等特点。
一般来说,根据隔膜的主要功能,隔膜的在安全性和通过性上对性能要求较高:
①给电池提供安全保障。具有良好的绝缘性,以防止正负极接触短路或者被毛刺、颗粒、枝晶穿刺而出现的短路。因此隔膜需要具有一定的拉伸、穿刺强度,不易撕裂,并且在突发高温条件下基本保持尺寸的稳定,不会熔缩导致电池的大面积短路和热失控。
②给锂电池提供实现充放电功能、倍率性能的微孔通道。因此隔膜必须具有较高的孔隙率并且孔隙特征制约着电池的锂离子的迁移,体现在参数上就是电导率。
对于用在新能源汽车上的动力电池,由于整车对电池的安全性和能量密度要求較高,因此用于动力电池上的隔膜一般会要求以下几点:
①更高安全性,包括受热稳定性、电化学稳定性、抗穿刺抗短路性能;
②更好的一致性,包括厚度、孔径和孔径分布;
③理想的孔隙率和孔隙结构;
④更强的吸液能力和较小的电阻;
⑤更高的能量密度,会要求更大的电化学稳定窗口,即耐高压(0-5V)特性也是未来趋势。
我国锂电池隔膜技术发展现状
近年来,受益于新能源汽车快速增长,锂电池需求不断增加,从而带动了锂电隔膜的市场需求,使其出货量也实现快速的增长。数据显示,2021年我国锂电隔膜出货量79亿平方米,同比增长超100%。2022年上半年我国锂电隔膜出货量54亿平方米,同比增长超55%。但目前我国锂电池隔膜依赖进口较大,未来随着产能的扩大,将有极大的进口替代空间。