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解讀：2015年鋰電涂層隔膜技術(shù)的發(fā)展
2015-12-30 unima薄膜新材網(wǎng)
受惠于政策的支持，2015年國內(nèi)鋰電行業(yè)迎來了高速發(fā)展，同步也帶動鋰電隔膜的需求。
預(yù)計2015年中國國內(nèi)的隔膜市場容量在6.2億平方米，同比增長36%，國產(chǎn)隔膜的產(chǎn)量大概占到國內(nèi)隔膜市場容量70%，大概在4.5億平方米，同比增速40%以上。
國產(chǎn)隔膜的量上來了，那質(zhì)呢？隔膜的現(xiàn)有技術(shù)達(dá)到什么水平了？發(fā)展方向又是什么？
小編結(jié)合第二屆國際先進(jìn)隔膜論壇的專家報告為大家解讀2015年的鋰電涂層隔膜技術(shù)發(fā)展。
①隔膜涂層在電池中的顯著作用
涂覆（或復(fù)合）隔膜乃是當(dāng)今隔膜應(yīng)用發(fā)展的焦點所在，隔膜表面采用涂覆層優(yōu)勢明顯。
首先是提高了隔膜的熱穩(wěn)定性，如陶瓷涂覆后隔膜高溫180℃形體保持仍然良好，可避免隔膜收縮造成內(nèi)部短路，使電池安全性顯著提升；
其次是提高隔膜對電解液的浸潤性，有利于電池內(nèi)阻降低、放電功率提升；
再有是可阻止或降低隔膜氧化，有利于配合高電壓正極的操作以及延長電池循環(huán)壽命等；
②隔膜涂層材料多以PE或PP微孔膜為基體材料
涂層材料主要有陶瓷材料和有機(jī)物材料，基體材料多采用PE或PP微孔膜，以下為具有代表性的四中涂覆隔膜。
隔膜涂覆層材料類型微結(jié)構(gòu)特征圖
注：陶瓷材料包括Al2O3、AlO(OH)、SiO2、TiO2、MgO、CaO等。
③陶瓷涂層隔膜已經(jīng)逐步在電池產(chǎn)品中推廣應(yīng)用
下表列出了國外幾家電池制造商采用隔膜涂層技術(shù)的情況。
我國大型電池公司大多也開始在產(chǎn)品中采用涂層隔膜，典型的例子是氧化鋁涂覆（3微米）隔膜已經(jīng)用于蘋果的iPadMini鋁塑封鋰離子電池。
各國大型電池企業(yè)采用和未采用涂層隔膜的比例圖
中航鋰電在隔膜涂層技術(shù)上展開了深入的研究，并在動力電池上開始應(yīng)用，其中特別突出的是安全性顯著提升。
分析表明，基于涂層技術(shù)可以在較薄的隔膜上實施，由此對采用更薄的基體膜，留出更大的電極空間變成可能，因此該技術(shù)將繼續(xù)得到發(fā)展與擴(kuò)展應(yīng)用。
只是電池可以選擇的涂層材料具有多樣性（無機(jī)物或有機(jī)聚合物）以及制造涂層的可選擇性（可以采購，也可以在公司內(nèi)制造）。
同時，還可以在電極上實施涂層取代隔膜上的涂層，或二者兼而有之。
④國外涂層隔膜介紹
德國Litarion公司一直采用PET無紡布基體制造填充有陶瓷Al2O3的隔膜。
這種隔膜早期在中國推廣過，但是沒有取得實際應(yīng)用進(jìn)展。
目前這種隔膜及其電極被用于他們與一家電動汽車公司（Electrovaya）合資的電池公司所制造的動力電池，再由Electrovaya制造成動力電池包，供電動車輛采用。
其40Ah電池以1C充放電，100%DOD下可達(dá)到9000次，容量保持在30Ah；單體電池能通過180℃烘箱以及針刺實驗，沒有安全問題發(fā)生。
德國制造的無紡布上填充Al2O3的隔膜微結(jié)構(gòu)圖
美國Optodot公司致力于AlOOH的隔膜的研究，與Al2O3相比，AlOOH具有密度低等優(yōu)勢。
Optodot公司期望該隔膜能實現(xiàn)全陶瓷隔膜，最終實現(xiàn)隔膜與電極一體化。采用該類型隔膜制造的5Ah鋁塑封電池循環(huán)1000次（1C充放電）尚無明顯容量損失，放電倍率特性有改善，安全性能顯著提升等。
美國Optodot的復(fù)合AlOOH隔膜及其發(fā)展設(shè)想示意圖
⑤涂膜設(shè)備
我國自主開發(fā)的高速涂膜設(shè)備已經(jīng)用于國內(nèi)廠家的隔膜涂覆層制備過程，典型設(shè)備如下圖所示。
我國自主開發(fā)的典型高速陶瓷隔膜涂布機(jī)照片
目前國內(nèi)高漲的鋰電隔膜投資熱已引起了業(yè)內(nèi)人士的擔(dān)心，是否會重蹈光伏的覆轍，現(xiàn)在談?wù)撨€為時過早。
但可以預(yù)見的是未來三年內(nèi)，隔膜行業(yè)價格競爭將越來越激烈，將迎來行業(yè)大洗牌--缺技術(shù)，少品牌，短資金將會淘汰出局，尤其是新上線企業(yè)，中小型企業(yè)境地不容樂觀。
唯有掌握前沿技術(shù)才能在之后的競爭中掌握主動權(quán)。