
鋰電隔膜基體材料主要包括聚烯烴材料和無紡布材料。由于聚烯烴材料具有優異的力學性能、化學穩定性和相對廉價的特點,使得其在鋰離子電池研發初期便得到廣泛應用,并成為鋰電隔膜的主流方向。但隨著近年來地區政策層面對動力電池單體及系統能量密度提出更高的要求,對聚烯烴隔膜的性能提出了挑戰。 無紡布材料具有耐高溫、孔隙率高等優點,此外,由于其三維孔結構,可有效避免因針刺造成的短路現象,提高保液率。無紡布隔膜的上述性能,尤其適合應用于動力鋰離子電池。但亞化咨詢《中國鋰電隔膜年度報告2017》顯示,近年來無紡布隔膜的大規模應用一直進展緩慢。 無紡布隔膜基材通常選用聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、纖維素、聚亞酰胺(PI)、芳綸(聚對苯二甲酰對苯二胺)、氨綸(聚氨基甲酸酯纖維)等。自2010年美國杜邦宣布利用靜電紡絲技術制備出PI隔膜以來,國內外多家企業積極研發無紡布材料隔膜。亞化咨詢《中國鋰電隔膜年度報告2017》顯示,2010-2016年部分企業的研發成果如下表所示。 近兩年有如下企業和機構進行了相關研發與產業布局。 Dreamweaver 2016年,Dreamweaver推出多款無紡布隔膜,包括Silver、Gold與Titanium三種系列,其中Silver系列為三者中較薄的,其厚度為20μm左右。公司目標是在2017年將其厚度降至15μm,在2018年將其厚度降至12μm。公司表示,該隔膜能為各種有儲能需求的應用提供**的*保護并延長電池的使用壽命,包括太陽能電池、電動汽車、電動工具等動力電池以及對*性有更高要求的數碼鋰電產品。公司表示,公司已在德國的Glatfelter生產線每年生產1億平米這種隔膜。 三菱制紙 2017年7月,三菱制紙宣布,公司將陶瓷離子涂敷在聚酯纖維構成的無紡布隔膜上,增強電池隔膜的耐高溫性能,其可耐470℃的高溫。資料顯示,2018年,公司預計在高砂工廠投入近30億日元設備,年生產能力增至3300萬平方米。 中國海誠 中國海誠在2016年度報告中表示,公司研發中心主要在研項目為新能源汽車鋰離子電池隔膜基紙產業化研發。 報告期內公司研發目的為解決克服陶瓷無紡布鋰電隔膜涂布量大、內阻大的技術瓶頸,研制PET基材加細密紡絲熱復合技術及精細涂布技術。在錳酸鋰電池生產線測試技術性能指標,完善陶瓷無紡布鋰電隔膜技術,同時探索產業化及資本化運作模式,為產業化做好市場及生產前期準備工作。 未來擬達成目標:陶瓷無紡布隔膜在新能源汽車鋰電池生產線完成測試調整,達成或接近進口產品的技術性能指標。完成工藝生產線技術包的編制,調查產品的市場技術進展,推進產業化發展。 2017年4月,中國海誠回答投資者提問時表示,公司鋰電隔膜基技術研發目前尚處于實驗室研發階段。 金力股份 金力股份在2016年度報告中顯示,公司開發的高耐熱復合無紡布隔膜(耐熱溫度300℃以上)等新產品目前正在客戶試用階段,將會在2017年度投產。 寧波艾特米克鋰電科技有限公司 2016年底,公司表示,其生產的高性能納米纖維隔膜Sahara Aspen可用于動力鋰電。其纖維直徑50nm,隔膜孔徑300-400nm,隔膜厚度15-30μm,售價在10元/m2左右。目前年產200萬平米的隔膜中試設備已安裝完成,正在進行中試和工藝調試,爾后轉入小規模生產。 武漢紡織大學 2015年10月,武漢紡織大學申請了一種鋰離子電池用聚苯硫醚陶瓷復合隔膜的制備方法的發明專利。該發明將無機納米粒子和粘接劑配制的陶瓷漿料,涂覆到具有高熔點的聚苯硫醚基膜表面,制備聚苯硫醚陶瓷復合隔膜。相比聚烯烴陶瓷復合隔膜,該隔膜的熱穩定性顯著提高。 東華大學紡織學院 2017年4月,東華大學紡織學院在纖維基鋰離子電池隔膜研究中取得進展。通過濕法成網將PVDF-HFP聚合物與無機耐高溫短纖結合,制備出基于無機纖維非織造骨架的隔膜。該隔膜組裝入電池后,其電化學性能在常溫和高溫下均獲得顯著提升。 亞化咨詢《中國鋰電隔膜年度報告2017》顯示,截至2017年,無紡布隔膜在動力鋰離子電池的應用仍然處于中試生產和小規模試用階段,有技術的原因,也有成本和電池制造工藝匹配的原因。但是考慮到未來隨著高容量三元材料電池成為市場主流,無紡布隔膜價格的下降以及技術的提高,無紡布隔膜在動力鋰電的應用前景值得期待。