鋰電池結構中，隔膜是關鍵的內層組件之一，其主要作用是使電池正、負極分隔開來，防止兩極接觸而短路，此外它還具有能使電解質離子通過的功能。因此，隔膜材料的好壞，對電池性能有很大的影響。

國內外鋰電池隔膜材料發展狀況如何，市場化情況怎樣？發展新能源產業高端隔膜材料，還需要解決哪些難題？

01、做好高端鋰電池隔膜并非易事

簡單說，鋰電池隔膜，是一層薄薄的“塑料”，但又絕非普通塑料。

“鋰電池市場化的隔膜材料，主要是以聚乙烯、聚丙烯為主的具有優異的力學性能、化學穩定性和相對廉價的聚烯烴類隔膜為主。”昆明理工大學鋰離子電池及材料制備技術國家地方聯合工程實驗室李雪教授向科技日報記者介紹，其中聚乙烯產品主要由濕法工藝制得，聚丙烯產品主要由干法工藝制得。

隔膜的性能，決定了電池的界面結構、內阻等，直接影響電池的容量、循環以及安全性能等特性，性能優異的隔膜對提高電池的綜合性能具有重要的作用。隔膜材質是不導電的，電池的種類不同，采用的隔膜也不同。對于鋰電池系列，由于電解液為有機溶劑體系，因而需要有耐有機溶劑的隔膜材料，一般采用高強度薄膜化的聚烯烴多孔膜。

要做成高端的鋰電池隔膜，并不容易。它必須具有電子絕緣性，保證正負極的機械隔離，還要有一定的孔徑和孔隙率，保證低的電阻和高的離子電導率，對鋰離子有很好的透過性。同時，隔膜材料還須具有足夠的力學性能，包括穿刺強度、拉伸強度等，但厚度盡可能小，空間穩定性和平整性好，以及熱穩定性和自動關斷保護性能好。

當電池體系發生異常時，熱溫度快速升至120～140℃之初，為防止產生危險，熱塑性隔膜發生熔融，微孔關閉，變為絕緣體，可防止電解質通過，從而達到遮斷電流的目的。

總體而言，聚丙烯相對更耐高溫，聚乙烯相對耐低溫，但對環境應力更敏感；聚丙烯密度比聚乙烯小，其熔點和閉孔溫度比聚乙烯高，但韌性比聚乙烯差。

李雪教授還介紹，隔膜材料產品還有聚丙烯+陶瓷涂層、聚乙烯+陶瓷涂覆，以及基于聚丙烯、聚乙烯的雙層和三層材料等。與此同時，一些新型隔膜材料產品也在不斷涌現并實現應用，不過，因量少價高，主要還是用在動力鋰電池制造領域。這些產品主要有涂層處理的聚酯膜、纖維素膜、聚酰亞胺膜、聚酰胺膜、氨綸或芳綸膜等，其優點是耐高溫，且具有低溫輸出、充電循環壽命長、機械強度適中的特點。

“總體來看，鋰電池隔膜材料產品呈現出明顯的多樣化發展趨勢。”李雪說。

02、攻克核心技術，龍頭企業在壯大

實施新能源汽車核心技術攻關工程，電池技術突破是關鍵的一步。

2020年11月，國務院發布的《新能源汽車產業發展規劃（2021年－2035年）》指出，開展正負極材料、電解液、隔膜、膜電極等關鍵核心技術研究，加強高強度、輕量化、高安全、低成本、長壽命的動力電池和燃料電池系統短板技術攻關，加快固態動力電池技術研發及產業化。

隨著新能源汽車市場由政策導向型切換到市場驅動型，新能源汽車廠商對鋰電池的安全性、續航能力、使用壽命等關鍵指標的要求不斷提高，尤其是國際一流鋰電池生產企業對材料品質要求甚嚴，其中鋰電池隔膜作為核心材料之一，技術壁壘高，其性能直接影響鋰電池的放電容量、循環使用壽命及安全性，鋰電池制造對隔膜產品的特性如隔膜微孔的尺寸和分布的均勻性、一致性等要求極高。

同時，在保障安全性的基礎上隔膜進一步趨于輕薄化，鋰電池隔膜輕薄化能夠有效提升鋰電池的能量密度，使單位體積或重量的鋰電池中容納更多的電極材料，從而最終提升鋰電池的續航能力。

記者在采訪中了解到，恩捷股份有限公司是全球領先的鋰電池隔膜行業龍頭，在產能規模、產品品質、成本效率、技術研發方面都具有全球競爭力。2021年企業快速發展，產能規模和收入規模大幅增長，隔膜產能和出貨量排名全球第一。

“隔膜是鋰離子電池產業鏈中最具技術壁壘的關鍵內層組件，也是四大主材中最晚實現國產化的產品。”恩捷股份有限公司董事長助理龐啟智告訴記者，我國電池隔膜在2019年國產化比例已超過92%，國產隔膜材料幾乎都供應給世界上所有主流電池廠商。

目前，恩捷股份公司的濕法鋰電池隔膜生產規模目前已處于全球領先地位，豐富的鋰電池隔膜產品種類能滿足不同客戶的多種需求。

“我們通過多年積累，建立了體系健全的研發隊伍，研發范圍覆蓋了隔膜和涂布生產設備、隔膜制備工藝以及原輔料的改進、涂布工藝、漿料配方、回收及節能技術，以及前瞻性技術儲備項目的研發。”龐啟智介紹，企業新近突破了諸多關鍵核心技術，在產品品質提升以及新產品開發方面已取得了一系列成果，現行有效的專利共有280項，其中包含國際專利13項；另有236項專利正在申請中，其中含國際專利申請56項。

“作為全球出貨量最大的濕法鋰電池隔膜供應商，我們有能力承接如LGES、三星SDI、松下、寧德時代、中創新航等大型電池廠商的大規模訂單需求。”龐啟智自信地說。

03、綜合施策，破解行業發展之困

受益于儲能行業爆發增長，2021年鋰電池隔膜產量快速增長。據華經產業研究院提供的數據統計，2021年全球隔膜總體產量76億平方米，同比增加150%，其中12月產量8.4億平方米，同比上漲109.3%，環比上漲10.3%。

干法隔膜工藝，是鋰離子電池隔膜制備過程中最常采用的辦法，但與之對應的濕法工藝，可以較好地控制孔徑大小、分布和孔隙率，所以一般用于制造高端薄膜。

“國產隔膜起步較晚，國內企業的技術成熟度不高，眾多企業在濕法方面還普遍受制于工藝、技術和生產設備的‘卡脖子’。”李雪介紹，雖然隔膜材料研發制備能力已有長足進步，但一致性有待提高是國內隔膜材料產業普遍存在的問題。一致性主要體現在不規律的缺陷、厚度、孔隙率、孔隙分布以及孔徑分布等方面。國內干法工藝已經比較成熟，高端濕法隔膜與國外還有差距，原材料聚乙烯和生產設備也還嚴重依賴進口。

為此，李雪建議必須要提升國內隔膜企業的研發能力，一方面可以鼓勵企業招募更多具有高學歷的人員加入研發團隊，另一方面可以通過產學研相互結合的方式來推進隔膜生產中關鍵問題的攻關；同時，應盡早整合國內鋰離子電池隔膜產業鏈，避免企業之間的惡性競爭，保證隔膜生產企業的貨源，調整產能，避免出現產能過剩或者不足的情況；對于發展勢頭良好的企業提供資金和政策支持，幫助企業進一步發展。

龐啟智則認為，破解我國高端隔膜材料之困，需要長遠布局，深入規劃，合理規劃產業布局；同時加強行業監管，完善行業規范，從技術水平、生產規模、資源利用、環境保護、安全要求等方面建立行業準入門檻。此外，企業也需要進一步加大研發投入，提升核心競爭力。對隔膜企業自身來說，最重要的是研發核心技術、提升工藝水平和產品質量，建設高水平生產線并提高生產效率。

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