電池隔膜最主要的功能是分隔電池中的正負(fù)極板，防止正負(fù)極板直接接觸產(chǎn)生短路，同時(shí)，由于隔膜中具有大量曲折貫通的微孔，電池中的正負(fù)離子可以在微孔中自由通過，在正負(fù)極板之間遷移形成電池內(nèi)部導(dǎo)電回路，而電子則通過外部回路在正負(fù)電極之間遷移形成電流，供用電設(shè)備利用。

注意：目前有些人在解釋隔膜功能時(shí)，通常解釋為“隔膜上的微孔可以讓離子通過而電子不能通過”的說法是沒有根據(jù)的，它不符合原電池的基本原理，因?yàn)殡姵貎?nèi)部的電解液中自由電子是以正負(fù)離子的形式存在，電池內(nèi)部的導(dǎo)電是靠離子在正負(fù)極之間的遷移來實(shí)現(xiàn)的。

基本表征參數(shù)及其意義

1、厚度

隔膜的厚度，在同樣大小的電池中，隔膜厚度越厚，能卷繞的層數(shù)就越少，相應(yīng)容量也就會(huì)降低;較厚的產(chǎn)品，穿刺強(qiáng)度會(huì)稍高，安全性會(huì)高一些;同樣孔隙率的情況下，越厚的產(chǎn)品，其透氣率會(huì)稍差，使得電池的內(nèi)阻會(huì)高一點(diǎn)。

但是，由于目前的生產(chǎn)技術(shù)限制，較厚或較薄的產(chǎn)品在生產(chǎn)上有一定的難度，厚度的均勻性，收得率會(huì)低一些。對(duì)于消耗型鋰離子電池(手機(jī)、筆記本電腦、數(shù)碼相機(jī)中使用的電池)，25 微米的隔膜逐漸成為標(biāo)準(zhǔn)。然而，由于人們對(duì)便攜式品的使用的日益增長，更薄的隔膜，比如說20 微米、18 微米、16 微米、甚至更薄的隔膜開始大范圍的應(yīng)用。

對(duì)于動(dòng)力電池來說，由于裝配過程的機(jī)械要求，往往需要更厚的隔膜，當(dāng)然對(duì)于動(dòng)力用大電池，安全性也是非常重要的，而厚一些的隔膜往往同時(shí)意味著更好的安全性。

常用單位：μm

典型值：16、18、20、25、30

影響電池性能：安全性、容量、內(nèi)阻

2、透氣率

又叫 Gurley 數(shù)，反映隔膜的透過能力。即一定體積的氣體，在一定壓力條件下通過1 平方英吋面積的隔膜所需要的時(shí)間。氣體的體積量一般為50ml，有些公司也會(huì)標(biāo)100ml，最后的結(jié)果會(huì)差兩倍。

透氣率從一定意義上來講，和用此隔膜裝配的電池的內(nèi)阻成正比，即該數(shù)值越大，則內(nèi)阻越大。然而，對(duì)于不同類型、厚度的隔膜，該數(shù)字的直接比較沒有任何意義。

因?yàn)殇囯x子電池中的內(nèi)阻和離子傳導(dǎo)有關(guān)，而透氣率和氣體傳導(dǎo)有關(guān)，兩種機(jī)理是不一樣的。換句話說，單純比較兩種不同隔膜的Gurley 數(shù)是沒有意義的，因?yàn)榭赡軆煞N隔膜的微觀結(jié)構(gòu)完全不一樣;但同一種隔膜的Gurley 數(shù)的大小能很好的反應(yīng)出內(nèi)阻的大小，因?yàn)橥环N隔膜相對(duì)來說微觀結(jié)構(gòu)是一樣的或可比較的。

常用單位：s/100ml

典型值：200~800s/100ml

影響電池性能：內(nèi)阻

3、吸液率

反映隔膜材料、微觀結(jié)構(gòu)與電池液的浸潤性能。為了保證電池的內(nèi)阻不是太大，要求隔膜是能夠被電池所用電解液完全浸潤，這方面沒有一個(gè)公認(rèn)的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。大致可以通過以下試驗(yàn)來判斷：取一定面積的隔膜完全浸泡在電解液中，看隔膜吸收電解液的重量，同樣厚度的隔膜，吸收的重量越大，浸潤效果越好。浸潤度一方面與隔膜材料本身有關(guān)，還與隔膜的表面及內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，另一方面與電解液的配方也有很大關(guān)系。

常用單位：g/m2

影響電池性能：內(nèi)阻、容量

4、化學(xué)穩(wěn)定性

隔膜的使用環(huán)境是一個(gè)化學(xué)環(huán)境，因此要求隔膜對(duì)電解液具有化學(xué)惰性，即不與電解液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，也不能影響電解液的化學(xué)性質(zhì)。目前市場(chǎng)上供應(yīng)的隔膜用材料 PE 或PP 是滿足化學(xué)惰性要求的。

5、孔徑

一般濕法隔膜的孔徑在 0.01~0.1μm，干法隔膜的孔徑在0.1~0.3μm，孔徑的大小與隔膜的透氣率有關(guān)，過大的孔徑有可能導(dǎo)致隔膜穿孔形成電池微短路。

影響電池性能：內(nèi)阻、短路率

6、穿刺強(qiáng)度

隔膜抗穿刺的能力。在電池制造過程中由于電極表面涂覆不夠平整、電極邊緣有毛刺等情況，以及裝配過程中工藝水平有限等因素，因此要求隔膜有相當(dāng)?shù)拇┐虖?qiáng)度。

另外，還有一種觀點(diǎn)是電池在使用過程中電池內(nèi)部會(huì)逐漸形成枝狀晶體，有可能刺破隔膜，造成內(nèi)部微短路。由于測(cè)試的時(shí)候所用的方法和實(shí)際電池中的情況有很大的差別，直接比較兩種隔膜的穿刺強(qiáng)度不是特別合理，但在微結(jié)構(gòu)一定的情況下，相對(duì)來說穿刺強(qiáng)度高的，其裝配不良率低。但單純追求高穿刺強(qiáng)度，必然導(dǎo)致隔膜的其他性能下降。

常用單位：g/厚度

典型值：>300g/20μm(濕法)

影響電池性能：短路率、安全性

7、拉伸強(qiáng)度

反映隔膜的拉伸機(jī)械強(qiáng)度，拉伸強(qiáng)度大的隔膜在使用中不容易被拉伸變形。

常用單位：MPa

典型值：濕法，MD/TD>90MPa

干法，TD>150MPa，MD>5MPa

影響電池性能：制造過程、安全性

8、熱收縮率

反映隔膜在受熱時(shí)的尺寸穩(wěn)定性。除了隔膜需要在電池使用的溫度范圍內(nèi)(-20~60℃)保持尺寸穩(wěn)定外，還有一個(gè)就是在電池生產(chǎn)過程中由于電解液對(duì)水份非常敏感，大多數(shù)廠家會(huì)在注液前進(jìn)行85℃左右的烘烤，要求在這個(gè)溫度下隔膜的尺寸也應(yīng)該穩(wěn)定，否則會(huì)造成電池在烘烤時(shí)，隔膜收縮過大，極片外露造成短路。

常用單位：%(90℃2h)或(120℃1h)

典型值：90℃2h 濕法 MD 縱向<5.0%,TD 橫向<3.0% 干法 MD<3.0%,TD<1.0%

120℃1h 濕法 MD/TD<20% 干法 MD/TD<10%

9、閉孔溫度、破膜溫度

反映隔膜耐熱性能和熱安全性能的重要參數(shù)閉孔溫度是指達(dá)到這一溫度后，隔膜閉孔，電池內(nèi)部形成斷路，防止電池內(nèi)部溫度由于內(nèi)部電流過大進(jìn)一步上升，造成安全隱患。這一特性可以為鋰離子電池提供一個(gè)額外的安全保護(hù)。

閉孔溫度與材料本身的熔點(diǎn)密切相關(guān)，如PE 為128~135℃，PP 在150~166℃。當(dāng)然不同的微結(jié)構(gòu)對(duì)熱關(guān)閉溫度有一定的影響。

但對(duì)于小電池，熱關(guān)閉機(jī)制所起的作用很有限。破膜溫度是造成電池破壞的極限溫度，在此溫度下，隔膜完全融化收縮，電極內(nèi)部短路產(chǎn)生高溫直至電池解體或爆炸。

典型值：PE 膜 閉孔128~135℃ 破膜>145℃

PP 膜 閉孔150~166℃，

三層復(fù)合膜 雙閉孔溫度，破膜溫度高

影響電池性能：耐熱安全性

10、孔隙率

反映隔膜內(nèi)部微孔數(shù)量，目前，鋰離子電池用隔膜的孔隙率為40%左右。孔隙率的大小和內(nèi)阻有一定的關(guān)系，但不同種隔膜之間的空隙率的絕對(duì)值無法直接比較。

典型值：40~60%

影響電池性能：內(nèi)阻

11、靜電

隔膜表面帶有較強(qiáng)靜電時(shí)，會(huì)造成隔膜吸塵，還會(huì)造成疊片時(shí)與極片吸在一起，不容易與極片對(duì)齊，使生產(chǎn)效率降低。

12、彎曲度

隔膜分切后產(chǎn)生的弧形，弧形明顯時(shí)會(huì)造成疊片不齊，卷繞時(shí)產(chǎn)生渦狀，造成極片外露而短路。

13、面密度

指隔膜單位面積的重量。由于隔膜含有大量微孔，隨著微孔數(shù)量減少，隔膜面密度的增大，孔隙率、透氣率會(huì)降低。不同厚度、不同工藝的隔膜，其面密度無可比性。

常用單位：g/m2

典型值：8~12 g/m2

影響電池性能：內(nèi)阻

隔膜生產(chǎn)廠家列舉

美國：Celgard(三層PP/PE/PP)，Entek (單層PE)

日本：Asahi，Tonen(單層PE)，UBE(三層PP/PE/PP)，Nitto，三井

韓國：Wide、W-Able、SK、W-scope

中國：國內(nèi)鋰電隔膜產(chǎn)量 前10排名(截至2017年底)

1、上海恩捷新材料科技股份有限公司

企業(yè)簡介：采用濕法微孔隔膜的生產(chǎn)工藝。

產(chǎn)能情況：目前擁有6條基膜產(chǎn)線，總產(chǎn)能3億平方米，是國內(nèi)濕法隔膜行業(yè)的龍頭。上海恩捷目前已經(jīng)完成了上海、東莞和珠海三大基地的布局，在建的產(chǎn)能包括珠海7條濕法和募投5條濕法，預(yù)計(jì)產(chǎn)能到2019年將達(dá)到13.2億平米。

主要客戶：包括LG、三星SDI、CATL、國軒高科、比亞迪等。

2、深圳市星源材質(zhì)科技股份有限公司

企業(yè)簡介：國內(nèi)最早同時(shí)擁有干法隔膜和濕法隔膜的企業(yè)。

產(chǎn)能情況：2016年，公司擁有干法產(chǎn)能是1.3億平米，濕法產(chǎn)能是2600萬平米，2017年新增深圳1條5000萬平米的干法產(chǎn)線，合肥星源將新增2條單線4000萬平米的產(chǎn)線，常州星源將投資16億元，新增3.6億平米產(chǎn)能，總體規(guī)劃產(chǎn)能將達(dá)到7-8億平米。

主要客戶：包括LG、比亞迪、捷威動(dòng)力、億緯鋰能、橫店東磁、天津力神、國軒高科等。

3、滄州明珠塑料股份有限公司

企業(yè)簡介：2009年量產(chǎn)隔膜，2013年便成功進(jìn)入比亞迪供應(yīng)體系，借行業(yè)爆發(fā)機(jī)會(huì)進(jìn)入了發(fā)展的快車道。

產(chǎn)能情況：2017年，隨著兩條濕法隔膜生產(chǎn)線的投產(chǎn)，滄州明珠的干法隔膜產(chǎn)能5000萬平米，濕法隔膜產(chǎn)能1.2億平米，另外，滄州明珠與中航鋰電的的隔膜項(xiàng)目仍在穩(wěn)步推進(jìn)。

主要客戶：包括中航鋰電、比亞迪、沃特瑪、CATL、蘇州星恒等。

4、蘇州捷力新能源材料有限公司

企業(yè)簡介：蘇州捷力成立于2009年，專注于濕法隔膜的生產(chǎn)。

產(chǎn)能情況：截止到2017年上半年，蘇州捷力擁有8條濕法生產(chǎn)線，濕法隔膜產(chǎn)能4億平米，規(guī)劃未來三年生產(chǎn)線將達(dá)到20條。

主要客戶：包括ATL、BYD、LG、哈光宇等。

5、湖南中鋰新材料有限公司

企業(yè)簡介：中鋰新材成立于2012年，引進(jìn)日本東芝全套濕法鋰電池隔膜，2015年才開始大批量生產(chǎn)。

產(chǎn)能情況：截止2017年上半年，中鋰新材擁有濕法隔膜產(chǎn)能2億平，生產(chǎn)線10條(其中2條在調(diào)試)，規(guī)劃生產(chǎn)線合計(jì)20條。

主要客戶：主要供應(yīng)沃特瑪，隨后開發(fā)了比亞迪、CATL等國內(nèi)龍頭鋰電池企業(yè)。

6、遼源鴻圖鋰電隔膜科技股份有限公司

企業(yè)簡介：鴻圖隔膜在進(jìn)入鋰電隔膜之前就一直從事一次電池隔膜紙的研發(fā)和生產(chǎn)，2008年引入韓國技術(shù)團(tuán)隊(duì)定位于高端隔膜的生產(chǎn)。

產(chǎn)能情況：目前擁有6500萬平米濕法隔膜生產(chǎn)線，2017年底將達(dá)到1.1億平米濕法隔膜產(chǎn)能，在建三期產(chǎn)能為9000萬平米濕法隔膜。

主要客戶：包括力神電池、中聚電池、旭冉電子、智航新能源、力信能源等。

7、河南義騰新能源科技有限公司

產(chǎn)能情況：義騰新能源現(xiàn)有干法隔膜產(chǎn)線10條，濕法隔膜產(chǎn)線1條。

主要客戶：包括中航鋰電、哈光宇、浙江超威、創(chuàng)明電池、卓能電池、威能環(huán)保、南都電源等。

8、新鄉(xiāng)市中科科技有限公司

企業(yè)簡介：作為國內(nèi)較早進(jìn)入隔膜領(lǐng)域的公司之一，中科科技以“格瑞恩”品牌投放市場(chǎng)。

產(chǎn)能情況：中科科技目前擁有13條干法生產(chǎn)線，產(chǎn)能1.6億平方米;1條濕法生產(chǎn)線，產(chǎn)能2000萬平方米;1條蒸發(fā)法生產(chǎn)線，產(chǎn)能4000萬平方米。

主要客戶：包括比亞迪、力神電池、ATL、哈光宇、比克電池、福斯特、創(chuàng)明等國內(nèi)大部分鋰電池企業(yè)。

9、武漢惠強(qiáng)新能源材料科技有限公司

企業(yè)簡介：惠強(qiáng)隔膜專注于高端三層干法隔膜的生產(chǎn)，可生產(chǎn)10μm到60μm不同規(guī)格的單層、復(fù)合鋰電池隔膜。2015年新三板掛牌上市。

產(chǎn)能情況：目前產(chǎn)能為8800萬平方米，二期在建產(chǎn)能1億平米。

主要客戶：包括比亞迪、駱駝股份、珠海鵬輝、新鄉(xiāng)弘力、湖北猛獅、海四達(dá)、東莞鴻愃、億緯鋰能等。

10、重慶云天化紐米科技股份有限公司

企業(yè)簡介：紐米科技作為云化天集團(tuán)的子公司

產(chǎn)能情況：目前在重慶擁有5000萬平米產(chǎn)能的濕法隔膜生產(chǎn)線，在云南擁有3000萬平方米產(chǎn)能的干法生產(chǎn)線。2017年在建產(chǎn)能為6000萬平方米濕法隔膜產(chǎn)能

主要客戶：為LG化學(xué)、沃特瑪、天津力神、振華科技、哈光宇、維科電池等。

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