鋰電池陶瓷隔膜的作用和價格

來源：存能電氣  日期：2019-04-15 11:14  瀏覽量：次

　　鋰電池陶瓷隔膜的作用和價格。陶瓷隔膜是以PP，PE或者多層復(fù)合隔膜為基體，表面涂覆一層納米級三氧化二鋁材料，經(jīng)過特殊工藝處理，和基體粘接緊密。顯著提高鋰電池的耐高溫性能和安全性。陶瓷涂覆特種隔膜特別適用于動力鋰電池。

　　陶瓷隔膜，就是將納米級陶瓷顆粒涂覆在隔膜上。其作用主要是提高隔膜耐熱收縮性，防止隔膜收縮造成大面積短路。另外，陶瓷熱傳導(dǎo)率低，防止電池中的某些熱失控點擴(kuò)大形成整體熱失控。一般可耐高溫在200℃左右。

　　鋰電池陶瓷涂覆的市場主要為高電壓的電池和動力電池。其發(fā)展方向有兩種：一是涂氧化鋁，以LG為代表，采用浸涂；二是表面做一層芳綸，以日本帝人為代表。

　　鋰電池陶瓷隔膜的作用

　　鋰電陶瓷隔膜是鋰電池四大關(guān)鍵材料之一,隔膜的性能決定了電池的界面結(jié)構(gòu)、內(nèi)阻等,直接影響電池的容量、循環(huán)以及安全性能等特性,性能優(yōu)異的隔膜對提高電池的綜合性能具有重要的作用。

　　鋰電池陶瓷隔膜的主要作用是使電池的正、負(fù)極分隔開來,防止兩極接觸而短路,此外還具有能使電解質(zhì)離子通過的功能。另外,由于電解液為有機(jī)溶劑,因而隔膜還必須具備耐有機(jī)溶劑的性能。

　　鋰電池陶瓷隔膜的多孔結(jié)構(gòu)內(nèi)部可以吸存保持電解液，實現(xiàn)鋰離子導(dǎo)電。鋰電池隔膜的的離子傳導(dǎo)能力直接關(guān)系到電池的整體性能，其隔離正負(fù)極的作用使電池在過度充電或者溫度升高的情況下能限制電流的升高，防止電池短路引起爆炸，具有微孔自閉保護(hù)作用，對電池使用者和設(shè)備起到安全保護(hù)的作用。

　　鋰電池隔膜成本占電池成本的1/3左右。陶瓷隔膜的性能決定了電池的界面結(jié)構(gòu)、內(nèi)阻等，直接影響電池的容量、循環(huán)性能以及安全性能等特性，性能優(yōu)異的隔膜對提高電池的綜合性能具有重要的作用。目前60%～70%的隔膜市場主要采用濕法雙向拉伸工藝，因為濕法雙向拉伸縱向橫向更加均勻平衡。而且濕法主要用于高端隔膜，干法用于中低端產(chǎn)品。

　　鋰電池陶瓷隔膜的價格

　　高工鋰電產(chǎn)業(yè)研究所調(diào)研數(shù)據(jù)表明，雖然目前大多數(shù)電芯企業(yè)都在關(guān)注陶瓷涂覆隔膜，但是真正能夠大批量應(yīng)用的企業(yè)還太少。目前，往往是比較有規(guī)模的鋰電池廠商，要求電芯廠商使用陶瓷涂覆膜，這也促使很多電池廠商和隔膜廠商投入大量精力對陶瓷涂覆進(jìn)行研究。但實際上，一般的電芯廠難以承受高端陶瓷涂覆隔膜的成本。

　　整個隔膜行業(yè)的毛利率，從2012年的40%以上，降到2013年的20%左右。目前國內(nèi)鋰電池陶瓷涂覆膜一般的價格在9元/平米以上，售價比普通膜貴4-5元/平米，成本則增加2-3元/平米，其中一些高端的產(chǎn)品價格甚至更高。

　　事實上，基材的品質(zhì)直接決定了陶瓷涂覆隔膜的品質(zhì)。目前市場上陶瓷涂覆隔膜的市場價格在8元/平米到20多元/平米不等，這主要是取決于基材的品質(zhì)各不相同。此外，國內(nèi)一些做高端鋰電池陶瓷涂覆隔膜的企業(yè)大都購買日本的設(shè)備，而一條進(jìn)口設(shè)備生產(chǎn)線需要2000萬元。

　　陶瓷涂覆隔膜具有以下優(yōu)點

　　1.可提升隔膜的熱穩(wěn)定性、改善其機(jī)械強(qiáng)度，防止隔膜收縮而導(dǎo)致的正負(fù)極大面積接觸；

　　2．能提高其耐刺穿能力，防止電池長期循環(huán)鋰枝晶刺穿隔膜引發(fā)的短路，并能中和電解液中少量的HF，防止電池氣脹；

　　3．陶瓷涂層的孔隙率大于隔膜的孔隙率，有利于增強(qiáng)隔膜的保液性和浸潤性，從而延長鋰電池循環(huán)壽命。

　　鋰電池陶瓷隔膜的興起

　　就國內(nèi)鋰電池隔膜行業(yè)大環(huán)境而言，在2014年之前陶瓷隔膜仍主要應(yīng)用于高端數(shù)碼產(chǎn)品，那時候市場的需求量較少，主流的隔膜企業(yè)也未意識到該工藝的巨大前景，因此未專門建設(shè)涂覆產(chǎn)線。在2015年之后，由于國內(nèi)新能源汽車動力電池需求量大增，對于電池安全性的要求越來越高。

　　各大鋰電池廠商加大了對電池安全性的設(shè)計研發(fā)，其中涂覆隔膜被認(rèn)為是一種降低電池內(nèi)部事故的重要措施。因此，國內(nèi)各大鋰電池隔膜企業(yè)開始擴(kuò)張涂覆產(chǎn)線，以滿足客戶不同的涂覆需求。

　　陶瓷涂覆的主流方向是在基膜的表面，涂覆一層陶瓷材料。陶瓷涂覆工藝使用的漿料由陶瓷顆粒、粘結(jié)劑、溶劑和表面活性劑按一定配方配成。按涂覆方式不同，涂覆設(shè)備分為窄縫式涂覆、浸涂法涂覆和凹版輥涂覆。

　　在迎來鋰電池大爆發(fā)的同時，隔膜行業(yè)風(fēng)生水起，低端隔膜已經(jīng)進(jìn)入競爭紅海。濕法+涂覆隔膜是國內(nèi)企業(yè)邁向高端隔膜的主流方向之一。其中，采用無機(jī)氧化鋁粉末作為陶瓷涂層涂覆在常規(guī)鋰離子電池隔膜表兩側(cè)的技術(shù)性問題已經(jīng)得到解決，其優(yōu)越的熱穩(wěn)定性以及高比表面積粉體材料對電解液良好的潤濕性、保液性使得陶瓷涂覆隔膜擁有很好的前景。