中國(guó)粉體網(wǎng)訊 隔膜是鋰離子電池的四大主要部件之一，在鋰離子電池中起到隔離正負(fù)極、防止正負(fù)極接觸短路和給鋰離子提供通道允許鋰離子通過(guò)的作用。目前為了更好的匹配動(dòng)力電池的安全和性能要求，涂層隔膜運(yùn)用于動(dòng)力電池中已逐漸成為主流。
鋰電池涂覆材料種類(lèi)介紹
當(dāng)前市場(chǎng)上涂覆材料種類(lèi)主要分為無(wú)機(jī)涂覆、有機(jī)涂覆、有機(jī)+無(wú)機(jī)涂覆三種方式。
涂覆材料種類(lèi)介紹
以勃姆石、氧化鋁為主要涂覆材料的無(wú)機(jī)涂覆較以聚偏氟乙烯（PVDF）、芳綸為代表的有機(jī)涂覆和有機(jī)無(wú)機(jī)混合涂覆技術(shù)更加成熟。無(wú)機(jī)涂覆隔膜的可拉伸強(qiáng)度和熱收縮率更好，下游客戶(hù)已形成產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。根據(jù)研究機(jī)構(gòu)EVTank聯(lián)合伊維經(jīng)濟(jì)研究院共同發(fā)布的《中國(guó)鋰離子電池隔膜行業(yè)白皮書(shū)（2020年）》，2019年中國(guó)鋰電池涂覆材料出貨量為1.55萬(wàn)噸，其中無(wú)機(jī)涂覆材料出貨1.4萬(wàn)噸，占比達(dá)90.32%，有機(jī)涂覆材料、有機(jī)和無(wú)機(jī)結(jié)合的涂覆材料占比不到10%。
勃姆石
勃姆石（AlOOH）在焙燒中能夠保持原有的介觀形貌，因此可作為制備不同形貌納米氧化鋁的前驅(qū)體。除此之外，AlOOH還可用作陶瓷材料、催化劑及載體材料、鋰電池隔膜涂層以及光學(xué)材料等。
作為鋰電池涂覆材料，勃姆石主要用于鋰電池電芯隔膜和極片的涂覆。涂覆在鋰電池電芯隔膜上能夠提高隔膜的耐熱性，增強(qiáng)隔膜的抗刺穿性，提高鋰電池的安全性能；涂覆在鋰電池的極片中，可避免正極材料極片分切過(guò)程中產(chǎn)生的毛刺刺穿隔膜，提高鋰電池的安全性能，改良電池生產(chǎn)工藝，提高能量密度。此外，受益于磁性異物含量低、吸水率低、比重低、莫氏硬度低的特點(diǎn)，勃姆石還能有助于改善電池的倍率性能和循環(huán)性能，提升電芯的良品率，并減少電池在使用過(guò)程中的自放電，是提升鋰電池安全可靠性的重要材料。
氧化鋁
氧化鋁在自然界中含量豐富，具有優(yōu)異的化學(xué)惰性、熱穩(wěn)定性和機(jī)械性能。作為鋰電池隔膜陶瓷涂層其具有如下優(yōu)勢(shì)：
1）氧化鋁涂層具有耐高溫性，在180℃可以保持隔膜完整形態(tài)；
2）氧化鋁涂層可以中和電解液中游離的HF，提升電池的耐酸性和安全性能；
3）納米氧化鋁在鋰電池中可形成固溶體，提高倍率性和循環(huán)性能；4）納米氧化鋁粉末具有良好的潤(rùn)濕性，有一定的吸液及保液能力；5）氧化鋁涂層可以增加微孔曲折度，自放電低于普通隔膜。
勃姆石在無(wú)機(jī)涂覆材料中的使用滲透率有望持續(xù)提升
相比于高純氧化鋁，AlOOH作為鋰電池隔膜陶瓷涂層具有如下優(yōu)勢(shì)：
1）硬度低，在切割和涂覆過(guò)程中，對(duì)機(jī)械的磨損小，能夠降低設(shè)備磨損和異物帶入的風(fēng)險(xiǎn)；
2）耐熱溫度高，與有機(jī)物相容性好；
3）密度小，相同質(zhì)量的AlOOH比高純Al2O3多涂覆25%的面積；4）涂覆平整度高、內(nèi)阻��；
5）能耗低，生產(chǎn)過(guò)程對(duì)環(huán)境更加友好；
6）制備過(guò)程更為簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低。
近年來(lái)，AlOOH開(kāi)始逐漸取代氧化鋁成為新型的鋰電池隔膜商用改性粉體。勃姆石在無(wú)機(jī)涂覆材料應(yīng)用中的占比逐漸提升。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2019年勃姆石占無(wú)機(jī)涂覆膜用量的比例為44%，較2016年增長(zhǎng)30%，預(yù)計(jì)2025年勃姆石占無(wú)機(jī)涂覆膜用量的比例為75%。
中國(guó)無(wú)機(jī)涂覆膜用量及勃姆石膜占比（億平方米）
小結(jié)
在隔膜表面涂覆一層陶瓷，利用陶瓷材料良好的熱穩(wěn)定性、較高的機(jī)械強(qiáng)度、豐富的孔結(jié)構(gòu)和良好的電解液浸潤(rùn)性，可提升鋰離子電池的安全性、改善鋰離子電池的電化學(xué)性能。受益于下游新能源汽車(chē)需求的持續(xù)增長(zhǎng)以及勃姆石在鋰電池電芯隔膜涂覆的滲透率提升，勃姆石市場(chǎng)空間將呈放大趨勢(shì)。
參考資料：
楊永鈺等.無(wú)機(jī)超細(xì)粉體改性鋰離子電池隔膜的研究進(jìn)展
程睿等.陶瓷在液態(tài)鋰離子電池隔膜材料中的應(yīng)用
信達(dá)證券.壹石通：全球勃姆石龍頭，專(zhuān)精特新“小巨人”
（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/黑金）
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