如今，鋰離子電池已成為3C產(chǎn)品（computer、conmmunication以及Consumer Electronics）最常用能源器件，高容量、穩(wěn)定的充放電性能足夠長的使用壽命一直都是工程師們對(duì)鋰離子電池的追求，也是消費(fèi)者對(duì)鋰離子電池的期待。而隔膜材料正是這些追求和期望的關(guān)鍵所在。     一、隔膜重要性
    鋰離子電池主要由正極材料、負(fù)極材料、電解質(zhì)、隔膜、封裝材料等五部分組成。
    隔膜在正負(fù)極之間起電子絕緣、提供理離子遷移微孔通道的作用，是保證電池體系安全、影響電池性能的關(guān)鍵材料。盡管隔膜不直接參與電極反應(yīng)，但它影響電池動(dòng)力學(xué)過程，決定著電池的充放電、循環(huán)壽命、倍率等性能。
    近些年，科研人員和相關(guān)企業(yè)對(duì)隔膜材料的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)技術(shù)的突破有著濃厚的興趣。根據(jù)中國科學(xué)院專利在線分析系統(tǒng)，以中文"鋰離子電池、隔膜"為關(guān)鍵詞，檢索到專利申請(qǐng)共2106項(xiàng)（截止2015年9月），其中授權(quán)專利占51.19%，有效專利共1078項(xiàng)。以中文"聚乙烯、隔膜"、"聚丙烯、隔膜"、"陶瓷、隔膜"、"改性、隔膜"為關(guān)鍵詞，檢索到專利申請(qǐng)分別有419、415、390、272項(xiàng)，授權(quán)率分別為44.4%、42.4%、32.0%、33.1%，有效專利分別為186、176、125、90項(xiàng)。經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)。
    近年來在理電隔膜研發(fā)和技術(shù)領(lǐng)域的熱點(diǎn)詞匯是：：高安全性、新材料、陶瓷、涂覆和提高潤濕性等。同時(shí)，最近十年，特別是最近五年，涉及埋電隔膜的專利申請(qǐng)呈加速上升趨勢。
    二、鋰電隔膜的功能
    隔膜在理離子電池中的功能主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：
    一是給電池提供安全保障。隔膜材料首先必須具備良好的絕緣性，以防止正負(fù)極接觸短路或是被毛刺、顆粒、枝晶刺穿而出現(xiàn)的短路，因此，隔膜需要具有一定的拉伸、穿刺強(qiáng)度，不易撕裂，并在突發(fā)的高溫條件下基本保持尺寸的穩(wěn)定，不會(huì)熔縮導(dǎo)致電池的大面積短路和熱失控。
    二是給理離子電池提供實(shí)現(xiàn)充放電功能、倍率性能的微孔通道。因此，隔膜必須是具有較高孔隙率而且微孔分布均勻的薄膜。材料本身的特性和成膜后的孔隙特征制約著電池中鋰離子的遷移，體現(xiàn)在性能參數(shù)上就是離子電導(dǎo)率。
    三、鋰電隔膜的影響要素
    給電池提供安全保障是從隔膜制造材料的基本屬性體現(xiàn)的。安全性要求決定著隔膜必須具有出眾的絕緣性、機(jī)械強(qiáng)度、化學(xué)穩(wěn)定性、電化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性。因此，制造隔膜的材料只能從絕緣性好、具有良好的成膜性能、力學(xué)性能和易于加工的聚合物及其復(fù)合材料中選擇。
    目前已商品化的主流材料是聚丙烯微孔膜和聚乙烯微孔膜，發(fā)展中的材料如無紡布陶瓷顆粒復(fù)合膜，研發(fā)中的材料如聚酰亞胺（PI）等。
    電池的鋰離子導(dǎo)通功能是通過隔膜的構(gòu)造和微孔結(jié)構(gòu)特性實(shí)現(xiàn)的。對(duì)這一性能產(chǎn)生影響的還有一些材料本身的固有屬性。對(duì)鋰離子導(dǎo)通的要求決定了隔膜需要對(duì)電解液有良好的潤濕性，因?yàn)橹挥形�收并保留適量的電解液在隔膜孔隙結(jié)構(gòu)中，才能實(shí)現(xiàn)理離子遷移和正常工作，避免電極極化的發(fā)生。隔膜的微結(jié)構(gòu)，如孔徑及其分布、孔隙率、空氣透過（Gurley值）、尺寸穩(wěn)定性等因素都與離子電導(dǎo)率相關(guān)，顯著影響電池的性能。     隨著業(yè)界對(duì)電池安全性重視程度的不斷提升電池企業(yè)對(duì)隔膜安全性的要求與期望也持續(xù)提高，在某些特殊型號(hào)電池的應(yīng)用中對(duì)隔膜材料受熱收縮比例的要求已經(jīng)提高到180℃受熱60min后收縮小于2%，而國外一些電池企業(yè)甚至尋求可以在250~300"C溫區(qū)尺寸保持穩(wěn)定的隔膜。
    隔膜的厚度在保證安全的前提下當(dāng)然是越薄越好。對(duì)于卷繞電池，隔膜厚度越薄，電池內(nèi)阻越小，可以留出更多的空間給電極材料，并且能減少極片卷繞過程中的錯(cuò)位。但若只是一味強(qiáng)調(diào)厚度變薄，力學(xué)性能將受到影響，更容易被大顆粒、極片毛刺和枝晶刺穿，導(dǎo)致電池安全系數(shù)降低。而疊片電池的毛刺少，對(duì)厚度要求則不高。
    隨著鋰離子電池材料體系、用途、容量、形狀的日趨多樣化，對(duì)隔膜性能及技術(shù)指標(biāo)的要求也逐細(xì)化，生產(chǎn)企業(yè)對(duì)隔膜的理解也更加深入�？墒牵�目前還沒有哪一種隔膜在所有技術(shù)參數(shù)方面都出色。
    因此，在給電池選擇隔膜時(shí)應(yīng)當(dāng)有所側(cè)重，衡量要突出哪種性能，是安全性、功率性能還是循壽命？根據(jù)電池設(shè)計(jì)和應(yīng)用領(lǐng)域不同，隔膜應(yīng)用的種類也應(yīng)有所不同。關(guān)于隔膜各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)具體的分析己有相關(guān)報(bào)道。
    
(責(zé)任編輯：王杰)