锂离子电池隔膜的未来发展趋势

     电池隔膜的发展是随着锂离子电池的需求不断变化而不断发展的，从体积上看，锂离子电池正在朝着小和大两个截然不同的方向发展。
     在一些如手机、数码相机等电子产品上，为了迎合美观、便于携带的需求，电池厂将电池的电芯做得非常小巧。为了追求高的能量密度，在狭小的体积中能容纳下更多的电极材料，电池厂家希望隔膜的厚度越薄越好，通常隔膜的厚度为25μm，现在很多厂家要求提供20μm甚至16μm厚的隔膜。隔膜的性能影响离子电导率，从而直接影响电池的容量、循环性能以及安全性能等性能。由于聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃非极性材料制成的隔膜具有低的表面能，在锂离子电池使用的极性碳酸酯类电解液中虽能很好的浸润，但由于吸液性能并不太好，离子电导率低。材料的表面性能可以通过表面处理进行改善，离子辐照、表面等离子体处理以及紫外光照射接枝等方法已经是非常成熟的表面处理方法。对聚烯烃隔膜进行表面处理，提高隔膜的吸液性能，将是提高隔膜性能的一个重要方向。

    而与此相反，在电动自行车、电动汽车及电动工具等所使用的动力电池方面，为了获得高的容量、提供大的功率，通常一个电池需要使用几十甚至上百个电芯进行串接。由于锂电池具有潜在的爆危险，隔膜的安全性相当重要，现在市场上对厚度为40μm聚丙烯隔膜的需求量在日益增加。但无论聚乙烯、聚丙烯还是其他热塑性高分子材料，在接近熔点时材料均会因熔化而收缩变形，给动力电池的安全性带来潜在的隐患。无机物如氧化铝、氧化锆等在100～300℃的范围内非常稳定，且它们的微/纳米材料已经市场化。德国的Degussa公司结合有机物的柔性和无机物良好热稳定性的特点，提出一种在无纺布表面复合无机陶瓷氧化物涂层的方法，制备出了有机底膜/无机涂层复合的锂离子电池隔膜。在电池充放电过程中，即使有机底膜发生熔化，无机涂层仍然能够保持隔膜的完整性，防止大面积正/负极短路现象的出现，这种有机/无机复合的隔膜为解决大功率的电池安全性提供了一个可行的解决方案，将是国内未来锂离子动力电池隔膜的一个重要发展方向。