锂电池隔膜工作原理、制备工艺及市场现状如何？

隔膜是锂电池关键的内层组件之一，亦是成本的重要构成。

隔膜是有孔隙的绝缘膜， 将电池的正、负极分隔开来防止短路。隔膜的孔隙能使电解液传输锂离子，且电子从外电 路传输，从而形成电化学充放电回路。隔膜的性能决定了电池的界面结构、内阻等，直接 影响电池的容量、循环以及安全性能等特性。目前，锂离子电池隔膜生产材料以聚烯烃为 主，主要包括聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)和聚乙烯(PE)复合材料。

锂电池隔膜主要通过干法和湿法两种不同工艺制备而成。根据技术路线不同，锂电池 隔膜可分为干法单向拉伸工艺隔膜、干法双向拉伸工艺隔膜、湿法工艺隔膜。 (1)干法工艺：将聚烯烃树脂熔融、挤压、吹膜制成结晶性聚合物薄膜，经过结晶化处 理、退火后，得到高度取向的多层结构，在高温下进一步拉伸，将结晶界面进行剥离，形 成多孔结构，可以增加薄膜的孔径。(2)湿法工艺：又称相分离法或热致相分离法，将液态烃或一些小分子物质与聚烯烃树 脂混合，加热熔融后，形成均匀的混合物，然后降温进行相分离，压制得膜片，再将膜片 加热至接近熔点温度，进行双向拉伸使分子链取向，最后保温一定时间，用易挥发物质洗 脱残留的溶剂，可制备出相互贯通的微孔膜材料。

性能对比：干法的优点是工艺相对简单、附加值高、无环境污染；缺点是孔径及孔隙 率较难控制、产品不能做得很薄。湿法的优点是隔膜孔径范围比较小而均匀、双向拉伸强 度高、膜更薄；缺点是投资大、周期长、工艺复杂。 应用领域：在动力锂电领域，干法隔膜熔点高于湿法，具有较优的耐压性能，因此主 要用于储能、磷酸铁锂动力电池、两轮车等领域，且成本相对低于湿法。而湿法工艺整体 工艺难度大、精密程度高，可以获得更高的孔隙率和更好的透气性，能够生产轻薄、高强 度和高能量密度的隔膜，更容易满足下游锂电池对于轻薄化、大容量、高能量密度的需求， 因此湿法隔膜多用于三元电池。

当前湿法技术路线占主流。根据 EV Tank 数据，2016 -2022 年，国内湿法隔膜出货量大 幅增长，从 5.5 亿平方米增长至 104.8 亿平方米，六年 CAGR 为 63.4%，市占率从 43.3%增 长至78.7%，当前湿法路线已经成为市场主流，原因在于湿法隔膜性能优势明显，有利于提 高动力电池的能量密度，更能够适应下游动力电池追逐向高能量密度的趋势。 中期看干湿法两种路线互补并存。根据 EV Tank 数据，2016-2019 年，国内干法隔膜出 货量从 7.2 亿平方米增长至 9.8 亿平方米，增速远低于同期湿法隔膜水平；但 2020-2022 年 干法隔膜出货量两年 CAGR为 57.1%，增速快速上行，主要原因有以下几点：1)近年来新能 源汽车补贴退坡使成本压力向上游传导，干法隔膜成本优势凸显。

2)在动力领域，比亚迪 研发的刀片电池为代表的电芯长薄化趋势越来越明显，叠片工艺对隔膜力学特性要求高， 干法单拉隔膜的高安全性、低成本使得其成为刀片电池的优选技术路线。3)储能作为锂离 子电池最有潜力的应用领域之一，吸引了宁德时代、LG 为代表的众多企业大力布局，干法 隔膜在成本、安全性上的优势使得其成为储能市场的优选技术。从中期来看，干湿法隔膜 仍将凭借各自的优势呈现并存的状态。