第5卷 第2
期 2016年3月 储 能 科 学 与 技 术 Energy Storage Science and Technology
V ol.5 No.2Mar. 2016
锂离子电池隔膜及技术进展
王 畅，吴大勇
（中国科学院理化技术研究所，北京 100190）
摘 要：介绍了锂电池隔膜的功能及影响其性能的因素。总结了近十年来在锂电隔膜研发和技术领域的热点，即高安全性、新材料、陶瓷涂覆和提高润湿性等。分析了包括3C 锂电池及动力锂电池等两类电池对隔膜性能的要求，指出了3C 锂离子电池隔膜需要往厚度更薄、孔隙率更高、耐热温度更高、均匀性更好等方向发展，动力锂电池则着重于提高能量密度，扩大电化学稳定窗口，提升耐高电压特性。并从聚烯烃改性、聚烯烃-陶瓷复合隔膜、新材料体系、新工艺方法等方面介绍了隔膜领域的主要技术进展。最后，分析并展望了我国隔膜产业的现状，指出在提高产能的同时，应更加注重对技术及工艺的自主研发以保证产品质量。 关键词：锂离子电池隔膜；改性；陶瓷涂覆；新材料；高安全性 doi: 10.3969/j.issn.2095-4239.2016.02.002
中图分类号：TM 912.9 文献标志码：A 文章编号：2095-4239（2016）02-120-09
LIB separators and the recent technical progress
WANG Chang , WU Dayong
(Technical Institute of Physics and Chemistry, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China)
Abstract: Lithium-ion-battery (LIB) separators and their properties which affect the LIB’s performance were introduced. The hot spots, safety related properties, new materials, ceramic coating and high wettability in LIB separators research were summarized. The technical requirements for LIB separators by sorting the LIB into two types (3 C battery and power battery) are also discussed. It is noted that 3C LIB separators need to have thinner thickness, higher porosity, higher heat resistance and better uniformity, while power LIB focus on increasing the energy density, expanding the electrochemical stability, enhancing the resistance to high voltage. The main progress in LIB separators’ research were reviewed from the following four aspects: polyolefin modification, polyolefin-ceramic composite separator, new material systems and new process methods. Finally, the authors analyzed the status of separator industry in China, and suggested that more attention should be paid to independent research on technology and processes to ensure the quality of products with increasing of the productivity.
Key words: LIB separator; modification; ceramic coating; new materials; high security
自1990年至今，锂离子电池作为笔记本电脑、智能手机、iPad 、数码相机等广泛使用的3C 产品（即computer 、communication 、consumer electronics 三者的结合，又称“便携式电子产品”）最常用的移动能源器件，已成为我们生活中不可或缺的物品，也
收稿日期：2015-08-11；修改稿日期：2015-09-23。
基金项目：中国科学院战略性先导科技专项（XDA09010105）。
第一作者：王畅（1994—），女，硕士研究生，研究方向为功能高分子材料及化学传感器，E-mail ：wangchang@https://www.doczj.com/doc/7d875637.html, ；通讯联系人：吴大勇，研究员，研究方向为膜材料与膜技术、纳米复合材料、均相及非均相催化，E-mail ：dayongwu@https://www.doczj.com/doc/7d875637.html, 。
是全球范围内大量生产的工业产品。提升容量、具
有更稳定的充放电性能、延长使用寿命，无疑是消
费者对现有3C 电池的普遍期待。 近年来，随着新能源与清洁能源汽车作为新兴战略型产业的崛起，业界对动力电池的发展和性能提升寄予厚望。动力电池通常是指单体容量较高的电池，但动力电池更重要的属性应该是可以成组（形成Pack 使用）。虽然锂离子电池具有突出的优 点
[1-4]
，但是从纯电动汽车应用的角度看，其能量密
王畅等：锂离子电池隔膜及技术进展121 第2期
度仍需大幅提升，同时还必须具备高度的安全性。电池性能的提升需要电池材料的升级、工艺水平的提高以及高水平生产装备的保证。其中，使用新材料是实现这一目标的必要条件。
锂离子电池主要由正极材料、负极材料、电解质、隔膜、封装材料等五部分组成。隔膜在正负极之间起电子绝缘、提供锂离子迁移微孔通道的作用[5]，是保证电池体系安全、影响电池性能的关键材料。尽管隔膜不直接参与电极反应，但它影响电池动力学过程，决定着电池的充放电、循环寿命、倍率等性能[6]。
科研人员和相关企业对隔膜材料的研发及产业技术的突破有着浓厚的兴趣。我们使用中国科学院专利在线分析系统，以中文“锂离子电池、隔膜”为关键词，检索到专利申请共2106项（截止2015年9月），其中授权专利占51.19%，有效专利共1078项。图1反映了近十年我国锂离子电池隔膜专利年度申请量分布情况，图2是相关专利的法律状态分析示意图。以中文“聚乙烯、隔膜”、“聚丙烯、隔膜”、“陶瓷、隔膜”、“改性、隔膜”为关键词，检索到专利申请分别有419、415、390、272项，授权率分别为44.4%、42.4%、32.0%、33.1%，有效专利分别为186、176、125、90项。经统计分析发现，近年来在锂电隔膜研发和技术领域的热点词汇是：高安全性、新材料、陶瓷、涂覆和提高润湿性等。同时，最近十年，特别是最近五年，涉及锂电隔膜的专利申请呈加速上升趋势。
图1我国锂电隔膜专利年度申请量及分布
图2我国锂电隔膜专利法律状态分析
1 锂电隔膜的功能及影响要素
1.1 隔膜的主要功能
隔膜在锂离子电池中的功能主要体现在两个方面。一是给电池提供安全保障。隔膜材料首先必须具备良好的绝缘性，以防止正负极接触短路或是被毛刺、颗粒、枝晶刺穿而出现的短路，因此，隔膜需要具有一定的拉伸、穿刺强度，不易撕裂，并在突发的高温条件下基本保持尺寸的稳定，不会熔缩导致电池的大面积短路和热失控。二是给锂离子电池提供实现充放电功能、倍率性能的微孔通道。因此，隔膜必须是具有较高孔隙率而且微孔分布均匀的薄膜。材料本身的特性和成膜后的孔隙特征制约着电池中锂离子的迁移，体现在性能参数上就是离子电导率[7]。
1.2 隔膜功能的实现及影响要素
给电池提供安全保障是从隔膜制造材料的基本属性体现的。安全性要求决定着隔膜必须具有突出的绝缘性、机械强度、化学稳定性、电化学稳定性和热稳定性。因此，制造隔膜的材料只能从绝缘性好、具有良好的成膜性能、力学性能和易于加工的聚合物及其复合材料中选择。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，发展中的材料如无纺布-陶瓷颗粒复合膜，研发中的材料如聚酰亚胺（PI）等。
电池的锂离子导通功能是通过隔膜的构造和微孔结构特性实现的。对这一性能产生影响的还有一些材料本身的固有属性。对锂离子导通的要求决定了隔膜需要对电解液有良好的润湿性，因为只有吸收并保留适量的电解液在隔膜孔隙结构中，才能实现锂离子迁移和正常工作，避免电极极化的发生[6]。隔膜的微结构，如孔径及其分布、孔隙率、空气透过性（Gurley值）、尺寸稳定性等因素都与离子电导率相关，显著影响电池的性能。
随着业界对电池安全性重视程度的不断提升，
储能科学与技术
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电池企业对隔膜安全性的要求与期望也持续提高，在某些特殊型号电池的应用中对隔膜材料受热收缩比例的要求已经提高到180 ℃受热60 min后收缩小于2%；国外一些电池企业甚至寻求可以在250～300℃温区尺寸保持稳定的隔膜。
隔膜的厚度在保证安全的前提下当然是越薄越好。对于卷绕电池，隔膜厚度越薄，电池内阻越小，可以留出更多的空间给电极材料，并且能减少极片卷绕过程中的错位；但厚度过薄，力学性能将会受到影响，更容易被大颗粒、极片毛刺和枝晶刺穿，导致电池安全系数降低。而叠片电池的毛刺少，对厚度要求则不高。
随着锂离子电池材料体系、用途、容量、形状的日趋多样化，对隔膜性能及技术指标的要求也逐渐细化，生产企业对隔膜的理解也更加深入。可以说，目前还没有哪一种隔膜在所有技术参数方面都出色。因此，在给电池选择隔膜时应当有所侧重，权衡要突出哪种性能，是安全性、功率性能还是循环寿命？根据电池设计和应用领域不同，隔膜应用的种类也应有所不同。关于隔膜各项技术参数具体的分析已有相关报道[6-7]，本文不再赘述。表1对锂电隔膜的主要技术参数、基本的性能要求以及较高的性能要求进行了归纳，并给出了几种代表性隔膜的技术参数以供参考。
表1 锂电隔膜的性能要求及几种商品膜性能参数
Table 1 Performance requirements and parameters of several kinds of commercial LiB separator film
性能参数基本要求较高要求商品化PP隔膜
Celgard2400①
商品化PP/
PE/PP隔膜
Celgard2340①
国内某公司
PE隔膜②
厚度 20～40 μm PE膜更薄(6 μm) 25 μm 38
μm 12
μm
Gurley值 200～800 s —620 s 780 s 253 s
孔隙率>30% 40%～60% 41% 45% 38% 平均孔径<1 μm 0.1～1 μm 0.043 μm 0.035
μm 0.038
μm
受热收缩/ (TD) 1h@90℃<1% 1h@180℃<2% 0 0
1.8%
受热收缩/(MD)
1h@90℃
<5% 1h@180℃<2% 5% 7% 4.7% 穿刺强度>100 g —450 g 550 g 233 g
横向拉伸强度>100 kg·cm–2—140 kg·cm–2 165
kg·cm–2 878
kg·cm–2
纵向拉伸强度>1000 kg·cm–2—1420 kg·cm–2 1630
kg·cm–2 1134
kg·cm–2
电化学稳定窗口0～4.5 V 0～5.0 V ———
离子电导率—>1×10–3 S·cm–10.6～1.0×10–3 S·cm–1③0.6～1.0×10–3 S·cm–1③约1.0×10–3 S·cm–1注：①此列数据引自Celgard官网；②此列为理化所测试数据；③理化所测试数据
2 典型的隔膜及产业状况
根据产品类型不同，锂电池可分为消费电子用电池（3C锂电池）、车用动力电池、工业用电池和储能电池等四大类。本文主要介绍3C锂电池和动力锂电池隔膜的产业和技术发展情况。
2.1 3C锂电隔膜
市场对3C电池的发展要求始终是一致的，即不断提高体积比能量密度和质量比能量密度，使一定大小的或一定质量的电池可以容纳更多的电力；同时，还需要保证安全。因此，电池企业希望将隔膜厚度尽可能降低以节省空间给电极材料，同时也希望安全性能不降反升。显然，这在现有的材料体系和工艺条件下是矛盾的。
此外，品质优良的隔膜材料最重要的特性是一致性好，即纵向和横向厚度一致性、孔径分布的均匀性、在拉伸条件下应变的均匀性、不易撕裂等。热稳定性、抗穿刺强度等性能也很重要。因此。3C 锂离子电池隔膜需要往厚度更薄、孔隙率更高、耐热温度更高、均匀性更好等方向发展[8]。
针对此类锂电池，我国出台了首个国家强制标准，即GB 31241—2014，该标准于2015年8月1日起正式实施。此项标准中，除规定了3C锂电池的安全测试项目及要求外，还在附录B中提及了相关隔膜材料的挑选原则，即要求所选隔膜材料具有稳定性、闭合性、绝缘性、强度和物理完整性、收
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缩量等特性[9]。
2.2 动力锂电隔膜
隔膜用于动力电池，高安全性是其首要关切；其次，是有助于能量型电池的电量释放和功率型电池的倍率发挥等其它性能要求。因此，它要求动力锂电池隔膜：① 具有更高的安全性，包括受热稳定性、电化学稳定性、抗穿刺抗短路性能；② 更好的一致性，包括厚度、孔径和孔径分布等；③ 理想的孔隙率和孔隙结构；④ 更强的吸液能力和较小的电阻等[10]。针对动力电池向高能量密度发展的趋势，更大的电化学稳定窗口，即耐高电压（如0～5 V）特性也是未来发展的必然要求。
2015年，我国颁布了5个新的相关国家标准来规范动力电池行业，即GB/T31484、GB/T31485、GB/T31486、GB/T31467、GB/T18384等。国标针对动力电池系统，对容量、能量、功率、效率、标准循环寿命、工况循环寿命、存储、荷电保持、容量恢复、倍率性能、高低温性能等常规性能和功能提出了要求，并在操作安全、故障防护、人员触电防护、滥用防护、环境适应性、事故防护、用户手册和特殊说明等安全防护方面作出相关规范，范围覆盖了电芯、模组、动力电池包、动力电池系统这4个层级，产品类型包括混合动力、插电式/增程式混合动力、纯电动乘用车和商用车，已基本构成了一个完整的体系。
2.3 产业现状
目前商业化的3C锂电池隔膜主要是聚乙烯（PE）膜、聚丙烯（PP）膜及二者的三层复合膜（PP/PE/PP）等聚烯烃微孔隔膜。其制备工艺广义上可分为干法和湿法两种，两种工艺都包括至少一个拉伸步骤，目的在于使薄膜产生孔隙[11]。而拉伸又分为单向拉伸和同步双向拉伸两种技术。其中，单向拉伸工艺的核心专利主要为美国和日本的企业所有；中国科学院化学研究所拥有双向拉伸PP方面的国内专利[12]。
干法单向拉伸工艺主要用于生产PP微孔膜[13-14]。熔化聚烯烃树脂并挤出铺成薄膜，退火处理以增加片状晶区的尺寸和数量，然后经设备行进方向的机械拉伸使薄膜中的非晶区破裂形成微孔。有些企业采用将多层薄膜复合后再拉伸，最后进行剥离的工艺过程，可以有效提高生产效率及成品率。干法拉伸工艺相对简单，基本无污染，生产设备基本成熟。但该工艺的主要问题是产品相对于湿法制得的隔膜较厚，而且容易纵向撕裂。
湿法工艺[15]主要用于生产PE微孔膜。将PE 与石蜡油一类的物质熔融混合，经铸片、纵向或同步双向拉伸后用溶剂萃取出占位的石蜡油形成微孔，后经热处理定型得到产品。Asahi、Tonen、Mitsui Chemicals、Polypore和Entek等企业用这种方法生产单层PE电池隔膜[16-18]。用湿法双向拉伸方法生产的隔膜成孔分散均匀，对电解液的润湿性较好，更主要的特点是可以做得很薄（6 μm左右）、不易撕裂。
PP隔膜和PP/PE/PP复合膜是目前常用的动力锂电隔膜。PP/PE/PP三层隔膜[19]，宣传的卖点是在135 ℃左右对微孔通道的熔断，可以成为使电池停止工作的温度控制器。通常认为，PE熔点为135 ℃，PP为165 ℃，从闭孔到隔膜破坏仍有几十摄氏度的温度空间以保证电池安全地停止工作。但是，在135 ℃PP膜也会有较大的收缩，此安全机制是否有效需要更多的电池安全性试验来验证。因此，我们谨慎地认为，目前还没有商品化的高安全性的动力锂电隔膜产品。
2.4 我国的隔膜产业
近几年，在我国已经实现了干法隔膜和湿法隔膜的产业化[20]，然而，全球的锂电池核心技术基本由美国、日本、韩国等国家的企业主导，本土企业在技术研发上虽然加大了投入和努力，不过并没有实质性的突破。据业内统计分析，我国隔膜市场产能过剩，2015年总产能达23亿平方米，远超全球电池隔膜的需求量。但高端膜90%依靠进口，隔膜进口率总体超过70%。
我国锂电隔膜产业虽然经历了一条艰苦发展的道路，但仍尚未找到良性发展的方向。究其原因，主要在于对技术及工艺自主研发重要性的严重忽视，一味仿制国外的产品和设备，在扩大产能的同时，没有工艺研究数据的支持，在没有技术力量的前提下盲目引进外国设备，倒置工艺与设备的关系。这也是我国诸多行业发展面临的通病。在先进国家开启工业4.0时代之际，我国的隔膜企业基本还没有从专用厂房的科学设计做起，差距是巨大的。因此，在一定的时间内，我国隔膜生产企业面临的问题主要是如何加强正向研发、真正拥有自主知识产权、提高工艺水平、提高工艺成熟度、提高产品品质，同时避免同行业的重复建设和恶性竞争。
储能科学与技术
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3 主要技术进展
目前商品化的PP、PE隔膜受原材料物理性质
的局限，在润湿性能、离子电导率、耐高温性能等
方面的不足难以改善，性能提升的空间相对有限。
为制备出满足市场需求的高性能锂电隔膜，当前的
研究目标主要集中于提升隔膜的安全性及离子电导率。安全性的提升，主要依赖于热稳定性的提高，
而离子电导率的提高，则依赖于隔膜对电解液润湿
性能的提升，可通过表面改性、涂覆、开发新材料
体系、采用新加工工艺等方式实现。
3.1 聚烯烃表面改性
在单层聚烯烃隔膜上加入或者复合具有亲液性能、耐高温性能等特性的材料，从而获得性能更加
优异的复合隔膜，是制备高性能隔膜的一大研究方向。目前常用的工艺包括涂覆、浸涂、喷涂、复合等。SONG等[21]在PE隔膜上涂覆聚芳酯材料，形
成多孔聚合物沉淀物的复合隔膜，由于聚芳酯具有
良好的耐热性能，复合隔膜熔融温度提高到大于180 ℃。RYOU等[22]通过浸涂法在PE隔膜上涂覆
多巴胺，获得的改性隔膜具有更高的吸附电解液的
性能，有效地改善了隔膜的高倍率循环性能。KIM 等[23]使用PVDF/SiO2的混合物改性聚烯烃隔膜，使
复合隔膜同时具备PVDF的亲电解液性能和SiO2
的耐高温性能，制备的锂离子电池在2C放电倍率下，其充放电效率达到94%。
3.2 聚烯烃-陶瓷复合隔膜
如前文所述，聚烯烃类有机隔膜虽具有较好的
力学性能及成本低等特点，但在热稳定性、亲液性
等方面存在不足，作为电池隔膜，其安全性能有待
提升。因此，在聚烯烃类基膜上涂覆无机陶瓷颗粒
而制备出复合膜的工艺应运而生。虽然陶瓷涂层给
电池性能带来怎样的影响仍需更深入的研究和评价
才能得出最终的结论，但这一技术却被许多隔膜企
业和电池企业争相仿效，得到了迅速的推广。
在聚合物-陶瓷复合膜中，聚烯烃类有机微孔膜
材料提供柔韧性以满足电池装配工艺的需求。无机陶
瓷颗粒则在复合膜中形成刚性骨架，防止隔膜在高温
条件下发生收缩甚至熔融，以提升电池安全性能。黏
合剂则对陶瓷复合膜的表面性质、孔道结构、机械强
度等性能有重要影响[24]。常用的黏合剂有聚偏氟乙烯（PVDF）[25]、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）[26]、
丁苯橡胶（SBR）[27]等。YOO等[28]采用涂覆工艺在PE隔膜上涂覆纳米
二氧化硅，获得具有二氧化硅层的陶瓷化PE隔膜，成功地将隔膜的耐热温度从PE的135 ℃提高至170℃。王洪等[29]以PP隔膜为基膜，将ZnO2和SiO2纳米无机粒子涂覆于隔膜上，获得ZrO2/SiO2陶瓷化的复合隔膜。复合膜制作的锂离子电池具有优良的容量保持性，经250次循环其容量保持率还有94.1%，且复合隔膜制备的锂离子电池在130℃高温下2 h隔膜仍无明显熔化现象，隔膜耐热性能良好。JEONG等[30]利用原子层沉积技术在PP微孔膜表面沉积了一层厚度约为6 nm的超薄Al2O3陶瓷层，提高了PP膜的耐热性，同时改善了原有PP基膜的亲液性。
聚合物-陶瓷复合膜在一定程度上提高了聚烯烃类隔膜的热稳定性及电解液润湿性，但是这种复合技术存在的最大问题是：陶瓷相与有机相结合力较弱，易出现陶瓷脱落（掉粉）现象。通过合理调控黏合剂用量、采用原位复合技术（将无机陶瓷颗粒被预先分散在成膜溶液中，通过湿法双向拉伸技术或静电纺丝法制成隔膜的工艺过程）等方法可以在一定程度上缓解这一现象[24]。
以聚烯烃隔膜为基材的复合隔膜产品，主要保持了聚烯烃隔膜易于拉伸成孔的可加工性，同时改善了隔膜的安全性、亲液性等特性，在隔膜的换代产品实现商品化之前，仍将占据主要的市场份额。
3.3 新材料体系
按所用材料，可将电池隔膜分为聚烯烃改性隔膜和新材料体系隔膜。其中新材料体系主要有含氟聚合物类隔膜、纤维素类隔膜、聚酰亚胺（PI）类隔膜、聚酯（PET）类隔膜及其它聚合物-陶瓷复合隔膜等。
含氟聚合物隔膜，主要是指PVDF隔膜材料。从材料角度可以将其分为单一聚合物、多元聚合物和有机无机复合物三类。最常用的单一聚合物包括PVDF、P(VDF-HFP)（聚偏氟乙烯-六氟丙烯）和P(VDF-TrFE)（聚偏氟乙烯-三氟乙烯）。相比于聚烯烃类隔膜材料，含氟聚合物材料隔膜具有更强的极性和更高的介电常数，大大的提升了隔膜的亲液性，并有助于锂盐的离子化。同时，这类材料的成型方法多样，如浇铸法、电纺法、热压法等，有利于调控孔隙率[31]。1996年，TARASCON等[32]最早将P(VDF-HFP)应用于锂电隔膜，与同类黏合剂制备的隔膜相比，表现出相似的能量密度、循环特性、
王畅等：锂离子电池隔膜及技术进展125 第2期
快速充放电能力以及自放电现象，而安全性能、成型能力都大大提升，并且更易于大规模制备，有利于工业化。近年来，以含氟材料为基材的锂电隔膜相关报道也有很多[33-41]。
纤维素隔膜的电池性能与聚烯烃隔膜相当，但其资源丰富且可再生利用[42]，同时，纤维素材料初始分解温度较高（>270℃），热稳定性明显优于聚烯烃类材料[43]。早期使用的纤维素类材料快速充放电性能优异，但存在自放电现象，循环性能不够稳定，耐电压性不够好[44-46]。ZHANG等[47]以无纺布纤维素为基材，P(VDF-HFP)为涂层，制得纤维素/ PVDF复合隔膜，与传统的PP膜相比，亲液性明显增强，热稳定性大大提升。
基于其它聚合物材料的隔膜，主要是指在无纺布基膜上涂覆一层孔径较小的多孔涂层而制得的复合膜。常用作无纺布基膜的材料主要是聚酰亚胺（PI）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）等，而涂层则通常是电纺纳米纤维、聚合物凝胶电解液、纳米颗粒及无机颗粒如Al2O3和SiO2等[48]。无纺布在耐热、孔隙率和成本方面均具有优势，纳米颗粒涂覆层可实现对孔径的调节。此类隔膜中最具有代表性的是由德国Degussa公司研发出的一种PET无纺布基陶瓷颗粒涂覆复合膜，这种商品膜具有突出的耐热性，闭孔温度高达220 ℃[49]。此外，聚酰亚胺（PI）材料热稳定性能突出，将其作为涂层材料涂覆在PET无纺布上制得的复合膜用作锂电隔膜，充放电循环性能稳定，热收缩性小[50-53]。中国科学院理化技术研究所吴大勇等[54]研发的聚酰亚胺纳米纤维隔膜离子电导率高达8.3×10–3 S/cm，并且可以实现在200 ℃受热1 h后的收缩率<0.3%。中国科学院宁波材料技术与工程研究所动力锂电池工程实验室设计并制备了一种基于PI无纺布的交联型复合凝胶隔膜。PI基膜赋予该膜优异的热稳定性，内部交联的聚醚组分则使隔膜在被电解液溶胀后形成凝胶聚合物电解质，大大地提升了隔膜的亲液性能，并且有效避免了单纯无纺布隔膜漏液严重的问题。这类复合膜用于锂离子电池，安全性能得以大幅提升。
此外，MOON[55]以超高分子量聚乙烯（UHMWPE）代替普通乙烯作原料，以常规湿法制备聚乙烯隔膜，将隔膜的热安全温度提高至160 ℃且热收缩率更小。东燃公司开发出专用的UHMWPE料，将PE隔膜的熔点提高到170 ℃。目前国外的隔膜厂商如日本旭化成、美国Entek等已经推出了商业化UHMWPE类隔膜产品[8]。
3.4 新工艺方法
隔膜的研发中核心的内容有两个：一是新材料体系；二是可以实现工业化生产的工艺方法。离开了高效的工艺方法，再好的材料也无法成为可以被广泛接受的商品。
常规制备聚烯烃隔膜的方法就是干法和湿法。但是，将聚烯烃类隔膜往更薄的方向发展，以满足3C锂离子电池的性能需求，是提升隔膜性能的一大关键切入点。KANG等[56]利用湿法制备锂离子电池隔膜，通过混合熔融挤出、成型、拉伸、萃取和热定形等工艺，制备单层或多层聚乙烯隔膜，隔膜的厚度在5～40 μm。前文中已提到，隔膜厚度变薄会对力学性能产生影响，因此，超薄隔膜走向市场化的前提是安全性能仍有足够保障。
相对而言，聚烯烃改性隔膜的涂布工艺和设备是非常成熟的。用来做聚烯烃隔膜的涂覆改性可行性较高，可以提高聚烯烃隔膜的耐热性及对电解液的润湿性。目前，国内外众多研究单位和厂家都有关于陶瓷涂层隔膜的研究开发重点项目。
除了涂布法，静电纺丝技术在新型隔膜的研发中也发挥着重要的作用。吴大勇等[57-58]应用大流量静电纺丝法研制了高安全性的耐高温纤维/纳米陶瓷颗粒复合隔膜。KIM等[59]通过静电纺丝技术制备出P(VDF-HFP)/PAN（聚丙烯腈）复合纤维膜，力学性能好，离子电导率高，在锂电隔膜领域具有潜在的应用价值。此外，也可以通过同轴纺丝法制备双层纤维膜。LIU等[60]通过该方法以聚酰亚胺为核心材料，PVDF-HFP为外层材料，制备出内层厚度为320 nm、外层厚40 nm 的双层纤维膜，热稳定性优异，可用作锂电隔膜。
随着隔膜材料日益丰富、制备工艺日益成熟，相信在不久的将来，可以满足消费需求的安全性高、耐热性强的新型隔膜将会成功问世，对我们的生活产生深远的影响。
4 结语
综合分析各种信息，全球锂电池隔膜2014年销量超过10亿平方米，同比增长32%。预计2015—2016年间平均增速为30%左右，2016年全球锂电池隔膜销量将达到18亿平方米，应用于动力电池隔膜比例将大幅上升。从政策面来看，我国政府鼓励发展电动汽车，已制订了到2015年电动汽车
储能科学与技术
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累计销售达50万辆、2020年达500万辆的规划，并计划投入大量的扶持资金以启动这一市场，因此动力锂电池隔膜有着巨大的潜在市场。为此，国内高端隔膜市场主要被进口产品占据的现状急需改变，加强自主研发，提升国产隔膜品质、创品牌、创龙头企业的任务刻不容缓。
在技术发展领域，隔膜已从单一的聚烯烃类材料向多种材料、复合材料的方向发展，从简单结构向复杂结构发展。研究的目标是提高电池的安全性、保证电池功率性能的发挥。在锂电池向更高比能量体系发展的进程中，新型隔膜发展的机会将进一步显现。
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