隔膜的性能決定了電池的界面結(jié)構(gòu)、內(nèi)阻等，直接影響電池的容量、循環(huán)以及安全性能等特性，性能優(yōu)異的隔膜對提高電池的綜合性能具有重要的作用。隔膜的主要作用是使電池的正、負(fù)極分隔開來，防止兩極接觸而短路，此外還具有能使電解質(zhì)離子通過的功能。隔膜材質(zhì)是不導(dǎo)電的，其物理化學(xué)性質(zhì)對電池的性能有很大的影響。電池的種類不同，采用的隔膜也不同。對于鋰電池系列，由于電解液為有機(jī)溶劑體系，因而需要有耐有機(jī)溶劑的隔膜材料，一般采用高強(qiáng)度薄膜化的聚烯烴多孔膜。

產(chǎn)品功能

鋰離子電池隔膜具有大量曲折貫通的微孔，能夠保證電解質(zhì)離子自由通過形成充放電回路;而在電池過度充電或者溫度升高時(shí)，隔膜通過閉孔功能將電池的正極和負(fù)極分開以防止其直接接觸而短路，達(dá)到阻隔電流傳導(dǎo)，防止電池過熱甚至爆炸的作用。

特性

鋰電池隔膜的要求：

（1）具有電子絕緣性，保證正負(fù)極的機(jī)械隔離；

（2）有一定的孔徑和孔隙率，保證低的電阻和高的離子電導(dǎo)率，對鋰離子有很好的透過性；

（3）由于電解質(zhì)的溶劑為強(qiáng)極性的有機(jī)化合物，隔膜必須耐電解液腐蝕，有足夠的化學(xué)和電化學(xué)穩(wěn)定性；

（4）對電解液的浸潤性好并具有足夠的吸液保濕能力；

（5）具有足夠的力學(xué)性能，包括穿刺強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度等，但厚度盡可能?。?/p>

（6）空間穩(wěn)定性和平整性好；

（7）熱穩(wěn)定性和自動關(guān)斷保護(hù)性能好。動力電池對隔膜的要求更高，通常采用復(fù)合膜。

（8）隔膜受熱收縮要小，否則會引起短路，進(jìn)而引發(fā)電池?zé)崾Э亍?/p>

產(chǎn)品性能

由于鋰離子電池隔膜性能的優(yōu)劣決定著鋰離子電池的容量、循環(huán)性能、充放電電流密度等關(guān)鍵特性，要求隔膜需具有合適的厚度、離子透過率、孔徑和孔隙率及足夠的化學(xué)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性和力學(xué)穩(wěn)定性等性能。

分類

根據(jù)不同的物理、化學(xué)特性，鋰電池隔膜材料可以分為：織造膜、非織造膜（無紡布）、微孔膜、復(fù)合膜、隔膜紙、碾壓膜等幾類。聚烯烴材料具有優(yōu)異的力學(xué)性能、化學(xué)穩(wěn)定性和相對廉價(jià)的特點(diǎn)，因此聚乙烯、聚丙烯等聚烯烴微孔膜在鋰電池研究開發(fā)初期便被用作鋰電池隔膜。盡管用其他材料制備鋰電池隔膜，如1999年F,Boudin等[5]采用相轉(zhuǎn)化法以聚偏氟乙烯（PVDF）為本體聚合物制備鋰電池隔膜；KuribayashIsao等[6]研究纖維素復(fù)合膜作為鋰電池隔膜材料。然而，至今商品化鋰電池隔膜材料仍主要采用聚乙烯、聚丙烯微孔膜。固體和凝膠電解質(zhì)開始被用作一個(gè)特殊的組件，同時(shí)發(fā)揮電解液和電池隔膜的作用，是一項(xiàng)新興的技術(shù)手段。表1-2給出了鋰電池隔膜的主要生產(chǎn)商及其主要產(chǎn)品信息。

基體材料

鋰電池隔膜基體材料主要包括聚丙烯、聚乙烯材料和添加劑。隔膜所采用基體材料對隔膜力學(xué)性能以及與電解液的浸潤度有直接的聯(lián)系。世界前三大隔膜生產(chǎn)商日本Asahi(旭化成)、美國Celgard、Tonen(東燃化學(xué))都有自己獨(dú)立的高分子實(shí)驗(yàn)室，并且化學(xué)背景非常深厚。國內(nèi)鋰電池廠家所采用的基體材料基本都是通過外購，自身研發(fā)實(shí)力不強(qiáng)。據(jù)了解旭化成與Celgard已經(jīng)自己生產(chǎn)部分聚丙烯、聚乙烯材料。特別是Tonen(東燃化學(xué))和美孚化工合作后，采用美孚化工研發(fā)的高熔點(diǎn)聚乙烯材料后，Tonen推出熔點(diǎn)高達(dá)170℃的濕法PE鋰電池隔膜。采用特殊處理的基體材料，可以極大的提高隔膜的性能，從而滿足鋰電池一些特殊的用途。

構(gòu)成

鋰電池主要由正極材料、負(fù)極材料、隔膜和電解液等構(gòu)成，隔膜是其核心關(guān)鍵材料之一。

涂碳鋁箔（導(dǎo)電涂層）為鋰電池產(chǎn)業(yè)帶來技術(shù)革新和產(chǎn)業(yè)提升。

提升鋰電產(chǎn)品性能，改善放電倍率。

隨著國內(nèi)電池廠商對電池性能要求的日益提高，電池涂層技術(shù)：導(dǎo)電材料&導(dǎo)電涂層鋁箔/銅箔在國內(nèi)日趨得到重視。在處理電池材料的時(shí)候，常擁有高倍率充放電性能好，較大比容量，但循環(huán)穩(wěn)定性較差，衰減較為嚴(yán)重等原因，不得不做取舍放棄。這個(gè)神奇的涂層，將電池的性能提高，帶入新紀(jì)元。

導(dǎo)電涂層是由分散好的納米導(dǎo)電石墨包覆顆粒等所組成。它能提供極佳的靜態(tài)導(dǎo)電性能，是一層保護(hù)能量吸收層。它也能提供好的遮蓋防護(hù)性能。涂層有水性的和溶劑性的，能應(yīng)用在鋁片、銅片、不銹鋼、鋁和鈦雙極板上。

降低電池內(nèi)阻，抑制充放電循環(huán)過程中的動態(tài)內(nèi)阻增幅；

顯著提高電池組的一致性，降低電池組成本；

提高活性材料和集流體的粘接附著力，降低極片制造成本；

減小極化，提高倍率性能，減低熱效應(yīng)；

防止電解液對集流體的腐蝕；

綜合因子進(jìn)而延長電池使用壽命；

涂層厚度：常規(guī)單面厚1～3μm。

高溫燃料電池質(zhì)子交換膜

多年來在燃料電池中大多使用固體氧化物導(dǎo)體,但是只能在低溫下工作.傳統(tǒng)的質(zhì)子交換膜燃料電池在較高溫度工作時(shí),相對濕度可以降低,但是膜中水的損失和質(zhì)子傳導(dǎo)阻抗的增加是明顯的障礙?，F(xiàn)介紹一種能在高溫狀態(tài)下工作的質(zhì)子交換膜———聚氟酸硫酸鹽膜。這種膜可以用來提高水的含量,制備出非水的質(zhì)子交換膜,避免水的損失。

高溫下工作的燃料電池膜有許多優(yōu)點(diǎn)。對CO具有較高承受力,可以進(jìn)行較好的水和熱處理,可以進(jìn)行廢熱的利用。

130℃時(shí)NAFION/磷酸鋯鹽膜比NAFION膜具有較好的性能，并且可以減小相對濕度，NAFION/咪唑膜和CsHSO4膜在180～200℃的高溫下具有較好的傳導(dǎo)性。

高溫工作的燃料電池需要有較高的壓力，150℃工作時(shí)需要5巴的壓力。一定條件下，復(fù)合膜可以改善電池在高溫下的條件。增加工作溫度到150～200℃而又不增加壓力的非水燃料電池需要進(jìn)一步的研究。因此,選用NAFION/磷酸的鋯鹽膜和CsHSO4等固體膜可以得到在較高溫度(超過100℃)下工作的燃料電池。