锂电池隔膜，是一层薄薄的“塑料”，但又绝非普通塑料。

锂电池结构中，隔膜是关键的内层组件之一，其主要作用是使电池正、负极分隔开来，防止两极接触而短路，此外它还具有能使电解质离子通过的功能。因此，隔膜材料的好坏，对电池性能有很大的影响。

聚烯烃类隔膜是当前主流隔膜，但是，这种膜的热稳定性较差。聚丙烯（PP）和聚乙烯（PE）的熔点分别为165℃和135℃，这会引起潜在的安全问题，因为在高温下，隔膜会收缩或熔化，从而引起内部短路，导致火灾甚至爆炸。

针对这种情况，人们已经采取了多种方法来提高隔膜的热稳定性，在PP或者PE隔膜上涂覆一层无机陶瓷颗粒被认为是最有效、最经济的方法。陶瓷材料提供了高耐热性，而粘合剂则提供粘附力以保持涂层和整个复合隔膜的结构完整性。

一方面，由于提高了热稳定性，这种陶瓷涂覆隔膜可以通过防止高温下的短路而有效地提高锂离子电池的安全性；另一方面，陶瓷涂覆隔膜与电解液和正负极材料有良好的浸润和吸液保液的能力，大幅度提高了电池的性能和使用寿命。

1、传统隔膜的劣势

商品化的锂离子电池隔膜主要是聚乙烯、聚丙烯微孔膜。聚烯烃隔膜也有缺陷，一方面，当外界温度达到或超过隔膜熔点时，隔膜自身会发生大面积收缩或熔融从而导致电池内部热失控现象或短路的产生，因此保持隔膜的尺寸和形貌不变是提高电池安全性的关键。为此美国Celgard公司制备了（PP／PE／PP）多层隔膜，虽其高温下热收缩性有所提高，但其机械强度低、针刺强度低且透气性差；另一方面，由于聚烯烃隔膜极性与有机电解液极性不一致，导致电解液对隔膜的润湿性不好，电池在反复充放电过程中隔膜对非水电解液的保持能力较差，从而影响电池的循环性能。

2、陶瓷隔膜的先进性及代表性材料

目前陶瓷隔膜按制备方法可分为两类，一类是传统的聚烯烃隔膜或者无纺布膜为基底膜，运用黏结、热压或者嫁接的方法在基底膜上面覆盖上一层陶瓷层，从而形成陶瓷复合膜；另一类是将纳微级别的陶瓷颗粒混入有机材料中，制成混合浆料，然后将浆料拉伸成膜或制成无纺布膜。

随着平板电脑和电动汽车的普及，传统聚烯烃隔膜，在耐高压、高温等性能上，无法满足高电压、高能量密度要求。采用隔膜涂层技术，利用陶瓷热传导率低，防止电池中的某些热失控点扩大形成整体热失控；无机材料结构特性，可改善隔膜的热收缩性能，具有更高的安全性以及耐高电位的特点。此外，陶瓷涂层具有亲水性，对液体电解质具有更好的吸液功能，可同时改善锂电池在充、放电过程中电池内部电流的分布均匀性。

3、最受关注的陶瓷隔膜材料有高纯氧化铝、勃姆石等

高纯氧化铝

氧化铝是一种高硬度的化合物，熔点为2054℃，沸点为2980℃，在高温下可电离的离子晶体。氧化铝作为一种无机物，具有很高的热稳定性及化学惰性，是电池隔膜陶瓷涂层的很好选择。其优点有：

（1）循环寿命长。降低了循环过程中的机械微短路，有效提升循环寿命；

（2）高倍率性。高纯纳米氧化铝在锂电池中可形成固溶体，提高倍率性和循环性能；

（3）高纯纳米氧化铝还具有非常优良的导热性能。电池温度过高时，这种材料可以很好地进行热量传导，从而解决了PP/PE材料导热性差的问题；

（4）良好浸润性。高纯纳米氧化铝粉末具有良好的吸液及保液能力；

（5）高纯纳米氧化铝材料还具有优良的阻燃性。这是因为氧化铝材料本身就是非常优良的阻燃剂，即使因为温度过高，达到燃烧零界点，该材料的良好的阻燃性能会阻止大范围的燃烧甚至爆炸；

（6）电流过大时，能够阻断电流。随着锂离子电池容量的不断提高，内部蓄积的能量越来越大，内部温度会提高，有可能出现温度过高使负极隔膜被融化而造成短路。

勃姆石

纯勃姆石为白色，正双轴晶体，属于正交晶系中的双锥点群。莫氏硬度3-3.5，比重为3-3.07。勃姆石（AlOOH）是γ-Al2O3的前驱体，以其独特的化学、光学、力学性质在陶瓷材料、复合材料、表面防护层材料、光学材料、催化剂及载体材料、半导体材料及涂料等领域得到普遍的应用。

勃姆石锂电池隔膜涂覆上的应用，来源：中铝郑州研究院

勃姆石除了能够满足锂电池对隔膜的要求外，通过与氧化铝的对比还有以下优势：

（1）勃姆石的硬度低，在切割和涂覆过程中，对机械的磨损小，在成本上相对于高纯氧化铝来说更低。

（2）勃姆石耐热温度高，与有机物相容性好。

（3）勃姆石比重小，同样重量比高纯氧化铝多涂覆25%的面积。

（4）涂覆平整度高、内阻小。

（5）低能耗、生产过程对环境更加友好。

（6）勃姆石的吸水率仅是高纯氧化铝的一半。

（7）勃姆石的制备更为简单，不像高纯氧化铝那样要经历煅烧、粉碎、分级等一系列复杂过程。

（8）勃姆石材料的更换对隔膜企业和电池企业没有设备及工艺更换的门槛，且对隔膜企业设备的损伤较小，隔膜企业也倾向于配合电池企业加快勃姆石材料验证及产品验证。

文章来源： 咔嘟嘟， 锂电联盟会长，中国能源报