日崎分享--SEKISUI 積水化學鋰電池隔膜：基材、涂覆與下一代隔膜技術解析

時間：2026/8/10閱讀：42

鋰電池隔膜作為四大關鍵主材之一，承擔隔離正負極、提供鋰離子導通通道、熱關閉保護多重作用，隔膜的基材配方、微孔結構、表面改性直接影響電池循環壽命、倍率性能與熱安全表現。SEKISUI 積水化學依托聚烯烴合成、高分子改性、功能性涂覆材料的長期積累，布局傳統聚烯烴隔膜、復合功能隔膜以及凝膠電解質隔膜技術路線，面向消費鋰電、動力電池、儲能以及下一代半固態電池開展材料開發。

一、聚烯烴基膜材料體系

積水化學傳統基膜以聚乙烯 PE、聚丙烯 PP 為基礎原料，包含單層 PE、PP/PE/PP 三層復合基材兩大方向。

單層 PE 隔膜以超高分子量聚乙烯 UHMW?PE 為主要原料，采用濕法雙向拉伸相分離工藝制備，通過樹脂分子量調控、擠出?拉伸?萃取全流程工藝控制，獲得孔徑均勻、孔隙率可控的微孔結構。PE 基材優勢在于閉孔溫度較低，發生熱過載時微孔可快速熔融閉合，阻斷離子通路，實現熱關斷保護；基材韌性良好，耐穿刺，適配超薄化發展趨勢，可制備 7?12μm 厚度基膜，多用于 3C 消費類電池與部分動力電芯。

PP/PE/PP 三層復合隔膜集合兩種材料的特性，中間 PE 層實現低溫閉孔，兩側 PP 層擁有更高熔融溫度，提升隔膜整體耐熱尺寸穩定性，降低高溫條件下橫向熱收縮風險，減少正負極直接接觸短路隱患。三層結構對拉伸工藝、不同樹脂層間相容性、層厚均勻度控制要求嚴苛，適合對安全等級要求更高的動力與儲能電芯場景。

基膜核心指標重點管控孔隙率、透氣度、孔徑分布、力學強度與熱收縮率。孔隙率一般控制在 35?45% 區間，保障電解液保有量與鋰離子傳導；透氣度（Gurley 值）保持合理區間，透氣度過高易出現微短路風險，過低則限制倍率放電能力。雙向拉伸工藝使縱向、橫向抗拉強度均衡，改善電芯卷繞、疊片加工過程中出現的拉伸破膜問題。

二、涂覆改性隔膜技術路線

單純聚烯烴基材電解液浸潤性有限，高溫下仍存在熱收縮，積水化學圍繞無機陶瓷涂覆、有機高分子涂覆兩大方向做表面改性，提升隔膜綜合性能。

1. 無機陶瓷涂覆隔膜

選用氧化鋁、勃姆石等無機納米粉體，搭配自研高分子粘結劑體系，在聚烯烴基膜單面或者雙面形成薄陶瓷涂層。陶瓷涂層可以顯著抑制高溫熱收縮，提升隔膜耐溫與抗穿刺能力，減少熱失控風險；同時涂層可以吸收部分電解液，改善浸潤性。通過粉體粒徑級配、涂層厚度、孔隙調控，在提升安全的同時，避免涂層堵塞基膜微孔造成阻抗上升。陶瓷涂覆隔膜適配高鎳三元等高電壓體系動力電池。

2. 有機高分子涂覆隔膜

PVDF 系高分子涂覆是積水重點開發路線，PVDF 涂層一方面提升隔膜與電極極片之間的粘結力，在電芯充放電極片發生膨脹收縮時，維持界面接觸穩定，抑制界面劣化，延長循環壽命；另一方面進一步改善電解液浸潤。通過調控 PVDF 結晶度與涂層微孔結構，平衡粘結力與離子阻抗，廣泛用于動力與長循環儲能電池。

積水化學同時開發有機?無機混合復合涂層，融合無機粉體耐熱優勢與高分子粘結特性，兼顧耐熱安全、極片粘結與離子導通，適配更高要求的動力電芯。

三、凝膠電解質隔膜（復合凝膠隔膜）

區別于普通物理涂覆隔膜，積水化學布局凝膠型復合隔膜技術，將高分子凝膠預聚體系復合于多孔基材內部，經原位聚合形成凝膠電解質，隔膜不再單純作為隔離膜，同時承擔部分電解質功能。

普通液態鋰電池中，電解液游離存在，受熱、穿刺情況下存在泄露、起火風險。凝膠體系把液態電解液固定在高分子網絡結構內部，既保留較高鋰離子電導率，又降低電解液流動性，提升電池本征安全。該技術路線可適配硅基負極等高容量電極體系，積水化學的凝膠隔膜方案在釘刺、擠壓安全測試中表現穩定，同時可簡化部分電芯制造工序，提升生產效率。凝膠隔膜是面向半固態電池過渡階段的重要技術方案。

四、隔膜關鍵性能權衡邏輯

1. 厚度與安全、能量密度：隔膜越薄，電池能量密度越高，但耐穿刺、熱安全難度上升；7?9μm 超薄基膜高度依賴涂覆改性彌補安全短板。

2. 孔隙率、透氣度與倍率：孔隙率提升有利于倍率性能，但過高會降低隔膜機械強度，需要在離子導通和力學性能之間平衡。

3. 無機涂覆 vs 有機涂覆：無機側重耐熱抗穿刺安全；有機 PVDF 側重極片粘結、循環壽命，實際產品常采用混合涂覆方案。

4. 熱關斷與耐熱性：PE 實現低溫閉孔，PP 提供高溫骨架支撐，三層復合結構實現 “先閉孔、不熔融坍塌" 的安全邏輯。

五、面向下一代電池的材料研發方向

面向半固態、固態電池發展，積水化學在傳統隔膜之外開展配套材料開發。一方面優化復合凝膠隔膜，進一步提升離子電導率，適配高電壓、高容量電極；另一方面開發功能性微球間隔材料，用于固態電池體系，緩解正負極充放電膨脹收縮帶來的應力，維持固?固界面接觸穩定，降低界面失效風險。

在動力與儲能應用端，隔膜技術迭代方向集中于超薄化、更低熱收縮、高粘結復合涂層、長循環耐電解液老化；同時兼顧電芯制造加工適配性，適配高速卷繞、疊片工藝。鋰電池隔膜的競爭，不只是基膜成膜工藝，更是樹脂配方、涂覆粘結材料、凝膠高分子體系等整套高分子材料體系的綜合能力。積水化學的技術思路，針對消費、動力、儲能、半固態不同場景，對基材、涂層、凝膠體系做定制化開發，平衡能量密度、倍率、循環、安全多維度指標。