電池隔膜起到離子通道作用，同時通過將電池正負(fù)極隔開，降低發(fā)生短路概率。傳統(tǒng)液態(tài)鋰離子電池中，隔膜材料吸收電解液后裝配在正負(fù)極之間。充放電過程中，Li+需要經(jīng)過隔膜在正負(fù)極之間發(fā)生遷移而導(dǎo)電。同時，隔膜能夠防止兩極直接接觸發(fā)生短路，并且體系內(nèi)部升溫時隔膜閉孔能夠阻隔離子傳導(dǎo)，防止爆炸。

隔膜的結(jié)構(gòu)與性能影響電池容量、循環(huán)及安全性等，優(yōu)質(zhì)的隔膜材料開發(fā)是提升鋰電池性能的重要路徑。

聚烯烴微孔膜是當(dāng)下具備較優(yōu)綜合性能、并且已經(jīng)大規(guī)模商業(yè)化的隔膜材料。聚烯烴能夠提供良好的機(jī)械性能、化學(xué)穩(wěn)定性和高溫自閉性能，是當(dāng)下鋰電隔膜主要的原材料。隔膜成品主要包括聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）、PP 和 PE 復(fù)合材料。聚烯烴微孔膜性能良好，成本低廉，因此成為3C領(lǐng)域以及動力場景的主流產(chǎn)品。

圖1 鋰離子電池對隔膜材料的性能要求

微孔制備技術(shù)是隔膜制備工藝的核心，主要分為干法（單向和雙向拉伸）和濕法工藝。干法單向拉伸技術(shù)工藝主要由美國Celgard 公司研發(fā)和掌握，當(dāng)下在美國和日本十分成熟，干法包括單向與雙向拉伸，干法雙向則是由中國科學(xué)院化學(xué)所研究自主開，近年來被普遍采用。濕法工藝則最 早由日本旭化成提出，工藝難度大于干法，具備較高技術(shù)壁壘。濕法工藝生產(chǎn)的隔膜性能優(yōu)勢顯著，相比干法更適合生產(chǎn)中高端動力電池產(chǎn)品，此外，濕法技術(shù)壁壘較高，因此具備更強(qiáng)的溢價能力。

圖2：干法與濕法工藝比較，濕法隔膜具備性能優(yōu)勢

從顯微學(xué)的角度考慮，要準(zhǔn)確表征出隔膜孔隙大小、分布及其真實的形貌特征，不是一件輕松的事。對于聚丙烯（PP）或聚乙烯（PE）材料而言，電阻率高達(dá)7X1019Ω.cm，在高能量電子束的轟擊下，入射電子束在表面沒有導(dǎo)通路徑，很容易在表面積累，形成靜電勢場，隔膜很容易被損傷，即使在磁控濺射導(dǎo)電膜時，也能發(fā)現(xiàn)隔膜出現(xiàn)斷裂與融化等特征，破壞隔膜的真實形貌。為了得到隔膜的真實形貌，需要將加速電壓降低至幾十或幾百伏，通常在E1和E2平衡點(diǎn)附近，以實現(xiàn)樣品表面的電荷平衡。實際上，要尋找E1和E2平衡點(diǎn)（脆弱的平衡），對于常規(guī)的鏡筒內(nèi)探測器來說，比較吃力，會消耗一線操作人員大量時間，而且還得不到滿意的結(jié)果。

蔡司場發(fā)射掃描電鏡探測器具有極高探測靈敏度，在低電壓小束流的極端條件下，可以保證高信噪比。即使在不同的低加速電壓下（50V、100V、200V、300V、400V……），探測器能能輕松抑 制隔膜絕緣帶來的荷電效應(yīng)，而且擁有很好的信噪比，在短時間內(nèi)，就能得到一副高質(zhì)量的隔膜顯微圖片。

當(dāng)下 PP、PE 等主流基材在接近熔點(diǎn)時均會因熔化而收縮變形，無法消除安全隱患，因此需要開發(fā)進(jìn)一步提升熱穩(wěn)定性的材料。在聚烯烴隔膜上涂覆陶瓷等納米材料或采用有機(jī)材料，使涂覆隔膜具備熱穩(wěn)定性高、熱收縮低、與電解液浸潤性高的優(yōu)點(diǎn)，涂覆工藝日益受到重視。涂覆改性通過粘接劑將功能涂層粘附在隔膜表面，以提高其熱穩(wěn)定性。

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