一、锂离子电池隔膜概述
锂离子电池由正极材料、负极材料、电解液和隔膜4个部分组成，图1为锂离子电池的工作原理以及结构示意图。该隔膜是一种具有微孔结构的功能膜材料，厚度一般为8～40μm，在电池体系中起着分隔正负极、阻隔充放电时电路中电子通过、允许电解液中锂离子自由通过的作用，可在电池充放电或温度升高的情况下有选择地闭合微孔，以限制过大电流、防止短路，其性能的优劣直接决定了电池的整体性能。
图1 锂离子电池工作原理及结构示意图
二、传统锂离子隔膜制备方法
传统锂离子电池隔膜为聚烯烃隔膜，多为单层或三层结构，如单层PE、单层PP、PP/PE/PP复合膜等。按照常规制备工艺可分为干法和湿法工艺。
1.干法工艺
干法工艺是最常采用的方法，利用挤压、吹膜的方法，将熔融的聚烯烃树脂制成片状结晶薄膜，并通过单向拉伸或双向拉伸在高温下形成狭缝状多孔结构。单向拉伸工艺制备的薄膜微孔结构扁长且相互贯通，导通性好；生产过程中不使用溶剂，工艺环境友好；薄膜的纵向强度优于横向，且横向基本没有热收缩；代表公司主要有美国Celgard、日本UBE及国内的星源材质、沧州明珠和东航光电。
双向拉伸工艺是中科院化学研究所开发的具有自主知识产权的工艺，通过在PP中加入具有成核作用的β晶型改进剂，利用PP不同相态间密度的差异，在拉伸过程中发生晶型转变形成微孔。双向拉伸工艺制备的薄膜纵横向均具有一定的强度，微孔尺寸及分布均匀。国内代表公司主要有新乡格瑞恩、新时科技、星源材质等。
2. 湿法工艺
湿法工艺在工业上又称相分离法或热致相分离法，其制备原理是加热熔融在常温下互不相容的低分子量物质（液态烃、石蜡等）和高分子量物质（聚烯烃树脂）的混合物，使该混合物形成均匀混合的液态，并通过降温相分离压制得到微孔膜材料。湿法薄膜比干法薄膜的三维结构更加复杂，微孔屈曲度更高（；但是湿法因生产过程使用溶剂而较干法相比在绿色环保方面相对欠缺优势，且热稳定性差，工艺流程也相对复杂。
根据压制膜片时拉伸工艺的不同，可分为双向同步拉伸和双向异步拉伸，两种拉伸工艺的区别在于在压制成膜片时所进行的拉伸是否是纵横向同时进行。
双向同步拉伸制备的薄膜各项性能如拉伸强度、热收缩率等在纵横方向上基本相同；双向异步拉伸则是将熔融的高分子降温制得膜片后，先进行纵向拉伸，再进行横向拉伸，因在分步拉伸时无法保证拉伸力完全一致，制备的薄膜性能在纵横方向上差异较大。
湿法工艺的代表公司主要有日本旭化成、东燃、三井化学、韩国SK、美国Entek，以及国内金辉高科、天津东皋等。
三、国内外锂离子隔膜研究现状
1.多层复合隔膜
多层复合隔膜是由美国Celgard公司自主开发的PP/PE两层复合隔膜或PP/PE/PP三层复合隔膜，集合了PP膜力学性能好、熔断温度高以及PE膜柔软、韧性好、闭孔温度低的优点，增加了电池的安全性能；但是PE和PP膜对电解质的亲和性较差，且PP/PE/PP三层隔膜的纤维结构为线条状，一旦发生短路，会使短路面积瞬间迅速扩大，热量急剧上升难以排出，存在潜在的爆炸可能。
2.有机/无机复合隔膜
有机/无机复合隔膜是将无机材料（如Al?O?、SiO?等颗粒）涂覆在聚烯烃薄膜或无纺布上，通过有机、无机材料的配合互补提高锂离子电池的安全性和大功率快速充放电的性能，既具有有机材料柔韧及有效的闭孔功能，防止电池短路；又具有无机材料传热率低、电池内热失控点不易扩大、可吸收电解液中微量水，延长电池使用寿命的功能。
E S CHOI等将一种耐热性较好的PET无纺薄膜两侧浸涂陶瓷粒子，发现较传统PE膜的导电率提高50%。日本日立麦克赛尔公司则将板状无机颗粒涂覆在基膜表面，可在高温下保持形状的完整性。德国德固赛公司将与Al?O?、SiO?颗粒均匀混合的硅胶溶液涂覆在无纺布基布上制备了Separion隔膜，其结构如图2所示。
