在原电池中,隔膜的作用是分隔正负极,防止两极接触而发生短路,同时作为电解质离子的通道。隔膜的性能直接影响电池的电压、内阻率、循环寿命、安全性等特性,重要性突出。钠离子电池主要由正极、负极、电解液、隔膜等组成,隔膜是其重要组件之一。
钠离子电池隔膜材料需要考虑通透性、阻隔性、安全性,安全性又包括力学安全与热安全,此外还需考虑材料成本。钠离子电池的工作原理、产品结构与锂电池基本一致,采用的较多材料与锂离子电池相似,钠离子电池隔膜可以采用锂离子电池通常使用的PP膜、PE膜。
由于使用钠盐替代锂盐,钠离子电池采用的具体材料会与锂离子电池存在一定差别。锂离子电池通常使用的隔膜材料应用在钠离子电池中,会降低钠离子传输速度,影响电池循环性能;与元素锂相比,元素钠的性质更为活泼,钠离子电池隔膜以及负极上会生长更多的钠枝晶,钠枝晶会对隔膜造成穿刺,降低电池能量密度,甚至会导致电池短路。因此钠离子电池隔膜性能要求更高。
钠离子电池隔膜可采用干法隔膜、湿法隔膜、涂覆隔膜等。对比来看,干法隔膜价格低廉;湿法隔膜具有高强度优点,可以抑制钠枝晶穿刺;涂覆隔膜可以提高产品耐热性,并具有良好的水分控制能力。目前我国市场尚未开发量产专业钠离子电池隔膜。
根据新思界产业研究中心发布的
《2023-2028年中国钠离子电池隔膜行业市场深度调研及发展前景预测报告》显示,在钠离子电池产业链中,隔膜产值占比达到18%-19%,与锂离子电池相比,在同样电池功率下,钠离子电池对隔膜需求量更大,这主要是由于其能量密度以及体积特点所决定。2023-2025年,我国钠离子电池行业将进入爆发期,到2025年钠离子电池需求量将达到200GWh,在此背景下,钠离子电池隔膜的需求量将大幅增长。
新思界
行业分析人士表示,在我国,钠离子电池隔膜布局企业主要有:恩捷股份,开发出“三明治”结构的钠离子电池专用功能隔膜,能有效提升钠离子电池的循环寿命和倍率性能,并能抑制钠枝晶形成,提高电池安全性;传艺科技,公布了两个钠离子电池隔膜专利,分别是热稳定性好的纤维素膜,以及阻燃耐热性好的纤维素隔膜;星源材质、中材科技,均表示公司锂离子电池隔膜产品适用于钠离子电池。