隔膜是保障快充电池安全性能的关键材料之一。揭秘星源材质新一代高安全性动力锂电池隔膜。
快充+安全，已经成为动力电池技术演进的主旋律。
在即将报批的《电动汽车用动力蓄电池安全要求》修订稿中，快充循环后安全测试被列入到动力电池安全强标修订计划当中，以进一步提升热扩散安全要求。
从市场变化来看，一是，2-3C快充电池进入初步放量阶段，4C超充市场也开始加速上量。高工产业研究院（GGII）数据显示，截至2024年6月，新能源汽车市场中2-3C车型占比超40%，3C以上车型占比不及5%。
宁德时代则在7月的电话会议中透露，4C快充麒麟电池已进入大规模放量阶段。长期来看，车企推出差异化竞争产品的意愿较强，预计4C快充技术会占据较为可观的市场份额。
二是，快充技术从三元电池向铁锂电池推进，并从乘用车向商用车传导。得益于磷酸铁锂电池技术的快速进步，在里程焦虑、低温焦虑等问题得到明显改善之后，快充性能瓶颈也在不断取得突破。
目前，宁德时代神行系列、亿纬锂能开源电池、蜂巢短刀系列电池、国轩G刻电池、吉利神盾短刀电池等均实现磷酸铁锂快充性能，并相应推出了商用车应用版本。
三是，6C超充电池成为动力电池企业争夺的技术高地之一。市场消息显示，宁德时代已联合上汽通用推出6C超快充磷酸铁锂电池，预计明年装车应用。同时，比亚迪、中创新航、亿纬锂能、蜂巢能源、欣旺达、巨湾技研等企业已纷纷公开了6C快充技术及量产预期。
伴随着快充/超充动力电池的产业化进程越来越快，反应至上游供应链，围绕超快充电池量产配套的竞争也拉开帷幕。
在上游材料中，隔膜是保障快充电池安全性能的关键材料之一。电芯快充倍率越高，对隔膜的破膜温度、穿刺强度、浸润性等性能的要求也越高。
在此背景下，纳米纤维、PI、芳纶等新型涂覆材料的产业化进程也在加快，优异的材料性能特征，可以提高隔膜的耐热性和抗刺穿能力，进而提升快充锂电池的安全性能。
高工锂电获悉，作为全球锂电池隔膜行业的领跑者，星源材质针对新一代高安全性动力锂电池隔膜研发的纳米纤维涂覆隔膜、PI涂覆隔膜以及芳纶涂覆隔膜，均已实现量产。
其中，纳米纤维隔膜备受市场青睐，预计今年出货量将达到数亿平米，随着该产品明年于海外市场放量，该系列产品出货量还将跃上新的台阶；PI隔膜已经实现小批量量产，目前主要满足极端条件下动力电池应用场景需求；芳纶隔膜也已进入头部电池企业的验证周期，且主动要求产品验证的合作客户也在不断增多，预计芳纶隔膜市场渗透率有望进一步提升。
星源材质CTO Steven在接受高工锂电专访时表示，无论采用何种技术路线，应用于何种应用场景，快充及高安全电池是走向大规模量产必须遵循的底层逻辑。星源材质新一代高安全性动力锂电池隔膜均可满足电池不起火、不燃烧、不爆炸的要求，预计明年，公司的隔膜出货量将实现新旧产品的加速切换。
高工锂电分析认为，快充电池作为新一代锂电池迭代的趋势已经明确，快充技术的突破及产品量产势必带动新型隔膜需求的迅猛增长。
星源材质率先量产新型涂层隔膜产品，背后隐现的是其在原材料配方工艺、微孔制备技术、设备工艺设计能力以及产业链资源整合的核心优势，快充电池的市场放量也将进一步巩固公司在隔膜领域的领先地位。
独一无二的“混凝土状”纳米纤维隔膜
隔膜涂覆是指对应用不同的涂覆材料对基膜进行涂覆工艺，以提高锂电池电芯隔膜的耐热性和抗刺穿能力，进而提升锂电池的安全性能。目前，行业内主流采用氧化铝或勃姆石等陶瓷材料或PVDF材料进行涂覆。
Steven介绍，传统的涂覆材料主要呈“颗粒状”，而星源材质的纳米纤维材料呈“混凝土状”。相比之下，“混凝土状”的结构使得材料更加坚固，不容易散掉，同时兼具高耐热、高耐压、高浸润性等优势性能特征。“混凝土状”纳米纤维材料为星源材质行业首创，拥有一系列独家专利技术，行业技术壁垒高。
进一步来看，与陶瓷涂覆材料相比，星源材质开发的纳米纤维材料与基膜更为贴合、接触面积更大，满足隔膜薄型化的同时，具备更高的耐热性能（破膜温度高达200℃），以及更好的浸润性（单位时间内的浸润面积为陶瓷涂覆隔膜的2-3 倍）和更低阻抗，能够更好地满足快充电池对于提高安全性的要求。
Steven透露，目前该产品已经实现大批量量产，已成功应用于国内多款知名品牌的新能源车型，产品产能还在不断爬坡，预计明年会呈现量级的跃升。
同时，星源材质还实现了高安全性聚酰亚胺（PI）涂覆隔膜的量产，该材料也呈“混凝土”结构纤维状，相比于纳米纤维涂覆隔膜，PI涂覆隔膜为弹性涂层，具有宽温域稳定使用的独特优势，且破膜温度更高湿态热收缩更佳，同时兼具超高的浸润性。
Steven表示，面向更高倍率的快充需求，更长循环寿命，以及极限高低温等特殊应用场景，PI涂覆隔膜的性能优势发挥将越明显。
打破国外技术壁垒、
成本限制的芳纶隔膜
芳纶作为一种耐热优良的高分子材料，具备高强、轻质、绝缘、阻燃、耐高温等优异特性，芳纶涂布可以大幅度提升隔膜的破膜温度、抗刺穿性、抗氧化性，改善电池的热安全性能。面向超快充电动汽车和大规模储能市场，芳纶隔膜应用潜力巨大。
此前，由于芳纶隔膜具有极高的生产工艺和技术壁垒，芳纶涂覆主要在海外应用相对成熟，国内芳纶隔膜受制于芳纶材料专利壁垒、涂覆技术难度、高成本等一系列因素，尚未开启大规模应用。
今年4月，星源材质联合泰和新材发布了芳纶系列隔膜产品，间位芳纶、对位芳纶产品破膜温度分别高达240℃与400℃，作为对比，陶瓷涂覆隔膜的破膜温度约为153℃。同时，优秀的高温穿刺强度，更优的吸液、保液性能，更轻的比重，能极大提升电池的安全性、电性能与制造效率。
星源材质芳纶涂覆隔膜的行业竞争优势，主要表现在其打破了两大产业化掣肘：
一是打破海外技术专利壁垒，在材料端，泰和新材的芳纶材料，将原来的线性聚合物重构为网络状聚合物，从0到1原创出了新的芳纶体系，目前间位芳纶产能全球第二；在制造端，星源材质在隔膜涂覆技术上拥有深厚底蕴，采用油性涂覆工艺。强强联合之下，从材料合成路线到涂覆工艺，走出与海外芳纶产品完全不同的技术路线。由此也形成了新的产品优势与核心技术壁垒。
二是降低成本，除了实现芳纶材料的国产化供应之外，芳纶涂覆工厂建于泰和新材芳纶材料工厂附近，实现材料就近一体化供应，解决芳纶材料的储运问题，降低生产成本。同时，通过星源材质自主研发的成熟的回收系统，实现高回收率、低能耗、低碳化，可进一步降低生产成本。
Steven指出，虽然芳纶隔膜相较传统隔膜价格稍高，但是目前主机厂、电池厂更为看重锂电池安全性能、超快充及循坏寿命等电性能的提升，以及锂电池制造效率的提高，且芳纶涂层可减少电芯与电芯、模组与模组之间相关安全配件的使用，降低热管理成本，可节约电池制造综合成本5%以上。
随着动力电池快充、安全等性能要素不断提升，叠加芳纶涂覆具备进一步的降本空间，未来芳纶隔膜的市场渗透率有望大幅提升。
前瞻性部署固态电池电解质膜
当前，半/全固态电池产业化持续升温，半固态电池使用的电解质复合隔膜仍以隔膜为基材，全固态电池将由固态电解质实现对隔膜的替代，但固态电解质仍将以“膜”的形态存在于电芯之中，由此形成与隔膜领域的技术交叠。因此，头部隔膜企业也在加大力度部署固态电池电解质膜。
Steven介绍，星源材质多年前就组建了固态电解质隔膜开发项目团队，并且联合知名车企，共同开发高安全性的固态电解质涂覆隔膜产品。
目前，公司开发的氧化物、聚合物固态电解质膜已经具备量产化制备的条件，具有优秀的电化学性能，在客户的半固态电池评测中低温性能、电池循环稳定性、安全性能表现优异，处于行业领先。
星源材质产品现已进入多家客户认证或测试阶段，并小批量供货给多家知名头部客户。
Steven认为，半固态电池有望在2027年取得一定规模化进展，全固态电池批量量产要在2030年之后。其中，聚合物、氧化物固态电解质膜有望率先量产应用。同时，公司也在积极部署硫化物技术路线固态电解质。
总结：
当前，锂电隔膜行业市场竞争激烈，随着动力电池进入高性能、高安全迭代周期，隔膜行业的竞争也将回归到产品技术与量产制造的较量。具备自主核心技术及成本优势的优质隔膜生产厂商，才能拥有更强的市场韧性。
星源材质新一代高安全性动力锂电池隔膜的产能加速释放，有利于其在未来激烈的市场竞争中占据有利地位。同时，公司第五代超级湿法线在品质、效率、智能化、低碳化等指标方面均刷新行业标准，在生产效率、降低成本方面具有极强的优势。其隔膜行业全球领先的市场地位也将进一步巩固。
