鈉離子電池具有成本低、環境友好、循環壽命長、性能穩定等優點，在儲能、低速電動車等領域發揮突出的作用。作為影響鈉離子電池性能的關鍵性材料，鈉離子電池隔膜越來越受到重視，目前研究的鈉離子電池隔膜大部分集中在聚合物高分子隔膜、玻璃纖維隔膜等具有較好的鈉離子電導率的絕緣材料，其中較為集中在高分子聚乙烯或聚吡咯納米材料方面。

擴展閱讀：

1.一文了解陶瓷復合隔膜在鋰離子電池中的應用

2.總結·鋰離子電池隔膜技術路線及發展

鈉離子電池隔膜的性能需求

高分子鈉離子電池隔膜的基本性能需求為：

（1）絕對的電子絕緣性。材料必須確保將正負極材質有效隔開，以免產生短路，造成嚴重的安全問題；

（2）良好的孔隙率。高分子材料的間隙達到通過鈉離子的目的，要略微大于鈉離子的大小，保證離子通過；

（3）良好的滲透性，即具有低電阻和高離子傳導率；

（4）化學穩定性。要有很好的電化學耐腐蝕性，在電解液中不發生任何氧化還原反應；

（5）較好的力學韌性。隔膜需要具有一定的韌性，電池在組裝過程中需要擠壓和拉伸，在此過程中不能出現斷裂和破損；

（6）熱穩定性。隔膜材質需要能夠在較寬的溫度范圍內使用，超出溫度范圍能夠自動閉合或保護。

主流鈉離子電池隔膜類型

鈉離子電池隔膜的市場主流類型包括超高分子量聚乙烯隔膜、聚丙烯隔膜和非織造布類復合隔膜。國內對鈉離子電池隔膜材料的研究相對較少，主要集中在聚烯烴類復合隔膜、玻璃纖維濾紙型隔膜、有機聚合物無紡布型隔膜。

其中玻璃纖維濾紙型隔膜是一種無機材料制成的纖維隔膜，由于價格昂貴、材質較厚、拉伸強度低，目前大部分應用于實驗室和小規模中試階段；聚烯烴類復合隔膜和有機聚合物無紡布型隔膜已經規模化量產，在安全性方面已得到檢驗，但是這兩種材質在熱穩定性方面和電解質融合方面還有待進一步探索。

1.非織造布/無紡布類復合鈉離子隔膜

非織造布類復合鈉離子隔膜具有熱穩定好、孔隙率好、改性容易等特點備受關注。常見的非織造布隔膜材質包括聚酰亞胺(PI)、聚酯膜、纖維素膜、聚酰胺膜、芳綸膜、氨綸膜等。

該類隔膜可以使用有機纖維干法熔噴法和濕法鋪設，最佳方法是使用靜電紡絲。通過控制壓力能夠有效控制非織造布類電池隔膜的孔徑大小，有助于電池的安全性。非織造布類電池隔膜的滲透性和吸收率均優于常規高分子類聚烯烴電池隔膜。

2.高分子類聚烯烴鈉離子隔膜

目前商用最為廣泛的是高分子聚烯烴復合隔膜，改性材料具有力學強度高、化學穩定性好、潤濕程度高和價格低廉的特點。良好的隔膜應具有豐富的孔洞結構、均勻的孔徑分布、合適的厚度、達標的機械強度、合適的孔隙度、良好的熱傳導性和碘化學穩定性，有助于促進鈉離子傳導。PP膜、PE膜由于耐腐蝕性強、強度高等優點，被廣泛應用鋰電池中。由于鈉電池技術與鋰電池一脈相承，所以目前鈉電池基本沿用鋰電池隔膜。目前，商業化鋰電池隔膜主要是聚乙烯（PE）隔膜、聚丙烯（PP）隔膜以及PE和 PP復合多層微孔膜。

3.其他高分子鈉離子電池隔膜

還有一種基于雙基體包封滲透(DMEP)的新型高分子離子電池隔膜及其制備方法。該方法采用同軸噴嘴以一定的噴射速率比控制溶液的輸出，紡絲后實現DMEP，一次性解決了膜的高孔隙率和強拉伸性能之間的矛盾。聚丙烯腈(PAN)基體包覆在纖維表面，DMEP膜具有較好的表面潤濕性、較好的電解質吸收率和較好的孔隙率，薄膜的抗拉強度和斷裂應變也相應提高。

這一結果是基于纖維的雙基體PAN和聚乙烯醇(PVA)的不規則相互穿透和纖維之間的多點結合。DMEP 膜具有良好的離子電導率(1.77 mS/cm)、熱穩定性(270 ℃)和電化學性能。良好的力學性能、離子電導率和電化學性能表明DMEP復合隔板具有較大應用的潛力。

4.纖維素紙鈉離子電池隔膜

聚烯烴微孔隔膜具有較好的電化學和化學穩定性，但其熔點低、熱穩定性差，在高溫條件下易發生熱收縮，導致電池短路甚至發生安全事故。為了不影響電池電化學性能并得到具有較高熱穩定性的鈉離子電池隔膜，采用纖維素紙制備復合鈉離子電池隔膜。

纖維素紙是一種吸附性良好的多孔材料，具有綠色環保、成本低且可回收的特點。采用纖維素紙隔膜（CP隔膜）組裝電池并在進行測試發現，CP隔膜沒有對正極的電化學反應產生不利影響，同時使電池表現良好的電化學性能。

5.玻璃纖維鈉離子隔膜

目前使用的鈉離子電池隔膜中，玻璃纖維隔膜僅停留在實驗室使用，原因之一是這種隔膜的力學強度差，造成了玻璃纖維隔膜難以在工業中大范圍推廣。但是玻璃纖維隔膜具有非常好的孔洞大小和孔隙率，對鈉離子電池的性能影響很大。今后玻璃纖維隔膜需克服力學強度差的問題，以促進鈉離子電池發展。

總結

目前市場上還是以鋰離子電池為主，鈉離子電池主要集中在科學研發階段，在科學研發中大部分都使用的是玻璃纖維隔膜，這種隔膜的缺點非常明顯，就是機械強度差，價格高昂，限制了玻璃纖維隔膜在市場上大范圍推廣。未來隔膜市場在成本上需要得到大幅度控制。目前鋰離子電池中大量使用的是高分子聚合物隔膜，其最大的優點是價格較低，如果能夠控制好高分子聚合物隔膜的孔洞大小和孔隙率，那么其在今后鈉離子隔膜市場化過程中必將發揮重要的作用。

參考來源：

1.高分子材料鈉離子電池隔膜的應用及發展趨勢，王磊、高子偉、粟智（塑料科技）；

2.新型鈉離子電池隔膜的制備及性能研究，張路鵬（鄭州大學）；

3.鋰離子電池與鈉離子電池隔膜研究，曹誠英（上海交通大學）。

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