鋰電池隔膜是鋰電池最重要的組件之一，主要功能是隔離正負電極，防止短路，同時讓電解液中的離子通過。聚乙烯（PP）、聚丙烯（PE）是鋰電池隔膜主要原材料，其對溫度要求較高，為提高隔膜的熱穩定性，涂覆技術逐漸被應用到電池生產中，而氧化鋁及勃姆石憑借其獨特優勢成為主要涂覆材料。

鋰電池隔膜

現階段，氧化鋁在隔膜上應用更為廣泛，但相比于氧化鋁，未來勃姆石在鋰電池領域的發展潛力更大。勃姆石作為鋰電池隔膜陶瓷涂層具有如下優勢：

（1）硬度低，在切割和涂覆過程中，對機械的磨損小，能夠降低設備磨損和異物帶入的風險；

（2）耐熱溫度高，與有機物相容性好；

（3）密度小，相同質量的AlOOH比高純Al₂O₃多涂覆25%的面積；

（4）涂覆平整度高、內阻小；

（5）能耗低，生產過程對環境更加友好；

（6）制備過程更為簡單，生產成本低。

勃姆石與氧化鋁材料對比

勃姆石的制備

勃姆石又稱軟水鋁石，分子式是γ-AlOOH（水合氧化鋁），顆粒形貌為均勻的立方體。作為一種重要的化工原料，勃姆石具有優良的電化學穩定性、絕緣性、耐熱性等，且成本低廉，性價比較高，廣泛應用在鋰電池隔膜、催化劑、無機阻燃劑、陶瓷等領域。

勃姆石結構圖及產品

目前，勃姆石的主要的制備方法包括改進拜耳法、鋁直接水解法、有機醇鹽水解法、溶膠-凝膠法、水熱法等。

1. 拜耳法

傳統的拜耳法是用苛性鈉處理鋁土礦生成鋁酸鈉溶液，再通過稀釋和添加晶種，使AlOOH重新析出，剩余的氫氧化鈉可回收反復利用，實現連續化生產。反應原理如下：

改良拜耳法則是先通過脫硅、除鐵等工序得到高純鋁酸鈉，再通過控制鋁酸鈉溶液的分解條件、析出速度等，實現產物中鈉、硅等雜質的去除，從而得到高純超細的勃姆石。

目前，拜耳法仍是生產勃姆石的主要方法之一，特別是在處理三水鋁石型鋁土礦時，該方法具有原料來源廣、價廉、環境污染少等優點，缺點則是針對不同的原料，生產工藝復雜，生產效率低，因此在工業生產中受到一定限制。

2. 鋁直接水解法

鋁直接水解法是使用單質鋁與去離子水發生水解反應制備高純勃姆石粉體。通常單質鋁與水很難發生水解反應，所以該方法需要對單質鋁進行活化，使其具有較高的化學活性及表面能，進而發生水解反應。

目前國內有一些企業采用鋁直接水解法，優點是產品的結晶度較好，反應過程所需時間較短，成本相對較低，對環境友好。但也存在工藝過程的條件較難控制，納米級粉體的微觀形貌團聚嚴重等缺點。

3. 鋁醇鹽水解法

醇鹽水解法的原料是鋁和醇，在催化劑條件下先制備出鋁醇鹽，鋁醇鹽經過提純后，高純鋁醇鹽再經水解便可得到勃姆石產物。常采用異丙醇鋁，相關的化學反應如下：

嚴格控制水解的工藝條件是醇鹽水解法的關鍵。該方法的優點是過程具有提純性，對環境無污染，醇可循環使用。但在實際生產過程中，該方法易出現微觀粒子的團聚現象，所以需要利用球磨、振動磨等機械手段予以消除，增加了制備工藝的步驟與生產成本。

4. 溶膠-凝膠法

溶膠-凝膠法是將含有高化學活性組分的前驅體原料混合均勻，再通過水解、縮合反應，形成透明的溶膠，溶膠再經聚合，成為具有一定空間結構的凝膠，再通過熱處理得到所需的納米勃姆石粒子。

溶膠-凝膠法是熱門的研究方法之一，仍處于研究開發階段。溶膠-凝膠法的優點是產物純度高，粒度小，適用于制備納米級勃姆石，缺點是過程較復雜，反應時間長，生產成本高，工業化難度較大。

5. 水熱法

水熱法將反應物置于高溫、高壓的反應釜中進行溶解和再結晶后，經分離、洗滌、干燥等工藝，制備得到粉體。

在眾多方法中，水熱法在調控納米勃姆石粉體的微觀形貌與微納米尺寸方面表現出優勢，其操作簡單，對環境友好，被譽為在綠色合成道路上最有前途的方法。目前，水熱法制備納米勃姆石粉體已經取得了一些研究成果，但是國內外的報道幾乎都是以價格較高的鋁鹽或鋁醇鹽為原料，原料成本較高，使得該方法在產業化過程中的進展緩慢。

幾家企業生產工藝流程對比

勃姆石在鋰電隔膜領域的應用現狀

目前全球范圍內，鋰電池用勃姆石消費市場主要集中在歐美、亞太以及歐洲地區，其中亞太地區主要以中國和日本為主。全球鋰電池用勃姆石市場集中度較高，其中Nabaltec和壹石通兩家企業合計市場占比達到62%左右，壹石通在我國市場的出貨量占比超過三分之二。

現階段，鋰電池用勃姆石行業價格基本穩定，隨著CATL、力神、欣旺達、億緯鋰能等動力電池企業加快切換勃姆石材料，勃姆石在鋰電池市場的滲透率在逐步提升。

國內2016~2025年無機涂覆隔膜用量預測

受新冠肺炎疫情影響，我國新能源汽車增速不及預期，導致鋰電池行業增長速度減緩，在此背景下，我國鋰電池用勃姆石市場增速也有所放緩，但據相關專家判斷，勃姆石成為鋰電隔膜涂覆的主流是一種必然。

主要原因有以下幾點：

一、在動力電池更加注重安全性能的趨勢下，勃姆石作為涂覆材料解決方案更能凸顯優勢。（1）高純勃姆石磁性異物含量更低，可有效防止漏電、短路，大大提升電池的主動安全性能，同時能夠給電芯企業帶來明顯的良品率提升；（2）勃姆石吸水率顯著低于傳統涂覆材料，有利于高鎳電池的水分控制，進一步提高電池安全性能；（3）勃姆石材料的替換對隔膜企業和電池企業在設備及工藝的更換方面沒有明顯的門檻，加上材料硬度低的特性，對設備（滾筒、切刀）的損傷較小，同時也降低生產過程中的異物帶入風險。

二、從資源到產能，勃姆石已經形成了一定的行業壁壘。勃姆石的原材料是氫氧化鋁，來源非常豐富，原材料供應充足，更利于勃姆石存量生產企業快速擴大產能，發揮先發優勢。而其他新興材料若要替代勃姆石，從生產、供應，到技術路徑的選擇都將面臨巨大門檻。

目前勃姆石的市場驗證已逐步完成，隨著疫情影響減低，新能源汽車、3C產品等行業規模擴大，鋰電池隔膜出貨量將持續增長，進而帶動鋰電池用勃姆石需求增長，未來鋰電池用勃姆石市場發展空間非常廣闊。

參考來源：

1. 納米勃姆石粉體的制備與應用研究進展，盧楊、郝春來、戴晨晨、王復棟、李振、王晶（1. 營口理工學院材料科學與工程學院；2. 大連交通大學，遼寧省無機超細粉體制備及應用重點實驗室）；

2. 無機超細粉體改性鋰離子電池隔膜的研究進展，楊永鈺、高婷婷、田朋、徐前進、劉坤吉、寧桂玲（1.大連理工大學，寶弘科技鋰電新材料聯合研究中心；2.江西寶弘納米科技有限公司）；

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