摘要：隨著科技水平日新月異的發展，消費電子產品廣泛應用并且高頻迭代，新能源汽車在政策驅動下迅速推廣普及，鋰電池作為綠色環保能源的價值凸顯。隔膜是組成鋰電池的四大關鍵材料之一，它將鋰電池的正負極分開，防止短路，并且允許鋰離子通過，保障鋰電池充放電功能的實現。因此，隔膜對于鋰電池的質量和安全性能有著重要的影響。本文將從專利角度分析鋰電池隔膜材料的技術格局與發展趨勢。

　　全文的專利統計來源于中科院化學所對德溫特( DII) 數據庫以及國家知識產權局專利檢索與服務系統的檢索，范圍涵蓋國內外鋰電池隔膜在2005至2014年這十年來的專利情況。

　　日本幾乎壟斷鋰電池隔膜的國際專利

　　在2005～2014年的十年內，鋰電池隔膜的國際專利數量整體呈現增長的態勢，年復合增長率達到17.60%，2010年增長達到了峰值—147件。我們可以推斷這一年的鋰電池隔膜技術有了重大突破，之后的幾年之內一直穩步增長，如圖1所示。

圖1 2005～2014年鋰電池隔膜專利數量及增長率

(來源：德溫特DII數據庫)

　　從鋰電池隔膜的專利持有者來看，持有數量排名前十位為：旭化成、東麗、三星、松下、LG、東燃、積水化學、索尼、帝人和三菱化學。除去三星和LG來自韓國外，其余八家都來自日本，占前十位專利總申請數量的78%，日本在鋰電池隔膜領域技術水平領先，幾乎處于壟斷地位。而國內沒有一家企業能擠進前十。

圖2 2005～2014年鋰電池隔膜前十位專利持有者

(來源：德溫特DII數據庫)

　　國內鋰電池隔膜專利由企業主導但起步較晚

　　通過對國內鋰電池隔膜專利的統計，我們發現由企業申請的專利占比最大達到71%，其次才是大專院校占比20%，科研院所占比9%。并且，都集中在2010年之后。2005～2014國內鋰電池隔膜專利數量如圖3所示，國內鋰電池隔膜專利持有者前十名如表1所示。整體上，國內的大專院校和科研院所的起步相比國外的要晚一些，國內企業最早也是通過代理國外鋰電池隔膜企業的產品不斷成長起來的，在最近幾年才逐漸有了自主創新能力，短期內無法打破日本的技術壟斷地位。

圖3 2005～2014國內鋰電池隔膜專利數量

(來源：國家知識產權局)

表1 國內鋰電池隔膜專利持有者前十名

(來源：國家知識產權局)

　　隔膜材料種類多元化、復合化和結構形態調控是發展趨勢

　　通過專利統計分析可以發現，雖然已經產業化的鋰電池隔膜材料多為聚乙烯和聚丙烯類，但是一些性能更加優異的聚合物材料也逐漸在實驗室中研發出來，如偏氟乙烯( PVDF)、聚酰亞胺( PI)、芳綸和纖維素等，隔膜材料的種類會朝著多元化的方向發展。

　　目前的研究工作已經聚焦在靜電紡絲法，其特點是改變紡絲條件可對隔膜的形貌和孔隙率進行調控，從而獲得更小的孔尺寸、更高的孔隙率和內部互通的開孔結構，這都有利于提高離子遷移率。可是此方法的缺點是生產效率低，成本高。但針對隔膜的結構形態調控還會不斷優化進步。

　　另外，復合化也是隔膜材料性能提升的一個重要手段，單一的隔膜材料可能熱穩定性差，機械強度不高，但是通過多層復合或添加無機顆粒都能改善這些性能的不足，還可以針對隔膜材料表面改性提高吸液率，降低內阻。

　　結語

　　通過對國內外鋰電池隔膜十年來的專利情況的分析，我們認為日本企業技術水平領先，幾乎處于壟斷地位。國內鋰電池隔膜企業起步較晚，但專利成果產出多于大專院校或科研院所。隔膜材料種類將朝著多元化的方向發展，不僅僅局限于聚乙烯和聚丙烯類。隔膜結構形態調控正在研發中，但目前要克服生產率低，成本高的劣勢。未來隔膜材料復合化也是性能提升的重要手段。