隔膜是锂离子电池中最薄的组件，也是最关键的安全屏障。聚烯烃基膜（PE、PP 或 PP/PE/PP 三层）提供机械强度和热关断功能，但耐热稳定性有限。陶瓷涂层——一层用有机粘结剂将无机颗粒粘结在聚合物基材上的薄膜——正是为弥补这一缺陷而开发，赋予隔膜热尺寸稳定性、更好的电解液润湿性和抗锂枝晶穿刺能力。
陶瓷涂层材料
氧化铝（α-Al₂O₃）：陶瓷隔膜的主流填料。优选 D50 = 0.5–2.0 μm、纯度 >99.5% 的煅烧 α-氧化铝。角状颗粒形貌形成曲折孔道，有效阻碍枝晶穿透。热稳定性超过 1000 °C，远高于聚烯烃基材熔点（130–165 °C），在热失控时陶瓷层可作为骨架防止基材急剧收缩。
勃姆石（γ-AlOOH）：铝的羟基氧化物，呈片状形貌。片状颗粒与 PE 或 PP 基材的纤维结构贴合更好，涂层平整度和粘附力优于 α-氧化铝。勃姆石在 450 °C 以上分解为 γ-氧化铝，提供二次热防护。BET 比表面积通常 5–15 m²/g，而氧化铝约 1–4 m²/g。
气相二氧化硅：作为功能助剂以陶瓷固体 2–5 wt% 添加，改善浆料流变性和涂布均匀性。其高比表面积和触变特性有助于在狭缝涂布过程中保持颗粒悬浮。
隔膜涂层技术指标对比
| 参数 | PE 基膜 | 氧化铝涂覆 | 勃姆石涂覆 |
|---|---|---|---|
| 总厚度 | 9–12 μm | 14–18 μm | 13–17 μm |
| 陶瓷涂层厚度 | — | 单面 2–4 μm | 单面 2–3 μm |
| 孔隙率 | 38–42% | 35–40% | 36–41% |
| Gurley 值（s/100 mL） | 200–350 | 300–500 | 280–450 |
| 热收缩率（130 °C / 1 h） | 3–8% | < 1% | < 1% |
| 电解液吸液率（EC:DMC） | 150–180% | 200–250% | 210–260% |
| 穿刺强度（gf） | 250–350 | 350–500 | 320–480 |
涂布浆料配方
典型陶瓷涂布浆料：氧化铝或勃姆石 15–25 wt%（分散于 NMP 或水中）+ PVDF 粘结剂（干陶瓷质量的 3–8 wt%）。水系配方以 CMC + SBR 替代 PVDF，pH 维持在 8–10 防止氧化铝团聚。
通过狭缝涂布或凹版辊涂双面涂布，控制湿膜厚度使干燥后单面陶瓷层为 2–4 μm。PE 基材烘干温度不超过 80 °C，防止热变形。