产业研究 | 从苹果手机iPhone 17变轻，看电池隔膜技术演进与下一代展望（附：PDF）

每年 9 月，苹果发布会就像一场“材料秀”。这次来了全新设计、超薄机型，显得手机机身更轻、整体更“仙”。当然了，这一切都离不开幕后功臣——高分子材料。作为深耕高分子材料三十多年的“材料炼金术士”，今天带你拆一台“想象中的 iPhone 17”，看看高分子材料到底如何助力其变得更轻。

高分子材料在手机轻薄化进程中扮演了不可或缺的角色，其轻盈、易加工、柔韧性强以及环保等特性，为现代智能手机的设计和制造提供了强大的支持。

1. 外壳：金属中框 + 玻纤增强 PC 背板

2. 镜头圈：LDS 激光成型 PPS

3. 卡托：30 % 玻纤 + 10 % 矿物填充 PBT

4. 扬声器/麦克风网：高阻尼 TPEE

5. 按键：透明 PMMA + 硅胶双色包胶

6. 无线充电线圈支架：LCP（液晶高分子）

7. 内部屏蔽罩：导电 PPS+CF

8. USB-C 口内衬：高耐磨 PEEK

9. SIM 托盘顶针孔：自润滑 POM

10. 天线隔断条：低介电常数 LDS-PPA

11. 电池仓缓冲垫：发泡 TPU

12. 环保编织线：55 % 生物基 TPE

13. 电池隔膜：聚乙烯PE

一句话总结：一台 iPhone 17 里，改性塑料的用量 ≈ 28 g，占整机重量 11 %，却解决了 80 % 的结构与功能痛点。

从外壳到内部组件，从显示屏保护到缓冲材料，每一种塑料都根据其独特的物理和化学特性被精准地应用于最适合的场景，为iPhone的轻薄化、耐用性和功能稳定性提供了重要支持。

据供应链最新披露的iPhone 17系列电池参数显示，美版机型在电池容量上实现了对国行的全面超越。以旗舰机型iPhone 17 Pro Max为例，美版电池容量高达5088mAh，较国行版的4823mAh多出265mAh——这相当于多出约5%的电量储备，在5G高耗能场景下可能意味着多出1-2小时的实际使用时间。

美版（左），国行版（右）

除了技术路径选择，中国特有的电池安全法规也是导致国行电池缩水的重要因素。根据中国《便携式电子产品用锂离子电池和电池组安全要求》，移动终端电池必须通过严苛的针刺、挤压、过充等安全测试。为满足这些标准，国行版iPhone 17的电池在材料选择、结构设计上需进行针对性强化——这直接导致了电池能量密度的降低。

以电池隔膜为例，国行版本必须采用更厚、更耐高温的陶瓷涂层隔膜，以防止热失控事故。这种安全设计虽然提升了安全性，但也牺牲了约3%-5%的能量密度。此外，中国强制执行的3C认证对电池循环寿命、快充兼容性也有更严格的要求，这些合规成本最终都转化为电池容量的“隐性缩水”。

锂离子电池的隔膜是防止正负极直接接触短路的核心部件，同时需允许锂离子自由通过，聚乙烯（PE）因独特的微孔结构与热闭孔特性，成为主流隔膜材料。PE 隔膜通过 “熔融拉伸法” 制备，可形成孔径均匀（0.1-0.5μm）、孔隙率达 40%-50% 的微孔通道，既能让锂离子快速迁移（离子电导率＞10⁻³S/cm），又能阻挡电子传导，避免短路风险。

更关键的是，PE 具有 “热闭孔效应”：当电池因异常发热（如过充、短路）导致温度升至 130-140℃时，PE 隔膜的微孔会迅速闭合，切断锂离子传输路径，实现 “自断电”，从源头阻止热失控。在 iPhone 电池中，PE 常与聚丙烯（PP）复合形成 “PP-PE-PP” 三层隔膜，进一步提升耐高温性与机械强度，确保电池在挤压、低温（-20℃）等极端场景下仍能稳定工作。

隔膜技术发展路径与展望

不同隔膜工艺在选材、厚度、微孔数量等性能上都有较大差异。隔膜基膜制造根据 微孔成孔机理主要分干法和湿法两种，其中干法可分为单拉、双拉两种， 湿法按照拉伸 取向是否同时可以分为异步、同步两种， 同步法很均匀适合做消费电池，而异步法良品 率高适合做动力电池。干法隔膜通过拉伸造孔。干法工艺将高分子聚合物、添加剂等原 材料混合，制成均匀熔体挤出，在拉伸应力下，形成片晶结构，热处理后获得硬弹性的 聚合物薄膜，之后在一定的温度下再次拉伸，形成微孔，热定型后制得微孔膜。

湿法隔膜通过萃取增塑剂造孔。湿法工艺采用热致相分离原理， 将增塑剂与聚烯烃 树脂混合，熔融混合物降温过程中发生固液相/液液相分离，压制膜片并加热至接近熔  点温度后，拉伸使分子链取向一致，保温并用易挥发溶剂（二氯甲烷/三氯乙烯）将增  塑剂从薄膜中萃取出来，进而制得隔膜。湿法隔膜目前占了主流，因其可以做的更薄， 使电池能力密度更高，湿法隔膜的代表公司主要是日本旭化成、东丽东燃、韩国 SKI、 上海恩捷等。

隔膜生产工艺包括原材料配方和快速配方调整、微孔制备技术、成套设备自主设计 等诸多工艺。其中， 微孔制备技术是锂电池隔膜制备工艺的核心，目前商业化应用中主 要是以聚乙烯（PE）和聚丙烯（PP）为主的微孔聚烯烃隔膜，按工艺可分为干法（基材 以 PP 为主）和湿法（基材以 PE 为主）隔膜。目前干法工艺主要包括干法单向拉伸和双 向拉伸两种工艺。相对于干法工艺， 湿法工艺技术制备的隔膜微孔分布均匀性好，孔隙 率高，亲液性好，内阻较低；同时闭孔温度低，双向拉伸强度高，可以制备较薄的隔膜 （目前应用于动力电池的湿法隔膜普遍为 9-12um，而干法为 12-16um），契合锂电池提 升能量密度的趋势。但由于 PE 基材熔点较 PP 基材低，热收缩性较干法隔膜差，厚度较 薄情况下穿刺强度较差，难以直接应用于动力电池。

从产品性能来看，湿法隔膜综合性能优于干法。相比干法隔膜， 湿法工艺在产品特 性上的优势在于：具有更好的孔隙结构一致性；更强的横向拉伸强度；更优异的抗穿刺 强度；厚度更薄，更好的厚度一致性。湿法隔膜除热强度外优势明显。湿法隔膜在厚度 上可达 5-7μm，符合锂电池高能量、轻量化发展趋势。但对于高能量密度的动力电池来 说，厚度太低的薄膜会带来更高的安全风险。经涂覆后， 薄膜的穿刺强度、和耐热性都 有显著改善，破膜温度从 120℃提升至 160℃乃至400℃, 热收缩率从 120℃的 3.4%以上 提升至 130℃的2%乃至 150 度的3%以内，从而缓解动力电池快充放热，隔膜热收缩造成 电池正负极接触、燃烧、爆炸的安全问题。经涂覆后完全契合三元正极锂电池。由于聚烯烃大分子链的存在，无涂覆隔膜表面为低的表面能，对电解液亲和性差。而涂覆材料， 如陶瓷，主要成分为超细氧化铝，其具有较大的比表面积，且为多孔结构，有利于与电解液之间的亲和，能增加隔膜与电解液的接触面，吸液率从116%增加至 190%，提升电 容量，电池在反复充放电过程中保持良好电性能。涂覆后的湿法隔膜大大提高了隔膜的 穿刺强度，提高电池安全性，亦使薄膜显示出更好的电解液亲润性，吸液率从 116%提升 至 190%以上，促进电池循环性能，大幅度提高了电池使用寿命。综合来看， 湿法涂覆隔 膜相对于干法隔膜，具有更好的孔径均匀度、孔隙率和透气度。相对于湿法隔膜， 显著提升了其热稳定性、穿刺强度和热稳定性， 是综合性能与安全性的新型隔膜材料，成为三元材料电池隔膜的不二之选。

一、锂电池隔膜：锂电池关键内层组件  

     1.1 锂电池隔膜的基本介绍  

     1.2 隔膜技术发展路径与展望  

二、新能源汽车拉动隔膜出货增长，湿法渗透率快速提升  

     2.1 新能源汽车高速增长，下游需求旺盛  

     2.2 隔膜出货量快速提升，湿法制备成主流   

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