本专利为 PCT 转入中国发明专利，聚焦超薄轻量化固态电解质无纺布支撑基材，针对现有低克重支撑体制备电解质膜易出现大针孔、粉体单面富集、内阻偏高痛点，限定孔径区间实现电解质颗粒均匀贯穿成膜，产品适配硫化物、氧化物等全固态 / 半固态电池电解质膜。
一、发明背景与现存问题
现有≤6g/m² 低面重纤维支撑体两大缺陷：
孔径过大（＞210μm）：电解质粉体局部团聚，加工后颗粒脱落形成大针孔，电芯易内部短路；
孔径过小（≤8μm）：粉体仅滞留在涂布单面，无法穿透基材孔隙，膜厚度方向离子传导不均、电池内阻显著上升。同时孔径分布离散度大时，电解质横向负载不均匀，进一步恶化电化学性能。
二、核心技术参数（支撑体纤维集合体硬性指标）
面密度（克重）：≤6g/m²，优选 1～5.5g/m²；过低刚性不足、过高抬升内阻；
孔径控制（核心创新）：最大孔径＜210μm，最小孔径＞8μm；配套孔径偏差＜570%（偏差计算公式：100×(最大孔径−最小孔径)/ 平均孔径）；
厚度：≤25μm，优选 5～20μm，超薄化降低膜方向阻抗；
孔隙率：≥45%，优选 50%~95%，保障电解质填充量与电极形变缓冲能力；
原料：优选全聚烯烃纤维（PE/PP），耐电解液、耐硫化物化学腐蚀；主流采用芯鞘复合热熔纤维：芯部高熔点 PP、鞘部低熔点 PE，依靠鞘层热熔实现纤维自粘合，在低面重下仍保有基材刚性。
三、原料体系与纤维选型
复合粘结纤维：芯鞘型 PP/PE 双组分纤维，鞘层 PE 低温熔融粘接纤维骨架，纤维拉伸强度≥2.5cN/dtex、杨氏模量 10~50cN/dtex，占纤维总量 10%~90%；
辅助超细聚烯烃短纤：单丝直径 0.5~10μm（常用 2~4μm），纤维长度 0.1~120mm；
可选纤维材质：聚酯、聚酰胺、氟树脂等，优先全聚烯烃以提升化学稳定性。
四、支撑体制备工艺（主流湿法抄造路线）
浆料配制：复合纤维 + 超细短纤分散于水系，添加非离子分散剂 + 阴离子增稠剂，稳定纤维悬浮，是精准控制孔径分布的关键助剂；
湿法抄片成型：湿法成网获得初生纤维毡；
热风热定型：135~140℃热风烘干除水，鞘层 PE 熔融、冷却后纤维相互粘接定型；
后处理工序：可选等离子 / 电晕表面改性（提升电解质浆料浸润性）+ 热压延调控厚度与孔隙率，最后分切得到成品支撑体。
五、电解质膜制备方式
在支撑体单侧单面涂布固体电解质浆料（硫化物 / 氧化物粉体 + 粘结剂），依靠基材合理孔径实现电解质颗粒由涂布面向背侧贯穿填充，避免粉体单面堆积；也可采用浸渍、粉体转印工艺制备复合固态电解质膜。固体电解质优选 D₅₀≤10μm 超细粉体。
六、性能评测与实施例结论
采用 SiO₂粉体模拟固态电解质做成膜验证，分 A（大针孔）、B（厚度方向粉体分布）、C（横向均匀性）三项评测：
孔径＜210μm：无≥200μm 大针孔，杜绝电芯短路；＞210μm（对比样）全部出现大针孔；
孔径＞8μm：粉体可穿透基材，正反面粉体厚度比介于 50:50~78:22；≤8μm 对比样粉体 90% 以上滞留涂布面，分布严重失衡；
孔径偏差＜570%：电解质横向填充均匀、微孔少；偏差≥570% 基材局部缺料、针孔增多、内阻升高。
实施例产品面重 2~5g/m²、厚度 6~20μm，兼顾超薄、高孔隙、结构均匀三大优势。
七、产品落地应用
终端产品：本无纺布支撑体→负载固态电解质颗粒→自支撑固态电解质隔膜；
适用电池：全固态锂电池、含微量电解液的半固态电池，适配动力、储能、消费锂电，适配硫化物、氧化物、氢化物、卤化物全品类固态电解质体系。
八、技术优势总结
工艺优势：依托成熟湿法无纺布产线量产，无需特种设备，量产成本可控；
产品优势：低面重超薄设计降低电池内阻，孔径精准调控解决针孔与单面积料两大行业痛点，聚烯烃基材化学兼容性适配硫化物敏感体系；
产业化价值：适配单面涂布量产工艺，简化固态电解质膜工业化生产难度。
