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      發表時間/2019-08-10
    • 鋰電池隔膜技術的飛速發展

      鋰電池隔膜結構特征特性和隔膜理化性質解析。鋰離子電池的結構特征中,隔膜是核心的內層組件之一。隔膜采用塑料薄膜制成,可隔離電池正負極,以避免出現短路故障;還可以在電池過熱時,通過閉孔功能來隔絕電池中的電流量傳導。性能出色的隔膜對提高鋰離子電池的綜合性能具有至關重要的作用。


      涂層(或復合)隔膜是當今隔膜應用和發展的熱點。薄膜表面涂層的優點是顯而易見的。首先,提高了隔膜的熱穩定性。例如,陶瓷涂層后,隔膜的形狀在180℃時保持良好,可以避免隔膜收縮引起的內部短路,顯著提高電池的安全性。


      二是提高隔膜對電解質的潤濕性,有利于降低鋰電池的內阻,提高鋰電池的放電功率。

      此外,它可以防止或減少隔膜的氧化,促進高壓正極的操作,并延長鋰電池的循環壽命;

      薄膜涂層提高了鋰離子電池的性能。


      優良的隔膜對提高鋰電池的綜合性能起著非常重要的作用。它的性能影響到鋰電池的結構、電阻、容量、循環和安全性,尤其是電池的抗擊穿、自關斷、耐高溫等性能,是電池內部安全的主要保證。

      該涂布技術可有效提高鋰電池隔膜的綜合性能,涂層可顯著提高濕膜的耐高溫性能。 “濕法+涂布技術”改善了未涂布的濕膜的低熔點和差的安全性,同時保持了濕膜的優異機械性能,使其更適合于制備高能量密度的動力電池。

       

      據報道,隔膜是鋰離子材料中技術壁壘最高的高附加值材料,約占鋰電池成本的15%。其技術難點在于造孔的工程技術、基體材料和制造設備。近年來,我國鋰電池分離器國產化率不斷提高,但主要市場是低端3C電池分離器。高端分離器國產化率仍然很低。高端3C電池和動力電池分離器仍然嚴重依賴進口。


      目前,膜片的工業化制造技術有四種:濕法、干法、半干法和無紡布法。隨著國內隔膜產能的不斷擴大,價格的下降趨勢是不可逆轉的。膜片技術在我國普遍存在的問題是一致性有待提高。稠度主要體現在不規則缺陷、厚度、孔隙分布和孔徑分布上。國產PP隔膜在單軸拉伸下的孔隙率和孔徑分布與標準產品相近,雙軸分步拉伸PE膜片的孔隙率通常低于標準產品,孔徑分布不理想。


      通過專利統計分析,可以發現,雖然工業用鋰電池隔膜材料多為聚乙烯和聚丙烯,但實驗室逐漸開發出一些性能較好的高分子材料,如偏二氟乙烯(PVDF)。聚酰亞胺(PI),芳綸和纖維素等,隔板材料的種類將多樣化。

      小結:基于國家對新能源汽車行業的大力支持和行業內企業的積極發展趨勢,相信鋰電池及相關材料行業將在中長期加快發展。鋰電池隔膜可以樂觀使用5到15年甚至更長時間。


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