詳解鋰電池隔膜材料作用與隔膜的發(fā)展方向
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-10-24 07:37
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鋰電池隔膜成本占電池成本的1/3左右。隔膜的性能在保證鋰電池的安全性和提高鋰離子電池性能等方面有直接影響。隔膜采用塑料膜制成，可隔離電池正負(fù)極，以防止出現(xiàn)短路；還可以在電池過(guò)熱時(shí)，通過(guò)閉孔功能來(lái)阻隔電池中的電流傳導(dǎo)。
鋰電池隔膜材料的作用
隔膜是關(guān)鍵的內(nèi)層組件之一。隔膜的性能決定了鋰電池的界面結(jié)構(gòu)、內(nèi)阻等，直接影響到電池的容量、循環(huán)以及安全性能等特性。性能優(yōu)異的隔膜對(duì)提高電池的綜合性能具有重要的作用。
隔膜在鋰電池中的功能主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：
一是給鋰電池提供安全保障。隔膜材料首先必須具備良好的絕緣性，以防止正負(fù)極接觸短路或是被毛刺、顆粒、枝晶刺穿而出現(xiàn)的短路，因此，隔膜需要具有一定的拉伸、穿刺強(qiáng)度，不易撕裂，并在突發(fā)的高溫條件下基本保持尺寸的穩(wěn)定，不會(huì)熔縮導(dǎo)致電池的大面積短路和熱失控。
二是給鋰電池提供實(shí)現(xiàn)充放電功能、倍率性能的微孔通道。因此，隔膜必須是具有較高孔隙率而且微孔分布均勻的薄膜。材料本身的特性和成膜后的孔隙特征制約著電池中鋰離子的遷移，體現(xiàn)在性能參數(shù)上就是離子電導(dǎo)率。
鋰電池的隔膜主要功能
1.絕緣層,可以有效的防止正負(fù)電極相接觸而導(dǎo)致內(nèi)部短路。
2.半透層,這個(gè)主要存在于鋰離子電池這類液體電池中,可以組織體積比較大的分子通過(guò)而只允許小體積的帶電離子通過(guò),這樣可以提高正負(fù)電極附近的濃度差,有利于離子的擴(kuò)散,從而提高電池的存儲(chǔ)效率。
鋰電池隔膜的的離子傳導(dǎo)能力直接關(guān)系到電池的整體性能，其隔離正負(fù)極的作用使電池在過(guò)度充電或者溫度升高的情況下能限制電流的升高，防止電池短路引起爆炸，具有微孔自閉保護(hù)作用，對(duì)電池使用者和設(shè)備起到安全保護(hù)的作用。
鋰電隔膜的發(fā)展方向
鋰電隔膜是鋰電池中關(guān)鍵的內(nèi)層組件，能夠影響鋰電池的容量、循環(huán)性能和充放電電流密度等關(guān)鍵性能。性能優(yōu)異的隔膜需要隔離正負(fù)極防止短路同時(shí)還要允許鋰離子的傳導(dǎo)，在過(guò)度充電或者溫度過(guò)高時(shí)還要具有高溫自閉性能來(lái)阻斷電流防止爆炸，另外還要具有強(qiáng)度高、防火、耐性好、無(wú)毒等特點(diǎn)。
受國(guó)內(nèi)新能源電池行業(yè)快速發(fā)展帶動(dòng)，我國(guó)鋰電池隔膜企業(yè)不斷增加，生產(chǎn)技術(shù)獲得突破，鋰電池隔膜國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程加快。鋰電池隔膜崛起，國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程加快。在產(chǎn)能結(jié)構(gòu)上，我國(guó)鋰電池隔膜仍以干法工藝為主，2015年濕法隔膜占比為38%，遠(yuǎn)低于全球68%的平均水平。
近年來(lái)隨著國(guó)內(nèi)隔膜生產(chǎn)企業(yè)在濕法生產(chǎn)工藝上的持續(xù)改進(jìn)，濕法隔膜的產(chǎn)量和性能越來(lái)越接近國(guó)外企業(yè)水平，國(guó)內(nèi)企業(yè)紛紛迅速擴(kuò)產(chǎn)濕法隔膜，隔膜市場(chǎng)的格局也發(fā)生變化。鋰電池隔膜低端產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)激烈，高端產(chǎn)品是發(fā)展方向。
