新型鋰電無紡布隔膜與傳統(tǒng)鋰電池隔膜的區(qū)別
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-12-15 20:35
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新型鋰電無紡布膜與傳統(tǒng)鋰電池膜的區(qū)別。鋰電荷分離器主要包括聚烯烴分離器和無紡布分離器。無紡布隔膜的一些基本特性，特別是與傳統(tǒng)PP PE隔膜相比的優(yōu)點(diǎn)，決定了它在未來鋰電池隔膜材料的應(yīng)用中應(yīng)該占有一席之地。目前，不少電池廠家對(duì)無紡布隔膜表現(xiàn)出了濃厚的興趣。
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新型鋰電無紡布膜與傳統(tǒng)鋰電池膜的區(qū)別
近年來，隨著鋰電池行業(yè)的快速發(fā)展，市場(chǎng)對(duì)鋰電池性能的要求也越來越高。鋰電池的安全性、高功率充放電、續(xù)航能力的提高等一系列問題也隨之出現(xiàn)。而鋰電池中每種材料的相應(yīng)升級(jí)將是解決這些問題的突破口。無紡布隔膜可能是現(xiàn)有聚烯烴隔膜升級(jí)換代的重要方向。
首先，在材料方面，PP/PE和無紡布都使用不同玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的聚合物材料。簡單地說，PP/PE的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度低于常溫。隨著溫度的升高，膜材料會(huì)變得越來越軟。
例如，當(dāng)電池內(nèi)部溫度充放電在60℃左右時(shí)，電極會(huì)反復(fù)膨脹收縮，而PP/PE隔膜在反復(fù)收縮應(yīng)力的影響下孔隙率會(huì)逐漸降低。而使用PET無紡布時(shí)，其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度在80℃以上。隨著溫度的升高，它不但不會(huì)變軟，還能保持穩(wěn)定的孔隙率，使鋰電池的循環(huán)壽命更長。
無紡布具有耐高溫、高孔隙率的優(yōu)點(diǎn)。另外，由于其立體的孔結(jié)構(gòu)，可以有效避免針刺引起的短路，提高固位率。
微孔聚烯烴膜廣泛應(yīng)用于鋰電池中，其孔均勻，厚度僅為20 m。這種薄膜在150℃以后有很大的收縮率。許多企業(yè)在其表面添加陶瓷涂層，以提高其耐熱性。外國企業(yè)采用了濕涂層工藝,涂層陶瓷層無紡布的表面,不僅使隔膜在220℃仍具有較高的安全性,由于涂層與陶瓷顆粒和長循環(huán)壽命,而微觀多孔膜,無紡布涂陶瓷膜,具有較好的潤濕性和電解質(zhì)的離子電導(dǎo)率。
無紡布隔膜的具體應(yīng)用
無紡布的厚度不能很薄。目前可以量產(chǎn)的最薄的無紡布振膜是由纖維素制成，厚度為12-15×m，孔徑很難最小化。
另外，加上閉孔功能，會(huì)增加2-3元/m2的成本。但是，沒有必要增加儲(chǔ)能和動(dòng)力鋰電池的封閉功能。因此，無紡布隔膜適用于大電池，最適用于大容量儲(chǔ)能和動(dòng)力電池，循環(huán)壽命長。目前，無紡布隔膜還處于小批量生產(chǎn)階段，尚未大量使用。但許多電池制造商已經(jīng)表現(xiàn)出了興趣，其中一些正處于試驗(yàn)階段。
關(guān)于非織造布隔膜成本
普通PET纖維價(jià)格20-150元/公斤，最貴的600元/公斤以上。PI纖維30-50元/公斤。非織造鋰電池膜一半以上的成本是纖維。如果每平方米使用10g纖維，普通纖維的成本約為0.2-1.5元/平方米，與傳統(tǒng)膜的成本基本相同。如果使用納米纖維，成本大約是每平方米5-6元。
因此，非織造布隔膜的成本取決于纖維的組成。使用粗纖維的成本非常低，而使用納米纖維的成本非常高。降低成本的方法有很多，如提高生產(chǎn)效率，提高成品率，改進(jìn)現(xiàn)有的生產(chǎn)工藝，在厚度上追求過薄。
結(jié)論:鋰離子電池膜材料可分為:機(jī)織膜、無紡布膜(無紡布)、微孔膜、復(fù)合膜、膜紙、輥膜等類別。目前，國內(nèi)外企業(yè)在無紡布分離器的研究、應(yīng)用和性能優(yōu)化方面取得了很多成果，但仍存在一定的不足
