動力鋰電池隔膜主要用干法還是濕法?
隔膜基膜的制備方法有兩種:干法(拉伸致孔法)和濕法(相分離法)。
濕法是將高分子和溶劑在高溫下的均勻混合物進(jìn)行相分離(萃取出小分子)形成多孔性膜。
干法是將聚合物從模具口中擠出,以高拉伸比進(jìn)行拉伸,得到片材,然后高溫處理得到高度取向的多層結(jié)構(gòu),然后進(jìn)一步拉伸,將結(jié)晶界面進(jìn)行剝離,形成多孔結(jié)構(gòu)。
干法制造簡單,孔徑分布和孔隙率較難控制,干法隔膜穿刺強(qiáng)度相對較低。濕法較為復(fù)雜,但孔分布均一,孔徑大小易控制,穿刺強(qiáng)度高。其他優(yōu)缺點暫不一一列出。
在干法濕法隔膜的基膜上涂上一層氧化鋁陶瓷(熔點2000℃左右),叫做陶瓷隔膜,陶瓷隔膜分雙面涂和單面涂,相應(yīng)的就有六種隔膜(干法膜,濕法膜,干法單涂,干法雙涂,濕法單涂,濕法雙涂)。關(guān)于陶瓷膜的存在價值,后面會說。
隔膜基膜主要為PP/PE兩種,在120-170℃時隔膜閉孔,阻止(減緩)電池電化學(xué)反應(yīng),防止進(jìn)一步熱失控。但在極端測試條件下,電池溫度遠(yuǎn)高于這個溫度,導(dǎo)致普通隔膜熔化收縮,正負(fù)極直接接觸,電池起火燃燒。
隔膜的基本作用不提,主要說一下另外一個很重要的作用:安全性。動力電池最新國標(biāo)中規(guī)定電芯在穿刺實驗時不起火不爆炸,磷酸鐵鋰電芯很容易通過穿刺測試(僅僅使用普通隔膜就可以),而三元和鈷酸鋰就比較難通過(目前貌似暫無廠家通過三元電芯的強(qiáng)檢)。三元難以通過穿刺測試跟三元材料本身的特性有關(guān)(電壓高,高溫穩(wěn)定性差等)。面對三元類材料,需要使用陶瓷類隔膜才能緩解熱失控,阻止電池起火燃燒。
隔膜發(fā)展前景我認(rèn)為是重量輕(高重量比能量密度),熱穩(wěn)定高,厚度?。ǜ唧w積比能量密度),制造簡單,(孔隙率高,耐腐蝕是基本要求,這里不談。)但是我們所要求的這些優(yōu)點很多都是相悖的,沒有任何材料兼顧所有優(yōu)點,因此只能看電池的應(yīng)用領(lǐng)域和側(cè)重點來考慮使用相應(yīng)特點的隔膜。
國家大力發(fā)展電動汽車,電池的能量密度和安全性也亟待提高,隔膜的發(fā)展前景我很樂觀。
但是國內(nèi)的電池領(lǐng)域發(fā)展很浮躁,缺少耐心和工匠精神,比起材料的革新,我更希望看到行業(yè)內(nèi)人士踏踏實實的耕耘。
1、電池企業(yè)在新能源汽車細(xì)分市場定位明確,領(lǐng)軍企業(yè)接單量明顯增加
- 沃特瑪今年簽署訂單總金額超過103億元,依靠高能量磷酸鐵鋰電池,主攻客車、專用車市場。比克電池接獲河北御捷18650電芯和東風(fēng)柳汽1000萬顆2000套動力電池包訂單,主攻乘用車市場。還有中小電池企業(yè)衡遠(yuǎn)新能源獲得浙江吉利15億元訂單,均受到業(yè)內(nèi)關(guān)注。
2、第三方動力電池PACK領(lǐng)域出現(xiàn)“獨角獸”
- 普萊德2017年1-11月總計獲得46億元訂單。相較于其他第三方PACK企業(yè)而言,普萊德讓諸多對手望塵莫及。
3、儲能市場升溫
- 今年,中天儲能、南都電源、雙登集團(tuán)等均接獲訂單。比如中天儲能與協(xié)鑫智慧能源簽訂10MWh鋰電儲能項目商務(wù)合同。
















