新型耐高溫鋰電池隔膜材料組成以及安全問題介紹
來源：寶鄂實業(yè)
2021-06-17 14:31
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鋰電池隔膜生產(chǎn)材料目前還是以聚烯烴為首選，聚烯烴材料具有強度高、防火、耐化學(xué)試劑、耐酸堿腐蝕性好、生物相容性好、無毒等優(yōu)點，在眾多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。聚烯烴化合物可以提供良好的機械性能和化學(xué)穩(wěn)定性，具有高溫自閉性能，一定程度上確保鋰離子二次電池在日常使用上的安全性。
目前鋰電池用隔膜一般都能夠提供一個附加的功能，就是熱關(guān)閉。這一特性可以為鋰離子電池提供一個額外的安全保護。該功能主要參數(shù)為閉孔溫度和破膜溫度。閉孔溫度是微孔閉合時的溫度，即為閉合溫度。指電池內(nèi)部發(fā)生放熱反應(yīng)自熱、過充或者電池外部短路時，這些情況都會產(chǎn)生大量的熱量。由于聚烯烴材料的熱塑性，當溫度接近聚合物熔點時，微孔閉合形成熱關(guān)閉，從而阻斷離子的繼續(xù)傳輸而形成斷路，起到保護電池的作用。一般PE為130-140℃，PP為150℃。
破膜溫度是指電池內(nèi)部自熱，外部短路使電池內(nèi)部溫度升高，超過閉合溫度后微孔閉塞阻斷電流通過，熱熔性能溫度進一步上升，造成隔膜破裂、電池短路。破裂時的溫度即為破膜溫度。
因此，鋰電池廠家都希望隔膜有較低的閉孔溫度和較高的破裂溫度。閉孔溫度和破膜溫度均與隔膜材料的種類有很大關(guān)系。任何單層的隔膜將難以滿足鋰離子電池對隔膜的安全性的要求。深圳一川薄膜為了滿足鋰電池廠家的這種要求，開發(fā)了PE、PP多層隔膜。融合了PE的低溫閉合和PP的高溫破膜溫度兩種特性。
新型耐高溫隔膜安全性問題
電池隔膜主要的功能是分隔鋰電池中的正負極板，防止正負極板直接接觸產(chǎn)生短路，因此，隔膜的性能對鋰電池安全有較大影響。一般而言，考察隔膜性能的參數(shù)有如下幾點：1.厚度2.透氣率3.浸潤度4.化學(xué)穩(wěn)定性5.孔徑及分布6.穿刺強度7.熱穩(wěn)定性8.閉孔溫度、破膜溫度9.孔隙率。業(yè)內(nèi)對隔膜的研究，也多從這些方面去提高。
目前，市場上大規(guī)模應(yīng)用的鋰離子電池隔膜主要是聚烯烴類有機隔膜，這種隔膜生產(chǎn)成本低、力學(xué)性能和電化學(xué)穩(wěn)定性均較好，但孔隙率偏低，對電解液的潤濕性和熱穩(wěn)定性都較差，可能導(dǎo)致電池短路，嚴重時可引發(fā)火災(zāi)或爆炸等事故。
鋰電池新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，用戶最關(guān)心的是何時實現(xiàn)商業(yè)化，商業(yè)化了的技術(shù)才能造福于用戶，才能推動鋰電池產(chǎn)業(yè)向前發(fā)展。目前，新面世的隔膜技術(shù)和電解液技術(shù)層出不窮，然而能夠商業(yè)化者不多，從實驗室研發(fā)到應(yīng)用于消費者的動力電池上，還有很長一段路要走。
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