生產(chǎn)鋰電池隔膜的原材料是什么？
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2022-02-17 19:55
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聚對(duì)苯二甲酸乙二酯（PET）是一種機(jī)械性能、熱力學(xué)性能、電絕緣性能均優(yōu)異的材料。PET類(lèi)隔膜最具代表性的產(chǎn)品是德國(guó)Degussa公司開(kāi)發(fā)的以PET隔膜為基底，陶瓷顆粒涂覆的復(fù)合膜，其表現(xiàn)出優(yōu)異的耐熱性能，閉孔溫度高達(dá)220℃。
靜電紡絲PET隔膜熔點(diǎn)遠(yuǎn)高于PE膜，為255℃，最大拉伸強(qiáng)度為12Mpa，孔隙率達(dá)到89％，吸液率達(dá)到500％，遠(yuǎn)高于市場(chǎng)上的Celgard隔膜，離子電導(dǎo)率達(dá)到2．27×10－3Scm－1，且循環(huán)性能也較Celgard隔膜優(yōu)異，電池循環(huán)50圈后PET隔膜多孔纖維結(jié)構(gòu)依然保持穩(wěn)定。
②聚酰亞胺
聚酰亞胺（PI）同樣是綜合性能良好的聚合物之一，具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性、較高的孔隙率，和較好的耐高溫性能，可以在－200～300℃下長(zhǎng)期使用。Miao等用靜電紡絲法制造了PI納米纖維隔膜，該隔膜降解溫度為500℃，比傳統(tǒng)Celgard隔膜高200℃，在150℃高溫條件下不會(huì)發(fā)生老化和熱收縮。
其次，由于PI極性強(qiáng)，對(duì)電解液潤(rùn)濕性好，所制造的隔膜表現(xiàn)出極佳的吸液率。靜電紡絲制造的PI隔膜相比于Celgard隔膜具有較低的阻抗和較高的倍率性能，0．2C充放電100圈后容量保持率依然為100％。
?、坶g位芳綸
PMIA是一種芳香族聚酰胺，在其骨架上有元苯酰胺型支鏈，具有高達(dá)400℃的熱阻，由于其阻燃性能高，應(yīng)用此材料的隔膜能提高鋰電池的安全性能。此外，由于羰基基團(tuán)的極性相對(duì)較高，使得隔膜在電解液中具有較高的潤(rùn)濕性，從而提高了隔膜的電化學(xué)性質(zhì)。
一般而言，PMIA隔膜是通過(guò)非紡織的方法制造，如靜電紡絲法，但是由于非紡織隔膜自身存在的問(wèn)題，如孔徑較大會(huì)導(dǎo)致自放電，從而影響鋰電池的安全性能和電化學(xué)表現(xiàn)，在一定程度上限制了非紡織隔膜的應(yīng)用，而相轉(zhuǎn)化法由于其通用性和可控制性，使其具備商業(yè)化的前景。
④聚對(duì)苯撐苯并二唑
新型高分子材料PBO（聚對(duì)苯撐苯并二唑）是一種具有優(yōu)異力學(xué)性能、熱穩(wěn)定性、阻燃性的有機(jī)纖維。其基體是一種線性鏈狀結(jié)構(gòu)聚合物，在650℃以下不分解，具有超高強(qiáng)度和模量，是理想的耐熱和耐沖擊纖維材料。
由于PBO纖維表面極為光滑，物理化學(xué)惰性極強(qiáng)，因此纖維形貌較難改變。PBO纖維只溶于100％的濃硫酸、甲基磺酸、氟磺酸等，經(jīng)過(guò)強(qiáng)酸刻蝕后的PBO纖維上的原纖會(huì)從主干上剝離脫落的，形成分絲形貌，提高了比表面積和界面粘結(jié)強(qiáng)度。
為了提高鋰電池的安全性，保證電池的安全平穩(wěn)運(yùn)行，隔膜必須滿(mǎn)足以下幾個(gè)條件：
1．化學(xué)穩(wěn)定性：不與電解質(zhì)、電極材料發(fā)生反應(yīng)；
2．浸潤(rùn)性：與電解質(zhì)易于浸潤(rùn)且不伸長(zhǎng)、不收縮；
3．熱穩(wěn)定性：耐受高溫，具有較高的熔斷隔離性；
4．機(jī)械強(qiáng)度：拉伸強(qiáng)度好，以保證自動(dòng)卷繞時(shí)的強(qiáng)度和寬度不變；
5．孔隙率：較高的孔隙率以滿(mǎn)足離子導(dǎo)電的需求。
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