簡(jiǎn)述鋰電池隔膜發(fā)展方向
來(lái)源:寶鄂實(shí)業(yè)
2019-07-19 21:52
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濕法隔膜整體性能優(yōu)于干法隔膜
隔膜產(chǎn)品的性能受基體材料和制作工藝共同影響。隔膜的穩(wěn)定性、一致性、安全性對(duì)于鋰電池的放電倍率、能量密度、循環(huán)壽命、安全性有著決定性影響。相比于干法隔膜,濕法隔膜在厚度均勻性、力學(xué)性能(拉伸強(qiáng)度、抗穿刺強(qiáng)度)、透氣性能、理化性能(潤(rùn)濕性、化學(xué)穩(wěn)定性、安全性)等材料性質(zhì)方面均更為優(yōu)良,有利于電解液的吸液保液并改善電池的充放電及循環(huán)能力,適合做高容量電池。從產(chǎn)品力的角度來(lái)說(shuō)濕法隔膜綜合性能強(qiáng)于干法隔膜。
濕法隔膜同樣存在缺點(diǎn),除因受限于基體材料導(dǎo)致熱穩(wěn)定性較差外多為非產(chǎn)品因素,如需要大量的溶劑,易造成環(huán)境污染;與干法工藝相比設(shè)備復(fù)雜、投資較大、周期長(zhǎng)、成本高、能耗大、生產(chǎn)難度大、生產(chǎn)效率較低等。在濕法隔膜中,雙向同步拉伸技術(shù)可在橫、縱兩個(gè)方向同時(shí)取向,免除了單獨(dú)進(jìn)行縱向拉伸的過(guò)程,增強(qiáng)了隔膜厚度均勻性,產(chǎn)品透明度高、無(wú)劃傷、光學(xué)性能及表面性能優(yōu)異,是綜合性能最好的隔膜,在隔膜高端市場(chǎng)中占據(jù)著重要的地位,也是現(xiàn)階段市場(chǎng)表現(xiàn)最好的鋰電池隔膜。
從產(chǎn)品性能來(lái)說(shuō),相比干法隔膜,濕法隔膜在力學(xué)性能、透氣性能、理化性能均具有一定優(yōu)勢(shì),通過(guò)在基膜上涂布陶瓷氧化鋁、PVDF、芳綸等膠黏劑,能夠大幅提高隔膜的熱穩(wěn)定性、降低高溫收縮率、避免隔膜大幅收縮造成的極片外露,彌補(bǔ)了唯一的熱穩(wěn)定性短板,產(chǎn)品性能已全面領(lǐng)先干法薄膜。
陶瓷涂覆隔膜
陶瓷顆粒涂覆隔膜以基膜為基體,表面涂覆一層Al2O3、SiO2、Mg(OH)2或其他耐熱性優(yōu)良的無(wú)機(jī)物陶瓷顆粒,經(jīng)特殊工藝處理后與基體緊密粘結(jié)在一起,穩(wěn)定結(jié)合有機(jī)物的柔性以及無(wú)機(jī)物的熱穩(wěn)定性,提高隔膜的耐高溫、耐熱收縮性能和穿刺強(qiáng)度,進(jìn)而提高電池的安全性能。據(jù)了解,陶瓷復(fù)合層一方面可以解決PP、PE隔膜熱收縮導(dǎo)致的熱失控從而造成電池燃燒、爆炸的安全問(wèn)題;另一方面,陶瓷復(fù)合隔膜與電解液和正負(fù)極材料有良好的浸潤(rùn)和吸液保液的能力,大幅度提高了電池的使用壽命。此外,陶瓷涂覆隔膜還能中和電解液中少量的氫氟酸,防止電池氣脹。
PVDF涂覆隔膜
PVDF即聚偏氟乙烯,是一種白色粉末狀結(jié)晶性聚合物,熔點(diǎn)170℃,熱分解溫度316℃以上,長(zhǎng)期使用溫度-40~150℃,具有優(yōu)良的耐化學(xué)腐蝕性、耐高溫色變性、耐氧化性、耐磨性、柔韌性以及很高的抗?jié)q強(qiáng)度和耐沖擊性強(qiáng)度。PVDF涂覆隔膜具有低內(nèi)阻、高(厚度/空隙率)均一性、力學(xué)性能好、化學(xué)與電化學(xué)穩(wěn)定性好等特點(diǎn)。由于納米纖維涂層的存在,該新型隔膜對(duì)鋰電池電極具有比普通電池隔膜更好的兼容性和粘合性,能大幅度提高電池的耐高溫性能和安全性。此外,該新型隔膜對(duì)液體電解質(zhì)的吸收性好,具有良好的浸潤(rùn)和吸液保液的能力,延長(zhǎng)電池循環(huán)壽命,增加電池的大倍率放電性能,使電池的輸出能力提升20%,特別適用于高端儲(chǔ)能電池、汽車動(dòng)力電池。
芳綸涂覆隔膜
芳綸纖維作為一種高性能纖維,具有可耐受400℃以上高溫的耐熱性和卓越的防火阻燃性,可有效防止面料遇熱融化。涂覆使用高耐熱性芳綸樹脂進(jìn)行復(fù)合處理而得到的涂層,一方面能使隔膜耐熱性能大幅提升,實(shí)現(xiàn)閉孔特性和耐熱性能的全面兼?zhèn)?;另一方面由于芳綸樹脂對(duì)電解液具有高親和性,使隔膜具有良好的浸潤(rùn)和吸液保液的能力,而這種優(yōu)秀的高浸潤(rùn)性可以延長(zhǎng)電池的循環(huán)壽命。此外,芳綸樹脂加上填充物,可以提高隔膜的抗氧化性,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)高電位化,從而提高能量密度。
















