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嘉峪檢測(cè)網(wǎng) 2024-11-09 09:42
新能源產(chǎn)業(yè)興起,各式儲(chǔ)能離不開鋰電池,下一步對(duì)相應(yīng)隔膜的需求還將大增。那么鋰電池隔膜目前生產(chǎn)工藝如何,未來會(huì)怎么發(fā)展呢?
一、小小隔膜,大大作用,傳統(tǒng)材料已不能滿足安全需要
隔膜雖然只占鋰電池成本的10%-20%,但是其性能直接影響電池的電容量、循環(huán)使用壽命以及安全性能等,性能優(yōu)異的隔膜對(duì)提高電池的綜合性能具有重要的作用。

傳統(tǒng)鋰電隔膜基材為 PE、PP,由于PE和PP的熱變形溫度比較低(PE的熱變形溫度 80~85℃,PP為100℃),溫度過高時(shí)隔膜會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的熱收縮,導(dǎo)致電池的正負(fù)電極接觸而短路,存在引起電池燃燒或爆炸的危險(xiǎn),嚴(yán)重威脅著使用者的生命安全。隨著對(duì)于鋰電池的安全性和快充的要求越來越高,在濕法隔膜上使用陶瓷、芳綸等材料進(jìn)行涂布以增強(qiáng) PE 膜的性能參數(shù)已成為主流的技術(shù)方向。例如 PMT、PI、PMIA、PVDF、PBO 等新型隔膜基材以及隨之配套的無紡布織造技術(shù)也有可能得到快速發(fā)展。

二、研發(fā)采用新型隔膜基材已成熱門方向
目前的研究熱點(diǎn)主要是聚酰亞胺(PI)、聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(PET)、間位芳綸(PMIA)等合成材料制備無紡布隔膜。
1、聚酰亞胺(PI)隔膜
PI材料具有突出的耐高溫性能,長(zhǎng)期使用溫度可達(dá)300℃,賦予隔膜良好的熱尺寸穩(wěn)定性,提高電池的高溫使用安全性。PI材料阻燃自熄,為鋰離子電池提供了更有力的安全保障。
制備方法:
模板法:先制備含有致孔劑的PI復(fù)合膜,再通過化學(xué)腐蝕、溶劑溶解或煅燒等方法除去致孔劑,得到PI多孔膜。
相轉(zhuǎn)化法:將聚酰胺酸(PAA)前體溶液或可溶性PI溶液刮涂在載體上,再浸沒至非溶劑中,通過相分離形成多孔膜。
靜電紡絲法:通過高壓靜電使聚合物溶液形成納米纖維,再沉積形成納米纖維膜。這種方法制備的PI納米纖維膜具有高孔隙率和良好的電解液浸潤(rùn)性。
2、聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(PET)隔膜
PET材料具有優(yōu)良的物理和化學(xué)穩(wěn)定性,以及良好的加工性能。通過重離子輻照技術(shù)和化學(xué)蝕刻工藝制備的PET基耐高溫鋰離子電池隔膜,具有更加均一的孔徑分布和更優(yōu)異的電解液潤(rùn)濕性。
制備方法:
利用重離子輻照技術(shù)和化學(xué)蝕刻工藝,以PET隔膜為基材,成功開發(fā)出PET基耐高溫鋰離子電池隔膜。
3、間位芳綸(PMIA)隔膜
PMIA具有更好的熱穩(wěn)定性、機(jī)械性能、自熄性和電絕緣性。結(jié)構(gòu)中存在極性較高的羰基基團(tuán),提高了隔膜的電化學(xué)性能。
制備方法:
靜電紡絲法:通過在高電壓電場(chǎng)下使聚合物溶液分散成絲,再收集得到由無數(shù)根聚合物纖維組合而成的膜。這種方法可以制得比表面積更大、孔隙率更高的隔膜。
相分離法:包括非溶劑致相分離法、熱誘導(dǎo)相分離法和氣相誘導(dǎo)相分離法,通過控制相分離過程得到多孔膜。

來源:UTPE彈性體門戶