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深析国内依赖进口的锂电池隔膜技术

导读: 虽然我国的锂离子电池市场呈现欣欣向荣的景象,但我国不是一个锂离子电池强国,以下从锂离子电池隔膜和铝塑膜两方面谈一谈我们的不足。

作为一个锂离子电池生产和消费大国,我国已经基本形成从矿产资源、电池材料和配件到锂离子电池及终端应用产品的完整产业链。近年来,我国锂离子电池市场一直保持快速增长的形式,我国锂离子电池市场规模由2011年的277亿元增至2015年的850亿元,年均复合增长率高达32.4%。虽然我国的锂离子电池市场呈现欣欣向荣的景象,但我国不是一个锂离子电池强国,以下从锂离子电池隔膜和铝塑膜两方面谈一谈我们的不足。

深析国内依赖进口的锂电池隔膜技术

隔膜

1.锂离子电池隔膜的作用

隔膜是锂离子电池的重要组成部分,它位于电池内部正负极之间,保证锂离子通过的同时,阻碍电子传输。隔膜的性能决定了电池的界面结构、内阻等,直接影响电池的容量、循环以及安全性能等特性,性能优异的隔膜对提高电池的综合性能具有重要的作用。

深析国内依赖进口的锂电池隔膜技术

2.锂离子电池对隔膜的要求

锂离子电池对隔膜的要求包括:

(1)具有电子绝缘性,保证正负极的机械隔离;

(2)有一定的孔径和孔隙率,保证低的电阻和高的离子电导率,对锂离子有很好的透过性;(3)耐电解液腐蚀,有足够的化学和电化学稳定性,这是由于电解质的溶剂为强极性的有机化合物;

(4)具有良好的电解液的浸润性,并且吸液保湿能力强;

(5)力学稳定性高,包括穿刺强度、拉伸强度等,但厚度尽可能小;

(6)空间稳定性和平整性好;

(7)热稳定性和自动关断保护性能好;

(8)受热收缩率小,否则会引起短路,引发电池热失控。除此之外,动力电池通常采用复合膜,对隔膜的要求更高。

3.锂离子电池隔膜分类

根据物理、化学特性的差异,锂电池隔膜可以分为:织造膜、非织造膜(无纺布)、微孔膜、复合膜、隔膜纸、碾压膜等几类。虽然类型繁多,至今商品化锂电池隔膜材料主要采用聚乙烯、聚丙烯微孔膜。

4.锂离子电池隔膜工艺

目前,锂离子电池隔膜制备方法主要有湿法和干法。湿法又称相分离法或热致相分离法,将液态烃或小分子物质与聚烯烃树脂混合,加热熔融后,形成均匀的混合物,然后降温进行相分离,压制得膜片,再将膜片加热至接近熔点温度,进行双向拉伸使分子链取向,最后保温一定时间,用易挥发物质洗脱残留的溶剂,制备出相互贯通的微孔膜。干法是将聚烯烃树脂熔融、挤压、吹膜制成结晶性聚合物薄膜,经过结晶化处理、退火后,得到高度取向的多层结构,在高温下进一步拉伸,将结晶面进行剥离,形成多孔结构,可以增加薄膜的孔径。

深析国内依赖进口的锂电池隔膜技术

湿法和干法各有优缺点,其中,湿法工艺薄膜孔径小而且均匀,薄膜更薄,但是投资大,工艺复杂,环境污染大;而干法工艺相对简单,附加值高,环境友好,但孔径和孔隙率难以控制,产品难以做薄。

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