什么是新能源汽车动力电池隔膜？
来源：宝鄂实业
2019-03-20 09:59
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电动汽车中动力电池使用的锂离子电池四大关键材料为 “正极、负极、隔膜、电解液”，其中隔膜技术壁垒最高。隔膜是锂离子电池关键的内层组件之一，其性能决定了电池的界面结构、内阻等，能够直接影响到电池的容量、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。锂离子电池隔膜具有大量曲折贯通的微孔，能够保证电解质离子自由通过形成充放电回路；而在电池过度充电或者温度升高时，隔膜通过闭孔功能将电池的正极和负极分开以防止其直接接触而短路，达到阻隔电流传导，防止电池过热甚至爆炸的作用。电池的种类不同，采用的隔膜也不同。对于锂电池系列，由于电解液为有机溶剂体系，因而需要有耐有机溶剂的隔膜材料，一般采用高强度薄膜化的聚烯烃多孔膜。
由于锂离子电池隔膜性能的优劣决定着锂离子电池的容量、循环性能、充放 电电流密度等关键特性，要求隔膜需具有合适的厚度、离子透过率、孔径和孔隙 率及足够的化学稳定性、热稳定性和力学稳定性及安全性等性能。具体如
在电动汽车提高续航里程的需求，三元材料成为锂离子电池正极材料的发展方向。相比之前较为常用的磷酸铁锂正极材料，三元材料有着电压高（3.7V），振实密度（2.0-2.3g/cm3）较大等优势。对于正极材料而言，Ni（镍）元素的存在有利于提升正极材料的可逆嵌锂容量，从而提升电池的能量密度；但是过多的Ni元素容易进入Li层阻碍锂离子的扩散，容量减少，提供能量少。而Co（钴）元素的存在利于稳定层状结构，提高材料电导率，可以改善放电循环性能；Mn（锰）元素主要可以提供安全性和稳定性。相对而言，Co价格贵，成本较磷酸铁锂贵。
由于采用高能量密度的三元材料，这势必意味着更高的镍含量，此时材料热分解温度会逐渐降低，且低于竞争对手磷酸铁锂材料。NCM大约在200度开始失控分解，并释放出氧气，导致电解液剧烈燃烧、隔膜融化甚至电池爆炸。电池过充和挤压测试也显示，三元材料电池相对于磷酸铁锂在短时间内会发生更严重的结果，隔膜容易因过充时金属锂在负极表面沉积形成锂枝晶遭受穿刺或在撞击下经受高温而融化，带来电池短路乃至其他安全风险。
湿法隔膜在厚度上可达5-7μm，符合锂电池高能量、轻量化发展趋势。但对于高能量密度的动力电池来说，厚度太低的薄膜会带来更高的安全风险。经涂覆后，薄膜的穿刺强度、和耐热性都有显著改善，破膜温度从120°C提升至160°C 乃至400°C，热收缩率从120°C的3.4%以上提升至130°C的2%乃至150度的3%以内，从而缓解动力电池快充放热，隔膜热收缩造成电池正负极接触、燃烧、爆炸的安全问题。
涂覆后的湿法隔膜大大提高了隔膜的穿刺强度，提高电池安全性，亦使薄膜显示出更好的电解液亲润性，吸液率从116%提升至190%以上，促进电池循环性能，大幅度提高了电池使用寿命。综合来看，湿法涂覆隔膜相对于干法隔膜，具有更好的孔径均匀度、孔隙率和透气度。相对于湿法隔膜，显著提升了其热稳定性、穿刺强度和热稳定性，是综合性能与安全性的新型隔膜材料，成为三元材料电池隔膜的不二之选。
就工艺本身来看，干法隔膜和湿法隔膜各有优缺点，干法隔膜在生产工艺、成本、环保经济等方面具有较大优势，湿法隔膜则具有短路率低、孔隙率和透气性可控范围大等优点。
从目前市场的应用来看，从全球锂电池企业的选择来看，干法隔膜和湿法隔膜并存。不过，近年来随着三元锂电池占比的提高，湿法隔膜产量的占比也稳步提升。最新数据显示，2017年，国内湿法隔膜产量达到8．06亿平方米，占比56％，份额超过干法隔膜。鉴于干法隔膜和湿法隔膜各自的特点，湿法隔膜未来需求将会逐步扩大，但短时间内并不会完全替代干法隔膜。
超级蓄电池——发动机启动电源”是一种当内燃机配用的传统蓄电池失效而无法实施启动时，能通过快速储能后向内燃机提供启动电源的装置。
交大光谷太阳能蓄电池是‘蓄电池’在太阳能光伏发电中的应用，目前采用的有铅酸免维护蓄电池、普通铅酸蓄电池，胶体蓄电池和碱性镍镉蓄电池四种。 国内目前被广泛使用的太阳能蓄电池主要是：铅酸免维护蓄电池和胶体蓄电池，这两类蓄电池，因为其固有的“免”维护特性及对环境较少污染的特点，很适合用于性能可靠的太阳能电源系统,特别是无人值守的工作站。
普通铅酸蓄电池由于需要经常维护及其环境污染较大,所以主要适于有维护能力或低档场合使用。
碱性镍镉蓄电池虽然有较好的低温、过充、过放性能,但由于其价格较高,仅适用于较为特殊的场合。
随着太阳能光伏发电系统的广泛使用,作为与其配套的蓄电池也越来越受到人们的关注。
交大光谷太阳能蓄电池具备以下特性
1 比较好的深循环能力，有着很好的过充和过放能力。
（1）工作适宜温度15～20℃
（2）太阳能蓄电池联接的方法为：将太阳能蓄电池的正极与正极、负极与负极联接。这样太阳能蓄电池的电量就会增加一倍，而电压与一块太阳能蓄电池的电压一样。太阳能蓄电池两极柱切不可短路（碰头）。
（3）对于新安装或整修后第一次充电的太阳能蓄电池，进行一次较长时间的充电，为初充电，应按额定容量1/10的电流来进行充电。安装前必须测量蓄电池是否充足，如电力不足，请在阳光充足的地方对蓄电池进行8—16小时以上充电或者用交流电先把电池充足，应严格避免过放充电。用交流电正常充电时，最好采用分级充电方式，即在充电初期用较大电流的恒流均充，充到均充电压并恒压一定时间后改用常规的恒压浮充方式。
（4）保持蓄电池本身的清洁。安装好的太阳能蓄电池极柱应涂上凡士林，防止腐蚀极柱。
（5）为太阳能蓄电池配置在线监测管理技术，对太阳能蓄电池进行内阻在线测量与分析，及时发现蓄电池的缺陷，及时进行维护。
（6）冬季预防太阳能蓄电池冻裂，夏季避免阳光直晒，应将太阳能蓄电池放于通风阴冷处。
