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还在为锂电池安全担心吗?一种新型电池隔膜已经问世

来源:宝鄂实业    2019-03-22 17:27    点击量:

 现在,由于锂离子电池技术的飞速发展,各行各业为了满足消费者对轻薄的追求,设计人员在为自己的新产品选择电池时,首先想到的锂电池。而如何选择适合自己产品的池呢?好多设计人员都缺少对锂电池的认识,往往等产品结构设计好之后才发现锂电池和之前自己想像中不一样而不得不重新设计,这样不仅浪费时间更是浪费了成本。所以我们必须对锂电池有一定的认识,这样能为自己赢得时间和金钱。

  锂是自然界中最轻的非气态金属物质,因此,与其他种类的电池相比,锂电池的比容量(单位重量的容量)和体密度(单位体积的容量)都是最高的,具有无可比拟的优势。锂电池的内阻很高,原因是其内部的电解液是胶体而不是水溶液。此外,极低的含水率、理化性能稳定的电极材料还使锂电池可以在很宽的温度范围内安全地工作。个别锂电池可以在-55℃的低温环境和+150℃的高温下工作。锂电池的额定输出电压为2.7~4.2V.锂电池的种类很多,常用的有锂聚乙烯、锂二氧化锰、锂亚硫酰氯、锂二氧化硫,以及碘化锂电池。

  聚乙烯电池的输出电压为2.8V,其体密度比较高。圆柱形聚乙烯电池采用螺旋状阴极,并以人造波纹橡胶密封。这种结构虽说比较牢固,但是在某些特殊环境下,电池寿命还没有耗尽,橡胶密封材料就已经老化破损了,造成活性材料泄漏,引发事故。近两年市场上最流行的锂离子电池是三元材料的。三元是指,锂电池里面的正极材料名称。常规的电池正极材料是钴酸锂LiCoO2,三元材料则是镍钴锰酸锂Li(NiCoMn)O2,三元复合正极材料前驱体产品,是以镍盐、钴盐、锰盐为原料,里面镍钴锰的比例可以根据实际需要调整,三元材料做正极的电池相对于安全性。设计产品时最好是设计的同时和锂电池厂家沟通好电池的问题,这样发现问题可以及时调整,锂电池厂家也可以根据自己的经验给设计人员提供最合适的方案。

近日,中科院宁波材料技术与工程研究所工程实验室设计并制备了一种基于聚酰亚胺无纺布的交联型复合凝胶隔膜。该类隔膜结合了无纺布隔膜和凝胶聚合物电解质的双重优势。该隔膜制备方法简单,易于实现工业化。

  其中,作为底模的无纺布材料赋予了隔膜优异的热尺寸稳定性,能有效防止电池在发热状态下因隔膜熔化和收缩而发生的短路爆炸事故。而隔膜内部交联的聚醚组分使复合隔膜具有长期使用的稳定性,且被电解液溶胀后即可形成凝胶聚合物电解质。这一设计可增强隔膜内部电解液的稳定性,克服单纯使用无纺布隔膜时漏液严重的问题,能进一步增强使用过程中电池的安全性。此外,该类隔膜还表现出比商品PP隔膜更为优异的电化学性能。

  作为公认的理想储能元件目前已被高度关注。然而近年来一系列着火事故表明,安全问题已成为制约电动车用动力锂电池发展的首要瓶颈。在锂电池的结构中,隔膜是关键的内层组件之一,其采用塑料膜制成,可隔离电池正负极,以防止出现短路。因此,隔膜与电池安全有着重要关系。