锂电池涂覆隔膜的作用及技术发展介绍
来源:宝鄂实业
2021-06-18 12:26
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锂电池涂覆隔膜的作用
涂覆(或复合)隔膜乃是当今隔膜应用发展的焦点所在,隔膜表面采用涂覆层优势明显。首先是提高了隔膜的热稳定性,如陶瓷涂覆后隔膜高温180℃形体保持仍然良好,可避免隔膜收缩造成内部短路,使电池安全性显著提升;
其次是提高隔膜对电解液的浸润性,有利于锂电池内阻降低、放电功率提升;
再有是可阻止或降低隔膜氧化,有利于配合高电压正极的操作以及延长锂电池循环寿命等;
隔膜涂覆改善锂离子电池性能。
优异的隔膜对提高锂电池的综合性能有非常重要的作用,其性能影响电池的结构、电阻、容量、循环以及安全性能等方面,特别是隔膜的抗穿刺、自关断、耐高温等性能,是电池内部安全性的主要保障。
涂覆技隔膜术有效改善锂电池隔膜综合性能,涂覆可以显著改善湿法隔膜的耐高温性差等性能不足。“湿法+涂覆技术”在保留了湿法隔膜高机械强度优异性能的同时,改善了非涂覆湿法隔膜熔点低、安全性差的缺陷,使其更适用于制备高能量密度动力电池。
锂电隔膜技术发展
据悉,隔膜是目前锂电材料中技术壁垒最高的一种高附加值材料,约占锂电池成本的15%,其技术难点在于造孔的工程技术、基体材料,以及制造设备。近几年我国锂电池隔膜国产化率在不断提升,但占据的主要是低端3C类电池隔膜市场,高端隔膜国产化率仍然很低,高端3C类电池以及动力电池用隔膜依然大量依赖进口。
目前产业化的隔膜制造技术主要有4种:湿法、干法、半干法和无纺布法。随着国内隔膜产能的继续扩张,价格下降的趋势不可逆转。国内了得隔膜技术普遍存在的问题是一致性有待提高。一致性主要体现在不规律的缺陷、厚度、孔隙率、孔隙分布以及孔径分布等方面。单向拉伸的国产PP隔膜在孔隙率和孔径分布方面与对标产品比较接近;双向分步拉伸的PE隔膜孔隙率通常与对标产品相比较低,孔径分布情况也不理想。
通过专利统计分析可以发现,虽然已经产业化的锂电池隔膜材料多为聚乙烯和聚丙烯类,但是一些性能更加优异的聚合物材料也逐渐在实验室中研发出来,如偏氟乙烯(PVDF)、聚酰亚胺(PI)、芳纶和纤维素等,隔膜材料的种类会朝着多元化的方向发展。
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