鋰電池涂覆隔膜的作用,鋰電隔膜技術(shù)發(fā)展

來源：存能電氣  日期：2019-08-09 15:26  瀏覽量：次

　　鋰電池涂覆隔膜的作用，鋰電隔膜技術(shù)發(fā)展。近年來，隨著我國新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展以及鋰電池生產(chǎn)技術(shù)的不斷提升，我國對鋰離子電池隔膜的需求也日益增長。近年來市場上對于鋰電池隔膜的需求中，涂覆膜的占比不斷提升，未來隔膜材料復(fù)合化也是性能提升的重要手段。

　　鋰離子電池隔膜的作用

　　鋰離子電池隔膜被稱之為“第三極”，隔膜對鋰電池綜合性能的重要作用具體體現(xiàn)在以下三個(gè)方面：隔離電池正負(fù)極。隔膜本身不導(dǎo)電，可以阻止電池內(nèi)電子穿過，以防止兩極接觸而造成短路；允許鋰離子通過。隔膜上的微孔可以允許鋰離子在正負(fù)極之間傳輸，完成電化學(xué)充放電過程；防止高溫引起的電池爆炸。鋰電池過熱時(shí)，隔膜上的微孔關(guān)閉，阻止鋰離子通過，電池內(nèi)阻升高至2KΩ，強(qiáng)制電池停止充放電進(jìn)程。

　　鋰電池涂覆隔膜的作用

　　涂覆（或復(fù)合）隔膜乃是當(dāng)今隔膜應(yīng)用發(fā)展的焦點(diǎn)所在，隔膜表面采用涂覆層優(yōu)勢明顯。首先是提高了隔膜的熱穩(wěn)定性，如陶瓷涂覆后隔膜高溫180℃形體保持仍然良好，可避免隔膜收縮造成內(nèi)部短路，使電池安全性顯著提升；

　　其次是提高隔膜對電解液的浸潤性，有利于鋰電池內(nèi)阻降低、放電功率提升；

　　再有是可阻止或降低隔膜氧化，有利于配合高電壓正極的操作以及延長鋰電池循環(huán)壽命等；

　　隔膜涂覆改善鋰離子電池性能。

　　優(yōu)異的隔膜對提高鋰電池的綜合性能有非常重要的作用，其性能影響電池的結(jié)構(gòu)、電阻、容量、循環(huán)以及安全性能等方面，特別是隔膜的抗穿刺、自關(guān)斷、耐高溫等性能，是電池內(nèi)部安全性的主要保障。

　　涂覆技隔膜術(shù)有效改善鋰電池隔膜綜合性能，涂覆可以顯著改善濕法隔膜的耐高溫性差等性能不足?！皾穹?涂覆技術(shù)”在保留了濕法隔膜高機(jī)械強(qiáng)度優(yōu)異性能的同時(shí)，改善了非涂覆濕法隔膜熔點(diǎn)低、安全性差的缺陷，使其更適用于制備高能量密度動力電池。

　　鋰電隔膜技術(shù)發(fā)展

　　據(jù)悉，隔膜是目前鋰電材料中技術(shù)壁壘最高的一種高附加值材料，約占鋰電池成本的15%，其技術(shù)難點(diǎn)在于造孔的工程技術(shù)、基體材料，以及制造設(shè)備。近幾年我國鋰電池隔膜國產(chǎn)化率在不斷提升，但占據(jù)的主要是低端3C類電池隔膜市場，高端隔膜國產(chǎn)化率仍然很低，高端3C類電池以及動力電池用隔膜依然大量依賴進(jìn)口。

　　目前產(chǎn)業(yè)化的隔膜制造技術(shù)主要有4種：濕法、干法、半干法和無紡布法。隨著國內(nèi)隔膜產(chǎn)能的繼續(xù)擴(kuò)張，價(jià)格下降的趨勢不可逆轉(zhuǎn)。國內(nèi)了得隔膜技術(shù)普遍存在的問題是一致性有待提高。一致性主要體現(xiàn)在不規(guī)律的缺陷、厚度、孔隙率、孔隙分布以及孔徑分布等方面。單向拉伸的國產(chǎn)PP隔膜在孔隙率和孔徑分布方面與對標(biāo)產(chǎn)品比較接近;雙向分步拉伸的PE隔膜孔隙率通常與對標(biāo)產(chǎn)品相比較低，孔徑分布情況也不理想。

　　通過專利統(tǒng)計(jì)分析可以發(fā)現(xiàn)，雖然已經(jīng)產(chǎn)業(yè)化的鋰電池隔膜材料多為聚乙烯和聚丙烯類，但是一些性能更加優(yōu)異的聚合物材料也逐漸在實(shí)驗(yàn)室中研發(fā)出來，如偏氟乙烯(PVDF)、聚酰亞胺(PI)、芳綸和纖維素等，隔膜材料的種類會朝著多元化的方向發(fā)展。

　　總結(jié)：基于國家對新能源汽車行業(yè)的大力支持以及業(yè)內(nèi)企業(yè)自主積極發(fā)展的態(tài)勢，相信鋰電池及相關(guān)材料產(chǎn)業(yè)將在中長期加速發(fā)展。鋰電池隔膜可以樂觀地看好5～15年甚至更長的時(shí)間。