新型鋰電無紡布隔膜與傳統(tǒng)鋰電池隔膜的區(qū)別

來源：存能電氣  日期：2019-08-12 13:37  瀏覽量：次

　　新型鋰電無紡布隔膜與傳統(tǒng)鋰電池隔膜的區(qū)別。鋰電隔膜主要包括聚烯烴隔膜和無紡布隔膜。無紡布隔膜的一些基礎(chǔ)特點(diǎn)，尤其是和傳統(tǒng)PP\PE隔膜相比所具有的優(yōu)勢(shì)，決定了它在鋰電池今后所應(yīng)用的隔膜材料中應(yīng)該占有一席之地。目前，已有多家電池廠商對(duì)無紡布隔膜表現(xiàn)出了濃厚的興趣。

　　新型鋰電無紡布隔膜與傳統(tǒng)鋰電池隔膜的區(qū)別

　　近年來，隨著鋰電池產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，市場(chǎng)對(duì)鋰電池性能上的要求也越來越高。鋰電池的安全性、大功率的充放電、續(xù)航里程的提升等一系列問題也隨之出現(xiàn)。而對(duì)鋰電池中的每個(gè)材料進(jìn)行相應(yīng)的升級(jí)換代必定會(huì)成為解決這些問題的突破口。無紡布隔膜，很有可能是現(xiàn)有聚烯烴類隔膜升級(jí)換代的一個(gè)重要方向。

　　首先，從材料上來看，PP/PE和無紡布都使用了不同玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的高分子材料。簡(jiǎn)單來說，PP/PE的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度在常溫以下，隨著溫度的上升，膜的材料會(huì)變得越來越柔軟。

　　例如，電池內(nèi)部溫度在大約60℃進(jìn)行充放電時(shí)，電極會(huì)反復(fù)膨脹、收縮，PP/PE隔膜在受到反復(fù)收縮應(yīng)力的影響下，孔隙率會(huì)漸漸變少。然而，使用PET無紡布的情況下，其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度在80℃以上，隨著溫度的上升不但不會(huì)變得柔軟，還能很好的保持穩(wěn)定的孔隙率，使鋰電池的循環(huán)壽命更長(zhǎng)。

　　無紡布材料具有耐高溫、孔隙率高等優(yōu)點(diǎn),此外,由于其三維孔結(jié)構(gòu),可有效避免因針刺造成的短路現(xiàn)象,提高保液率。

　　在鋰電池中應(yīng)用較多的是微多孔聚烯烴膜，其擁有均勻的小孔，厚度只有20μm，這種隔膜在150℃后收縮率較大，很多企業(yè)是在其表面增加陶瓷涂層以改進(jìn)抗熱性能。國(guó)外也有企業(yè)采用濕法涂布工藝，在無紡布表面涂覆陶瓷層，使隔膜不僅在220℃下仍具有較高安全性，且由于涂層富含陶瓷顆粒，覆后會(huì)獲得更長(zhǎng)的循環(huán)壽命，與微多孔隔膜相比，無紡布涂陶瓷隔膜，具有更好的電解質(zhì)潤(rùn)濕性和離子電導(dǎo)率。

　　無紡布隔膜具體應(yīng)用

　　無紡布的厚度無法做到很薄，目前能夠量產(chǎn)的最薄無紡布隔膜是由纖維素制成的，厚度為12-15μm，并且孔徑最小化很難實(shí)現(xiàn)。

　　另外，要增加閉孔功能的話，還會(huì)再增加2-3元/平米的成本。但是儲(chǔ)能和動(dòng)力鋰電池沒有必要增加閉孔功能，所以，無紡布隔膜適用于大型電池，最適合大型、長(zhǎng)循環(huán)壽命要求的儲(chǔ)能和動(dòng)力電池。目前無紡布隔膜是處于小批量生產(chǎn)階段，還沒大批量被使用。但是已經(jīng)有很多電池廠商對(duì)此表現(xiàn)出了很大的興趣，并且有的已經(jīng)在中試的過程中。

　　關(guān)于無紡布隔膜成本

　　普通PET纖維的價(jià)格為20-150元/kg，最貴的可達(dá)600元/kg以上。PI纖維為30-50元/kg。無紡布鋰電池隔膜一半以上的成本為纖維，1平米使用10g的纖維的情況下，普通纖維的成本約為0.2-1.5元每平米，基本和傳統(tǒng)隔膜的成本大體相當(dāng)，如果使用納米級(jí)的纖維的成本約為5-6元每平米。

　　所以無紡布隔膜的成本根據(jù)纖維的構(gòu)成變化而改變，使用粗纖維成本很低，使用納米級(jí)的纖維則成本很高。成本降低的方式有很多種，比如提高生產(chǎn)效率，提高良品率，改進(jìn)現(xiàn)有的生產(chǎn)工藝，在厚度方面不能一味地追求太薄。

　　總結(jié)：鋰離子電池隔膜材料可以分為：織造膜，非織造膜（無紡布），微孔膜，復(fù)合膜，隔膜紙，碾壓膜等幾類。目前國(guó)內(nèi)外企業(yè)在無紡布隔膜的研究應(yīng)用和性能優(yōu)化方面已經(jīng)取得了很多成果，但尚未有大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用于鋰離子電池的成功案例。