新型鋰電池隔膜材料有哪些
目前常見的新型鋰電池隔膜材料有:陶瓷涂覆隔膜、三層復合隔膜、聚酰亞胺隔膜、PMIA隔膜、PET隔膜、PBO隔膜、PI隔膜等。
1、陶瓷涂覆隔膜
為了(le)解(jie)決傳統鋰離子電池隔(ge)膜耐(nai)高(gao)(gao)溫(wen)性(xing)差的問題,人(ren)們想出了(le)一個辦法,在隔(ge)膜表面(mian)涂覆(fu)單層(ceng)或雙(shuang)層(ceng)高(gao)(gao)純氧化鋁陶(tao)瓷材料,從而提高(gao)(gao)耐(nai)高(gao)(gao)溫(wen)性(xing)。大部(bu)分隔(ge)膜廠家都有涂覆(fu)生產(chan)線。
涂層厚度(du):一般單層涂覆2-4um,如(ru):2+16um、4+12陶(tao)瓷隔膜,或(huo)雙層涂覆各2um,如(ru):2+12+2um。
PVDF涂覆:涂覆PVDF改善隔膜浸潤性,并增強和正(zheng)負極的粘結性。
2、三層復合隔膜
稰(xu)P隔(ge)膜(mo)具有(you)較(jiao)(jiao)高的閉孔(kong)溫度(du)(du)和熔斷溫度(du)(du),稰(xu)E隔(ge)膜(mo)具有(you)較(jiao)(jiao)低的閉孔(kong)和熔斷溫度(du)(du)溫度(du)(du),考慮到(dao)安全(quan)性(xing)能,鋰離于電池(chi)隔(ge)膜(mo)通常(chang)要求具有(you)較(jiao)(jiao)低的閉孔(kong)溫度(du)(du)和較(jiao)(jiao)高的熔斷溫度(du)(du),因(yin)此,就需要將PE隔(ge)膜(mo)和PP隔(ge)膜(mo)結合起來,生產(chan)出PP/PE/PP三(san)層(ceng)復合隔(ge)膜(mo)。其中,PE隔(ge)膜(mo)起到(dao)熔斷保險絲的作(zuo)用,為(wei)電池(chi)提(ti)供了(le)更好(hao)的安全(quan)防護。
生產工藝:三層共擠、三層復合。
3、聚酰亞胺隔膜
特點(dian)就是耐高(gao)(gao)溫(wen)性好,顯著提(ti)高(gao)(gao)電(dian)池安全性;吸(xi)液和保液性好,電(dian)池循環性能有效提(ti)高(gao)(gao);孔(kong)隙率高(gao)(gao),使電(dian)池內阻小,能量轉化率高(gao)(gao)。
生(sheng)產工藝:靜電紡絲法、相分離法。
4、PMIA隔膜
PMIA是一種芳香族聚酰胺(an),在其(qi)骨架上有元苯(ben)酰胺(an)型支鏈,具有高(gao)達400℃的(de)熱阻,由于(yu)其(qi)阻燃性能高(gao),應用此材料的(de)隔(ge)膜(mo)能提高(gao)鋰電(dian)池的(de)安全性能。此外,由于(yu)羰基基團(tuan)的(de)極性相對較(jiao)高(gao),使得隔(ge)膜(mo)在電(dian)解液中具有較(jiao)高(gao)的(de)潤濕性,從而提高(gao)了隔(ge)膜(mo)的(de)電(dian)化(hua)學性質。使其(qi)具備商(shang)業化(hua)的(de)前景(jing)。
5、PET隔膜
聚對苯二(er)甲酸乙二(er)酯(PET)是一種機械性(xing)(xing)(xing)能、熱(re)力學性(xing)(xing)(xing)能、電絕緣(yuan)性(xing)(xing)(xing)能均(jun)優異的(de)材料。PET類(lei)隔膜最具代表性(xing)(xing)(xing)的(de)產品是德國(guo)Degussa公司開發的(de)以PET隔膜為(wei)基底,陶瓷(ci)顆粒涂覆的(de)復合膜,其表現出優異的(de)耐熱(re)性(xing)(xing)(xing)能,閉孔溫度高達220℃。
靜電紡絲PET隔(ge)(ge)膜熔點遠高于PE膜,為255℃,最大拉伸強度為12Mpa,孔隙率(lv)達(da)到(dao)(dao)89%,吸液率(lv)達(da)到(dao)(dao)500%,遠高于市場上的Celgard隔(ge)(ge)膜,離子電導率(lv)達(da)到(dao)(dao)2.27×10-3Scm-1,且(qie)循(xun)環性能(neng)也較Celgard隔(ge)(ge)膜優異,電池循(xun)環50圈后PET隔(ge)(ge)膜多孔纖維結構依(yi)然(ran)保持穩(wen)定(ding)。
6、PBO隔膜
新型高分(fen)子(zi)材料PBO是(shi)一種(zhong)具有(you)優異力(li)學(xue)性(xing)能、熱穩定(ding)性(xing)、阻燃性(xing)的有(you)機(ji)纖(xian)維(wei)。其基體是(shi)一種(zhong)線(xian)性(xing)鏈狀結構(gou)聚合物,在650℃以下不分(fen)解,具有(you)超高強度和模量,是(shi)理想(xiang)的耐熱和耐沖擊纖(xian)維(wei)材料。
由于(yu)PBO纖(xian)維(wei)表面(mian)極(ji)為光滑,物(wu)理化(hua)學(xue)惰性極(ji)強(qiang),因此纖(xian)維(wei)形(xing)貌(mao)較難改(gai)變(bian)。PBO纖(xian)維(wei)只溶(rong)于(yu)100%的(de)濃硫酸(suan)、甲基(ji)磺酸(suan)、氟磺酸(suan)等,經過強(qiang)酸(suan)刻蝕(shi)后的(de)PBO纖(xian)維(wei)上(shang)的(de)原纖(xian)會從(cong)主(zhu)干上(shang)剝離脫落(luo)的(de),形(xing)成分(fen)絲形(xing)貌(mao),提高(gao)了比表面(mian)積(ji)和界(jie)面(mian)粘結強(qiang)度(du)。
7、PI隔膜
聚酰亞胺(PI)同樣是綜合性能良好的聚合物之一,具有優異的熱穩定性、較高的孔隙率,和較好的耐高溫性能,可以在-200~300℃下長期使用。由于PI極性強,對電解液潤濕性好,所制造的鋰電池隔膜表現出極佳的(de)吸液率。靜(jing)電紡絲制造的(de)PI隔(ge)膜(mo)(mo)相(xiang)比于Celgard隔(ge)膜(mo)(mo)具(ju)有較(jiao)低的(de)阻抗和較(jiao)高的(de)倍率性能,0.2C充(chong)放電100圈后容量(liang)保持率依然為100%。