鋰離子電池隔膜的研究及發(fā)展現(xiàn)狀-閱讀頁(yè)
2025-07-13 22:26本頁(yè)面
【正文】 層隔膜具有更好的力學(xué)性能，PE夾在2層PP之間可以起到熔斷保險(xiǎn)絲的作用，為電池提供了更好的安全保護(hù)。Exxon Mobil公司采用專有的雙向拉伸生產(chǎn)工藝，并以特殊定制的高耐熱性聚合物為基礎(chǔ)制成了多層隔膜，在105℃下的熱收縮率僅在1％～％之間，孔隙率在50％左右，而破膜溫度達(dá)到了180～190℃，同時(shí)還保持了較好的閉孔溫度和力學(xué)性能；DSM Solutech公司采用雙軸拉伸法，以超高相對(duì)分子質(zhì)量PE為原料生產(chǎn)的商品名為Solupur的隔膜，具有良好的電化學(xué)性能，平均面密度為7～16 g／m2，平均孔徑為1～2 μm，平均孔隙率為80％～90％。 PE和PP隔膜對(duì)電解質(zhì)的親和性較差，研究者對(duì)此進(jìn)行了大量的改性工作，如在PE、PE微孔膜的表面接枝親水性單體或改變電解質(zhì)中的有機(jī)溶劑等。Gineste等在Celgard2505單層PP膜的表面輻射接枝二甲基丙烯酸二乙二醇酯和極性丙烯酸單體，并研究了不同接枝率對(duì)電池性能的影響。嚴(yán)廣炅等以現(xiàn)有的強(qiáng)度較高的液態(tài)鋰離子電池用3層復(fù)合微孔膜作為基體進(jìn)行表面處理，在表面形成一層改性膜，改性膜材料與聚合物正極材料兼容并能復(fù)合成一體，使該膜在具有較高強(qiáng)度的前提下，降低了隔膜的厚度，減小了電池的體積。 3．3新型鋰離子電池隔膜 其使用的聚合物電解質(zhì)具有電解質(zhì)和隔膜的雙重作用，一般以聚偏氟乙烯六氟丙烯(PVDFHFP)為原料或?qū)ζ溥M(jìn)行改性，Bellcore公司用PVDFHFP制成隔膜，有較高的孔隙率，室溫下吸收碳酸丙二醇酯量可達(dá)自重的118％，具有很好的潤(rùn)濕性；任旭梅等在倒相法制備多孔膜的基礎(chǔ)上，采用溶液涂覆的方法，直接制備了PVDFHFP多孔隔膜，該法制得的多孔膜孔徑約為2μm，厚度為50μm，孔隙率為60％，具有較好的力學(xué)性能。電化學(xué)阻抗譜的分析結(jié)果表明，與納米Al2O3共混得到的薄膜與鎳電極具有較低的界面電阻，將此電解質(zhì)隔膜組裝成半成品電池后表現(xiàn)出優(yōu)良的充放電性能。 中科院理化技術(shù)研究所經(jīng)過(guò)多年的努力，在靜電紡絲制備納米纖維鋰離子電池隔膜項(xiàng)目上取得了突破性的進(jìn)展。同時(shí)將納米纖維隔膜裝配的鋰離子電池與用進(jìn)口PE、PP隔膜裝配的電池相比，其循環(huán)性能得到提高，熱穩(wěn)定性得到了明顯改善，在14 C放電條件下，納米纖維隔膜電池的能量保持率在75％～80％之間，而進(jìn)口PE／PP隔膜電池的能量保持率僅為15％～20％。 Separion隔膜熔融溫度可達(dá)到230℃，在200℃下不會(huì)發(fā)生熱收縮，具有較高的熱穩(wěn)定性，且在充放電過(guò)程中，即使有機(jī)物底膜發(fā)生熔化，無(wú)機(jī)涂層仍然能夠保持隔膜的完整性，防止大面積正／負(fù)極短路現(xiàn)象的出現(xiàn)，提高電池的安全性。 電池隔膜是隨著鋰離子電池的需求不斷變化而不斷發(fā)展的，從體積上看，鋰離子電池正在向著小和大兩個(gè)截然相反的方向發(fā)展。而與此相反，隨著電動(dòng)汽車、混合電動(dòng)汽車等的發(fā)展，在動(dòng)力電池方面，為了獲得高能量、提供大功率，通常一個(gè)電池需要使用幾十甚至上百個(gè)電芯進(jìn)行串聯(lián)。對(duì)于混合電動(dòng)汽車，其重點(diǎn)是提高高倍率放電性能；對(duì)于電動(dòng)汽車，應(yīng)考慮降低隔膜的成本，這些都為多層隔膜、有機(jī)／無(wú)機(jī)復(fù)合膜的發(fā)展提供了一個(gè)平臺(tái)。 5結(jié)語(yǔ) 隨著鋰離子電池的飛速發(fā)展，隔膜的市場(chǎng)及發(fā)展前景非常可觀，聚烯烴微孔膜以其特殊的結(jié)構(gòu)與性能，在液態(tài)鋰離子電池中占據(jù)了絕對(duì)的主導(dǎo)地位；隨著對(duì)鋰離子電池性能要求的提高，使隔膜的制備方法呈多樣化，制備工藝不斷完善，改性技術(shù)被廣泛研究，同時(shí)新型鋰離子電池隔膜也得到一定的發(fā)展20092012年中國(guó)鋰電池行業(yè)發(fā)展前景預(yù)測(cè)及投資咨詢報(bào)告內(nèi)容介紹相對(duì)而言，鋰離子電池由于工作電壓高、體積小、質(zhì)量輕、能量密度大、無(wú)記憶效應(yīng)、無(wú)污染、自放電小、循環(huán)壽命長(zhǎng)，得到廣泛的認(rèn)可。我國(guó)的鋰離子電池研究開發(fā)項(xiàng)目一直是863計(jì)劃的重點(diǎn)項(xiàng)目，從移動(dòng)電子設(shè)備用小型電池開始，連續(xù)20年獲得支持。小型鋰離子電池已形成年產(chǎn)2億只以上的生產(chǎn)能力，日本SONY、三洋等公司也將生產(chǎn)廠建到中國(guó)。然而我國(guó)發(fā)展鋰離子電池具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)：除了鋰離子電池本身所具備的性能優(yōu)勢(shì)外,以鋰離子電池作為為混合動(dòng)力汽車乃至純電動(dòng)汽車的儲(chǔ)能設(shè)備,發(fā)展鋰電汽車我國(guó)具有得天獨(dú)厚的條件,其一,資源優(yōu)勢(shì)。而我國(guó)更是永磁同步電機(jī)中永磁材料——稀土資源的大國(guó),為鋰電汽車提供了材料保證。我國(guó)的小功率鋰離子電池早已經(jīng)產(chǎn)業(yè)化,形成了上下游結(jié)合的完整產(chǎn)業(yè)鏈,電池產(chǎn)品超過(guò)世界市場(chǎng)的三分之一,鋰離子動(dòng)力電池技術(shù)已經(jīng)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平,產(chǎn)業(yè)化條件也基本成熟。在未來(lái)動(dòng)力能源市場(chǎng)，鋰離子電池將是一枝獨(dú)秀。隨著手機(jī)、筆記本電腦、數(shù)碼相機(jī)等的消費(fèi)和便攜式電子產(chǎn)品的持續(xù)走強(qiáng),鋰離子電池的市場(chǎng)需求一直保持相當(dāng)高的增長(zhǎng)速度,市場(chǎng)對(duì)于鋰離子電池的巨大需求也引導(dǎo)鋰離子電池行業(yè)的繼續(xù)走強(qiáng),也使鋰離子電池在電動(dòng)車方面的應(yīng)用受到廣泛推廣。但是未來(lái)鋰電還是動(dòng)力電池市場(chǎng)的主流。據(jù)統(tǒng)計(jì),20082009年,國(guó)內(nèi)共有5060家電芯廠商即將或已經(jīng)完成生產(chǎn)線的購(gòu)置,進(jìn)行產(chǎn)能擴(kuò)張,2010年,國(guó)內(nèi)混合動(dòng)力汽車產(chǎn)業(yè)化初期,。16
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