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动力电池系列17——隔膜简介

2022-05-01 08:57 作者:舍得低碳频道  | 我要投稿

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昨天和大家分享了动力电池系列的第十六部分:负极材料市场格局


今天和大家分享第十七部分:隔膜简介



隔膜是锂离子电池中的关键环节。隔膜是一层有孔薄膜,在锂电池中主要起到 隔绝正负极防止短路,并提供微通道支持锂离子的迁移作用。 


锂电池隔膜生产工艺复杂、技术壁垒高。高性能锂电池需要隔膜具有厚度均匀性以及优良的力学性能(包括拉伸强度和抗穿刺强度)、透气性能、理化性能(包括润湿性、化学稳定性、热稳定性 、安全性)。隔膜的优异与否直接影响锂电池的容量、循环能力以及安全性能等特性。


锂电池隔膜所需性能要求:



根据微孔成孔机理,隔膜可分为干法和湿法两类,其中干法可分为单拉、双拉 两种。 


干法隔膜通过拉伸造孔,干法工艺将高分子聚合物、添加剂等原材料混合 ,制成均匀熔体挤出,在拉伸应力下,形成片晶结构,热处理后获得硬弹性的聚合物薄膜,之后在一定的温度下再次拉伸,形成微孔,热定型后制得微孔膜。


干法隔膜工艺流程:



湿法隔膜通过萃取增塑剂造孔。湿法工艺采用热致相分离原理,将增塑剂与聚 烯烃树脂混合,熔融混合物降温过程 中发生固液相/液液相分离,压制膜片并加热至接近熔点温度后,拉伸使分子链取向一致,保温并用易挥发溶剂(二氯甲烷/ 三氯乙烯)将增塑剂从薄膜中萃取出来,进而制得隔膜。


湿法隔膜工艺流程:



干湿法隔膜性能差异:相对于干法工艺,湿法工艺技术制备的隔膜微孔分布均 匀性好, 孔隙率高,亲液性好,内阻较低;同时闭孔温度低,双向拉伸强度高, 可以制备较薄的隔膜,契合锂电池提升能量 密度的趋势。但由于 PE 基材熔点较 PP 基材低,热收缩性较干法隔膜差,厚度较薄情况下穿刺强度较差,难以直接应 用于动力电池。 


涂覆工艺提升隔膜性能:在湿法基膜上涂覆,可有效提升隔膜热稳定性,进一 步提升隔膜性能。湿法隔膜的一个显著缺陷是热稳定性差,高温时容易发生收缩引起极片外露,而使用特殊材料对隔膜进行涂覆处理可有效提高隔膜的热稳定性,降低高温收缩率,提高电池安全性。此外,使用涂覆工艺可以提升隔膜与电解液之间的润湿性,降低电池内阻,提升产品整体性能。


隔膜参数解析:




动力电池系列的第十七部分的内容就分享到这里,明天和大家分享第十八部分的内容:隔膜市场格局



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