冰雪急速赛车大会:深析國內依賴進口的鋰電池隔膜技術

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作為一個鋰離子電池生產和消費大國,我國已經基本形成從礦產資源、電池材料和配件到鋰離子電池及終端應用產品的完整產業鏈。近年來,我國鋰離子電池市場一直保持快速增長的形式,我國鋰離子電池市場規模由2011年的277億元增至2015年的850億元,年均復合增長率高達32.4%。雖然我國的鋰離子電池市場呈現欣欣向榮的景象,但我國不是一個鋰離子電池強國,以下從鋰離子電池隔膜和鋁塑膜兩方面談一談我們的不足。

隔膜

1.鋰離子電池隔膜的作用

隔膜是鋰離子電池的重要組成部分,它位于電池內部正負極之間,保證鋰離子通過的同時,阻礙電子傳輸。隔膜的性能決定了電池的界面結構、內阻等,直接影響電池的容量、循環以及安全性能等特性,性能優異的隔膜對提高電池的綜合性能具有重要的作用。

2.鋰離子電池對隔膜的要求

鋰離子電池對隔膜的要求包括:

(1)具有電子絕緣性,保證正負極的機械隔離;

(2)有一定的孔徑和孔隙率,保證低的電阻和高的離子電導率,對鋰離子有很好的透過性;(3)耐電解液腐蝕,有足夠的化學和電化學穩定性,這是由于電解質的溶劑為強極性的有機化合物;

(4)具有良好的電解液的浸潤性,并且吸液保濕能力強;

(5)力學穩定性高,包括穿刺強度、拉伸強度等,但厚度盡可能小;

(6)空間穩定性和平整性好;

(7)熱穩定性和自動關斷?;ば閱芎?

(8)受熱收縮率小,否則會引起短路,引發電池熱失控。除此之外,動力電池通常采用復合膜,對隔膜的要求更高。

3.鋰離子電池隔膜分類

根據物理、化學特性的差異,鋰電池隔膜可以分為:織造膜、非織造膜(無紡布)、微孔膜、復合膜、隔膜紙、碾壓膜等幾類。雖然類型繁多,至今商品化鋰電池隔膜材料主要采用聚乙烯、聚丙烯微孔膜。

4.鋰離子電池隔膜工藝

目前,鋰離子電池隔膜制備方法主要有濕法和干法。濕法又稱相分離法或熱致相分離法,將液態烴或小分子物質與聚烯烴樹脂混合,加熱熔融后,形成均勻的混合物,然后降溫進行相分離,壓制得膜片,再將膜片加熱至接近熔點溫度,進行雙向拉伸使分子鏈取向,最后保溫一定時間,用易揮發物質洗脫殘留的溶劑,制備出相互貫通的微孔膜。干法是將聚烯烴樹脂熔融、擠壓、吹膜制成結晶性聚合物薄膜,經過結晶化處理、退火后,得到高度取向的多層結構,在高溫下進一步拉伸,將結晶面進行剝離,形成多孔結構,可以增加薄膜的孔徑。

濕法和干法各有優缺點,其中,濕法工藝薄膜孔徑小而且均勻,薄膜更薄,但是投資大,工藝復雜,環境污染大;而干法工藝相對簡單,附加值高,環境友好,但孔徑和孔隙率難以控制,產品難以做薄。


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