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根據(jù)不同的物理、化學(xué)特性,鋰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。聚烯烴材料具有優(yōu)異的力學(xué)性能、化學(xué)穩(wěn)定性和相對廉價的特點,因此聚乙烯、聚丙烯等聚烯烴微孔膜在鋰電池研究開發(fā)初期便被用作鋰電池隔膜。盡管用其他材料制備鋰電池隔膜,如1999年F,Boudin 等 采用相轉(zhuǎn)化法以聚偏氟乙烯(PVDF)為本體聚合物制備鋰電池隔膜;Kuribayash Isao等 研究纖維素復(fù)合膜作為鋰電池隔膜材料。然而,至今商品化鋰電池隔膜材料仍主要采用聚乙烯、聚丙烯微孔膜。固體和凝膠電解質(zhì)開始被用作一個特殊的組件,同時發(fā)揮電解液和電池隔膜的作用,是一項新興的技術(shù)手段。表1-2給出了鋰電池隔膜的主要生產(chǎn)商及其主要產(chǎn)品信息。
由于鋰離子電池隔膜性能的優(yōu)劣決定著鋰離子電池的容量、循環(huán)性能、充放電電流密度等關(guān)鍵特性,要求隔膜需具有合適的厚度、離子透過率、孔徑和孔隙率及足夠的化學(xué)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性和力學(xué)穩(wěn)定性等性能。
鋰電池隔膜的要求:(1)具有電子絕緣性,保證正負(fù)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(dǎo)率,對鋰離子有很好的透過性;(3)由于電解質(zhì)的溶劑為強極性的有機化合物,隔膜必須耐電解液腐蝕,有足夠的化學(xué)和電化學(xué)穩(wěn)定性;(4)對電解液的浸潤性好并具有足夠的吸液保濕能力;(5)具有足夠的力學(xué)性能,包括穿刺強度、拉伸強度等,但厚度盡可能小;(5)空間穩(wěn)定性和平整性好;(6)熱穩(wěn)定性和自動關(guān)斷保護性能好。動力電池對隔膜的要求更高,通常采用復(fù)合膜。(6)隔膜受熱收縮要小,否則會引起短路,進而引發(fā)電池?zé)崾Э亍?/p>
鋰電池隔膜切邊角料廢料回收最新價格 深圳鋰電池隔膜回收最新價格 PP.PE單層隔膜(國產(chǎn)膜)價格1800元/噸 PP.PE雙層膜及涂陶瓷膜,三層膜1200元/噸 深明回收,本人專業(yè)回收,以下方式
隔膜位于正極和負(fù)極之間,主要作用是將正負(fù)極活性物質(zhì)分隔開,防止兩極因接觸而短路;此外在電化學(xué)反應(yīng)時,能保持必要的電解液,形成離子移動的通道。隔膜材質(zhì)是不導(dǎo)電的,電池的種類不同,采用的隔膜也不同。對于鋰...
日本:宇部,旭化成,東然。美國:Cellgard,Entek中國:星源,佛塑,格瑞恩不過一般用美國和日本的多。中國的這兩年才開始批量推廣
鋰離子電池隔膜具有大量曲折貫通的微孔,能夠保證電解質(zhì)離子自由通過形成充放電回路;而在電池過度充電或者溫度升高時,隔膜通過閉孔功能將電池的正極和負(fù)極分開以防止其直接接觸而短路,達到阻隔電流傳導(dǎo),防止電池過熱甚至爆炸的作用。
隔膜的性能決定了電池的界面結(jié)構(gòu)、內(nèi)阻等,直接影響電池的容量、循環(huán)以及安全性能等特性,性能優(yōu)異的隔膜對提高電池的綜合性能具有重要的作用。 隔膜的主要作用是使電池的正、負(fù)極分隔開來,防止兩極接觸而短路,此外還具有能使電解質(zhì)離子通過的功能。隔膜材質(zhì)是不導(dǎo)電的,其物理化學(xué)性質(zhì)對電池的性能有很大的影響。電池的種類不同,采用的隔膜也不同。對于鋰電池系列,由于電解液為有機溶劑體系,因而需要有耐有機溶劑的隔膜材料,一般采用高強度薄膜化的聚烯烴多孔膜。
鋰電池隔膜基體材料主要包括聚丙烯、聚乙烯材料和添加劑。隔膜所采用基體材料對隔膜力學(xué)性能以及與電解液的浸潤度有直接的聯(lián)系。世界前三大隔膜生產(chǎn)商日本Asahi(旭化成) 、美國Celgard 、Tonen(東燃化學(xué))都有自己獨立的高分子實驗室,并且化學(xué)背景非常深厚。國內(nèi)鋰電池廠家所采用的基體材料基本都是通過外購,自身研發(fā)實力不強。據(jù)了解旭化成與Celgard已經(jīng)自己生產(chǎn)部分聚丙烯、聚乙烯材料。特別是Tonen(東燃化學(xué))和美孚化工合作后,采用美孚化工研發(fā)的高熔點聚乙烯材料后,Tonen推出熔點高達170℃的濕法PE鋰電池隔膜。采用特殊處理的基體材料,可以極大的提高隔膜的性能,從而滿足鋰電池一些特殊的用途。
鋰電池主要由正極材料、負(fù)極材料、隔膜和電解液等構(gòu)成,隔膜是其核心關(guān)鍵材料之一。
涂碳鋁箔(導(dǎo)電涂層)為鋰電池產(chǎn)業(yè)帶來技術(shù)革新和產(chǎn)業(yè)提升 。
提升鋰電產(chǎn)品性能,改善放電倍率。
隨著國內(nèi)電池廠商對電池性能要求的日益提高,電池涂層技術(shù):導(dǎo)電材料&導(dǎo)電涂層鋁箔/銅箔在國內(nèi)日趨得到重視。在處理電池材料的時候,常擁有高倍率充放電性能好,較大比容量,但循環(huán)穩(wěn)定性較差,衰減較為嚴(yán)重等原因,不得不做取舍放棄。這個神奇的涂層,將電池的性能提高,帶入新紀(jì)元。
導(dǎo)電涂層是由分散好的納米導(dǎo)電石墨包覆顆粒等所組成。它能提供極佳的靜態(tài)導(dǎo)電性能,是一層保護能量吸收層。它也能提供好的遮蓋防護性能。涂層有水性的和溶劑性的,能應(yīng)用在鋁片、銅片、不銹鋼、鋁和鈦雙極板上。
1. 降低電池內(nèi)阻,抑制充放電循環(huán)過程中的動態(tài)內(nèi)阻增幅;
2. 顯著提高電池組的一致性,降低電池組成本;
3. 提高活性材料和集流體的粘接附著力,降低極片制造成本;
4. 減小極化,提高倍率性能,減低熱效應(yīng);
5. 防止電解液對集流體的腐蝕;
6. 綜合因子進而延長電池使用壽命;
7. 涂層厚度:常規(guī)單面厚1~3μm。
"十一五"期間,中央政府將在鋰電池研制方面投資6000萬元,同時要求承擔(dān)項目的公司按照10倍比例投入配套資金,這樣總的投資將達到6億元。
2006年9月14 日,國家財政部等五部委聯(lián)合印發(fā)了《關(guān)于調(diào)整部分商品出口退稅率和增補加工貿(mào)易禁止類商品目錄的通知》。根據(jù)《通知》規(guī)定,鉛酸蓄電池、氧化汞電池的出口退稅政策被取消;而將鋰電池出口退稅13%上調(diào)至17%。
鋰電池隔膜屬于國家鼓勵發(fā)展的電池配套材料,符合國家《當(dāng)前優(yōu)先發(fā)展的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化重點領(lǐng)域指南》,同時屬于"國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要 (2006-2020年)"中所列的前沿技術(shù)第(11)項:高效能源材料技術(shù)中的高效二次電池材料及關(guān)鍵技術(shù)專題。2008年度國家"863"計劃將"低成本鋰電池隔膜關(guān)鍵技術(shù)研究"列為重點產(chǎn)業(yè)化導(dǎo)向項目。
鋰離子電池隔膜材料及造孔工藝研究
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經(jīng)過最近一百年的對煤、石油、天然氣等化石燃料的持續(xù)性、加速化開采,天然化石能源在逐步減少。據(jù)相關(guān)資料記載,我國上述資源可開采年限分別是11年、20年和45年,基于龐大的人口數(shù)量,人居占有量更低,所以我國更需要研究和尋求新能源和可再生能源。鋰離子電池因具有較多優(yōu)勢而被廣泛使用,其電池隔膜具有和瓷器類似的性質(zhì),如硬度較高、強度較大、熱穩(wěn)定性好、吸水率小于1/200,吸光率在90%左右,在合理使用材料和造孔工藝后,其吸光性能將得到提高,壽命更長的優(yōu)點。
鋰離子電池隔膜及粘結(jié)劑基礎(chǔ)知識
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鋰離子電池隔膜及粘結(jié)劑基礎(chǔ)知識
作為鋰離子電池的另一大主要材料——隔膜,它承擔(dān)著隔絕正負(fù)極防止電池短路、具有多孔性可通過鋰離子形成離子通路的作用。本文就從鋰離子電池隔膜的制備方法入手,帶大家了解鋰離子電池隔膜的生產(chǎn)過程。
1、干法:
干法工藝是指將高分子聚合物以及添加劑混合均勻后熔融擠出,并在拉伸應(yīng)力下形成晶體結(jié)構(gòu),熱處理后獲得薄膜,然后在一定溫度下拉伸出狹縫狀微孔,熱定型后形成干法隔膜,目前主要的工藝包括干法單拉和干法雙拉。
干法單拉:
生產(chǎn)工藝描述:
首先將聚合物及添加劑等原料配比預(yù)處理后輸送到擠出系統(tǒng),然后將預(yù)處理的原料在擠出系統(tǒng)中經(jīng)熔融塑化后從模頭擠出熔體,經(jīng)流延后形成特定結(jié)晶結(jié)構(gòu)的基膜;將基膜經(jīng)熱處理后得到硬彈性薄膜,再進行冷拉伸和熱拉伸后形成納米微孔膜,最后根據(jù)客戶的需求裁切為成品膜,整個流程相對比較簡單,成本也低一些。
干法雙拉:
由于PP 的β晶型為六方晶系,單晶成核、晶片排列疏松,擁有沿徑向生長成發(fā)散式束狀的片晶結(jié)構(gòu)的同時不具有完整的球晶結(jié)構(gòu),在熱和應(yīng)力作用下會轉(zhuǎn)變?yōu)楦又旅芎头€(wěn)定的α晶,在吸收大量沖擊能后將會在材料內(nèi)部產(chǎn)生孔洞。該工藝通過在PP 中加入具有成核作用的β晶型改性劑,利用PP 不同相態(tài)間密度的差異,在拉伸過程中發(fā)生晶型轉(zhuǎn)變形成微孔,其工藝流程和干法單拉大同小異,中間拉伸過程分為橫向拉伸和縱向拉伸,性能會比單向拉伸隔膜好一些。
2、濕法:
利用熱致相分離的原理,將增塑劑與聚烯烴樹脂混合,利用熔融混合物降溫過程中發(fā)生固-液相或液-液相分離的現(xiàn)象,壓制膜片,加熱至接近熔點溫度后拉伸使分子鏈取向一致,保溫一定時間后用易揮發(fā)溶劑將增塑劑從薄膜中萃取出來,進而制得的相互貫通的亞微米尺寸微孔膜材料。濕法工藝適合生產(chǎn)較薄的單層PE隔膜,是一種隔膜產(chǎn)品厚度均勻性更好、力學(xué)性能更好的制備工藝。根據(jù)拉伸時取向是否同時,濕法工藝也可以分為濕法雙向異步拉伸工藝以及雙向同步拉伸工藝兩種。
濕法異步拉伸工藝流程為:投料、流延、縱向拉伸、橫向拉伸、萃取、定型、分切。
濕法同步拉伸技術(shù)工藝流程與異步拉伸技術(shù)基本相同,只是拉伸時可在橫、縱兩個方向同時取向,免除了單獨進行縱向拉伸的過程,增強了隔膜厚度均勻性。
干法、濕法所制備的隔膜具有不同的特點,隔膜的過程檢測方法和手段已經(jīng)在之前的文章詳細(xì)講解過,這里不在詳述,只對基本的性能進行比較。
3、陶瓷隔膜:
隨著鋰離子電池能量密度的提升,對隔膜的要求也越來越高,陶瓷隔膜應(yīng)運而生,在基膜的表面利用一系列的方法復(fù)合一層陶瓷層,可以提高隔膜的力學(xué)性能以及熱收縮性能。
陶瓷種類為氧化鋁、勃姆石,涂覆方法主要是凹版涂布,另外還有噴涂、浸入、狹縫涂布等技術(shù),涂覆的厚度也是越來越薄,根據(jù)電池種類的不同選擇不同種類的陶瓷隔膜。需要說明的是,盡管最終陶瓷隔膜看起來是很簡單的一款產(chǎn)品,但陶瓷的選擇、粘結(jié)劑的選擇、陶瓷漿料的加工、涂覆一致性等等都是一個需要積累的過程,也具有一定的技術(shù)含量,做好也并不容易。
4、無紡布隔膜:
一般采用靜電紡絲法制作,原理為將高分子流體靜電霧化,霧化分裂出的物質(zhì)不是微小液滴,而是聚合物微小射流,可以運行相當(dāng)長的距離,最終固化成纖維。
但其較高的成本以及目前電性能的不穩(wěn)定還是限制了無紡布隔膜的應(yīng)用,有待進一步開發(fā)和研究。
小結(jié):
本文主要介紹了的鋰離子電池隔膜在工業(yè)上的生產(chǎn)方法,隨著動力電池能量密度的提升,隔膜也是越來越薄,性能的要求也是越開越高,這就倒逼隔膜企業(yè)不斷的進行技術(shù)的創(chuàng)新,才能不被新能源行業(yè)淘汰, 相信隨著科技的發(fā)展,越來越多的新型隔膜也將走進人們的視野。
來源:鋰電聯(lián)盟會長 作者:鋰先生
根據(jù)不同的物理、化學(xué)特性,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。聚烯烴材料具有優(yōu)異的力學(xué)性能、化學(xué)穩(wěn)定性和相對廉價的特點,因此聚乙烯,聚丙烯等聚烯烴微孔膜在鋰離子電池研究開發(fā)初期便被用作鋰離子電池隔膜。時至今日,商品化的鋰離子電池隔膜仍然是聚烯烴微孔膜。如今,固體和凝膠電解質(zhì)開始被用作一個特殊的組件,同時發(fā)揮電解液和電池隔膜的作用,是一項新興的技術(shù)手段。
鋰離子電池隔膜的主要性能要求有:厚度均勻性、力學(xué)性能(包括拉伸強度和抗穿刺強度)、透氣性能、理化性能(包括潤濕性、化學(xué)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性、安全性)等四大性能指標(biāo)。