新能源产业兴起,各式储能离不开锂电池,下一步对相应隔膜的需求还将大增。那么锂电池隔膜目前生产工艺如何,未来会怎么发展呢?
隔膜虽然只占锂电池成本的10%-20%,但是其性能直接影响电池的电容量、循环使用寿命以及安全性能等,性能优异的隔膜对提高电池的综合性能具有重要的作用。
1、聚酰亚胺(PI)隔膜
PI材料具有突出的耐高温性能,长期使用温度可达300℃,赋予隔膜良好的热尺寸稳定性,提高电池的高温使用安全性。PI材料阻燃自熄,为锂离子电池提供了更有力的安全保障。
制备方法:
模板法:先制备含有致孔剂的PI复合膜,再通过化学腐蚀、溶剂溶解或煅烧等方法除去致孔剂,得到PI多孔膜。
相转化法:将聚酰胺酸(PAA)前体溶液或可溶性PI溶液刮涂在载体上,再浸没至非溶剂中,通过相分离形成多孔膜。
静电纺丝法:通过高压静电使聚合物溶液形成纳米纤维,再沉积形成纳米纤维膜。这种方法制备的PI纳米纤维膜具有高孔隙率和良好的电解液浸润性。
2、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)隔膜
PET材料具有优良的物理和化学稳定性,以及良好的加工性能。通过重离子辐照技术和化学蚀刻工艺制备的PET基耐高温锂离子电池隔膜,具有更加均一的孔径分布和更优异的电解液润湿性。
制备方法:
利用重离子辐照技术和化学蚀刻工艺,以PET隔膜为基材,成功开发出PET基耐高温锂离子电池隔膜。
3、间位芳纶(PMIA)隔膜
PMIA具有更好的热稳定性、机械性能、自熄性和电绝缘性。结构中存在极性较高的羰基基团,提高了隔膜的电化学性能。
制备方法:
静电纺丝法:通过在高电压电场下使聚合物溶液分散成丝,再收集得到由无数根聚合物纤维组合而成的膜。这种方法可以制得比表面积更大、孔隙率更高的隔膜。
相分离法:包括非溶剂致相分离法、热诱导相分离法和气相诱导相分离法,通过控制相分离过程得到多孔膜。
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