鋰離子電池隔膜的用途

鋰離子電池的四個(gè)重要數(shù)據(jù)是陰極數(shù)據(jù)。陽(yáng)極數(shù)據(jù)電解質(zhì)和屏障。擋板的重要用途是阻擋正極和負(fù)極，防止電子通過，同時(shí)允許離子通過，結(jié)束鋰離子在正極和負(fù)極之間的充放電周期快速轉(zhuǎn)移。屏障功能直接影響電池的內(nèi)阻。放電容量、循環(huán)壽命和電池安全功能。間隙越窄，孔隙率越高，電池內(nèi)阻越小，高速放電性能越好。

鋰離子電池間隙是一種多孔塑料薄膜，包括機(jī)織膜、無(wú)紡布膜(無(wú)紡布)膜、貼膜等。由于聚烯烴材料優(yōu)異的機(jī)械性能、化學(xué)穩(wěn)定性和相對(duì)廉價(jià)的性能，商用鋰離子電池的縫隙重要是聚烯烴微孔膜，包括聚乙烯(PE)單層和聚丙烯(PP)單層，以及PP/PE/PP三層復(fù)合膜。

氣隙生產(chǎn)的難點(diǎn)在于造孔工藝和矩陣數(shù)據(jù)。造孔工程技術(shù)包括生產(chǎn)設(shè)備和間隙孔制造工藝的產(chǎn)品穩(wěn)定性;該基材含有聚丙烯、聚乙烯材料和添加劑。聚烯烴氣隙的生產(chǎn)工藝分為干法和濕法兩種。干法分為單向拉伸法和雙向拉伸法。

干式單軸拉伸工藝在低溫下拉伸薄膜形成微缺陷，在高溫下將缺陷向外擴(kuò)展形成微孔。由于其為單軸結(jié)構(gòu)，微孔結(jié)構(gòu)扁平且較長(zhǎng)，橫向強(qiáng)度相對(duì)較差，但其優(yōu)點(diǎn)是橫向的熱收縮較小。Celgard擁有這項(xiàng)技術(shù)的專利。Ube后來購(gòu)買了專利，用這種方法生產(chǎn)單層PPPE和三層PP/PE/PP復(fù)合膜。

干式雙軸拉伸工藝由聚丙烯中的成核晶體改進(jìn)劑組成，在不同的相之間出現(xiàn)不同的密度，在拉伸過程中晶體形成微孔。該工藝由我國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所自主研發(fā)。新鄉(xiāng)市格瑞新能源信息有限公司桂林新世科技有限公司與我國(guó)科學(xué)院合作生產(chǎn)單層PP薄膜。濕法過程也稱為熱相分離。將成孔劑加入聚烯烴樹脂(如液態(tài)烴或某些小分子物質(zhì))中，加熱、熔化，然后壓成膜，然后在高溫下拉伸。萃取劑洗脫了殘留的成孔材料，干燥后可用于制備互穿微孔膜材料，重要用于單層PE膜。采用這種方法的公司包括日本的旭化成(AsahiKaseiOriental)和美國(guó)的Entek。

干拔工藝簡(jiǎn)單，無(wú)污染。然而，該方法拉伸相對(duì)較小，約為1比3，孔徑和清透比難以操作。拉伸時(shí)，膜穿孔，無(wú)法制備。濕法制備的微孔膜孔徑小且均勻，可拉伸至5-7，不易穿孔。它可以制成更薄的薄膜，使電池容量和密度更高。

孤立的微孔結(jié)構(gòu)對(duì)電池的安全性至關(guān)重要。當(dāng)電池過充或過熱時(shí)，間隙會(huì)堵塞氣孔，在電池內(nèi)部形成開路，限制電流的上升，防止溫度進(jìn)一步升高。擋板的閉孔溫度與所使用的襯底有關(guān)。PP膜具有較高的封閉溫度和熔體溫度。聚乙烯薄膜閉孔溫度低，熔化溫度低。熔化溫度意味著在這個(gè)溫度或更高的溫度下，間隙完全熔化和縮小，電極內(nèi)部的短路出現(xiàn)高溫，導(dǎo)致電池解體和爆炸。因此，鋰離子電池的安全通常要較低的閉孔溫度和較高的熔點(diǎn)。多層復(fù)合膜的應(yīng)用結(jié)合了兩者的優(yōu)點(diǎn)，PE可以作為兩層PP之間的熔斷器。現(xiàn)在有新的技術(shù)可以用陶瓷材料來涂層墻體，提高墻體的耐高溫性。