【摘要】 隔膜材料的三种主要工艺包括干法单拉、干法双拉和湿法涂覆。

科学指南针-知识课堂

锂离子电池的隔膜材料是电池中的关键组件，它位于正负极之间，防止两极直接接触导致短路，同时允许锂离子通过以完成充放电过程。隔膜材料的三种主要工艺包括干法单拉、干法双拉和湿法涂覆。干法单拉工艺通过拉伸形成狭缝状微孔，而干法双拉工艺则利用PP的β晶型改性剂，在拉伸过程中形成微孔。湿法涂覆则是在基膜上涂布陶瓷氧化铝、PVDF等胶黏剂，提高隔膜的热稳定性和安全性。

陶瓷隔膜因其耐高温、耐热收缩性能和高穿刺强度，能有效防止电池在过热或机械压力下发生短路。电镜图显示，陶瓷涂层隔膜表面氧化铝涂层致密，颗粒分布均匀，不同涂覆厚度的隔膜涂层表面形貌和大小相近，但热收缩率随陶瓷层厚度的增加而降低，双面涂层的隔膜在安全性方面表现更佳。通过这些工艺和材料的改进，锂离子电池的安全性和性能得到了显著提升。

隔膜介绍

通常隔膜为单层PE、PP,也有双层或PP/PE/PP三层复合隔膜。

1. 电子绝缘体

2. 离子导体

3. 机械和尺寸的稳定性

4. 足够的物理强度,易于加工处理

5. 化学稳定性

6. 能有效地阻止两电极之间颗粒、胶体或可溶性物质的迁移

7. 与电解液的相亲性

8. 厚度均匀和其他特性

 

图片源自网络

 

隔膜三种工艺比较

Celgard2400隔膜，其主要成分为聚丙烯（PP），其厚度为25μm，孔隙率为37%，孔的尺寸为0.117μm*0.042μm

 

图片源自网络

 

图片源自网络

 

隔膜的功能化-耐热隔膜

隔膜最重要的作用在于隔离正负极、保证电池安全。热量集中导致隔膜融化造成大面积短路燃烧或者爆炸。大容量、高能量的大型电池，在高温下的短路防止更重要，很容易出现隔膜尺寸变化、隔膜熔化、内部短路等问题。

  • 聚乙烯熔化温度约130°C

  • 聚丙烯熔化温度约160°C

陶瓷隔膜防短路示意图

 

图片源自网络

 

150摄氏度的高温下对材料进行3小时的热稳定性测试

图片源自网络

 

隔膜的发展方向（预测）

图片源自网络

 

小型电池用隔膜将越来越薄;

大型电池用隔膜厚度将安定在20-40μn之间。

 

新能源电池材料测试

 

 

免责声明：部分资料来源于网络，如有侵权麻烦请联系我们