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锂离子电池隔膜材料主要是什么?锂离子电池隔膜的种类有哪些?

OFweek锂电网 2022-05-17 15:18 发文

锂离子电池隔膜锂材料主要是什么?

隔膜是锂离子电池的重要组成部分,在锂离子电池的结构中,隔膜是至关重要的材料之一,目前,商业化的锂离子电池隔膜以聚烯烃隔膜为主,制备工艺正从干法向湿法过渡,但是近几年已经发展出了不同材料体系,不同制备工艺的隔膜。本文将详解锂离子电池隔膜材料的组成。

在锂电池的结构中,锂离子电池隔膜是关键的内层组件之一。对于锂电池系列,隔膜的性能决定了电池的界面结构、内阻等,直接影响电池的容量、循环以及安全性能等特性。根据物理、化学特性的差异,锂离子电池隔膜可以分为:织造膜、非织造膜(无纺布)、微孔膜、复合膜、隔膜纸、碾压膜等几类。虽然类型繁多,至今商品化锂离子电池隔膜材料重要采用聚乙烯、聚丙烯微孔膜。聚烯烃材料具有优异的力学性能、化学稳定性和相对廉价的特点,因此聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃微孔膜在锂离子电池研究开发初期便被用作锂离子电池隔膜。

市场化的锂离子电池隔膜材料重要是以聚乙烯(polyethylene,PE)、聚丙烯(polypropylene,PP)为主的聚烯烃(Polyolefin)类隔膜,其中PE产品重要由湿法工艺制得,PP产品重要由干法工艺制得。至于PE和PP这两种锂离子电池隔膜材料的特性。

总体而言:

1、PP相对更耐高温,PE相对耐低温;

2、PP密度比PE小;

3、PP熔点和闭孔温度比PE高;

4、PP制品比PE脆;

5、PE对环境应力更敏感。

重要的锂离子电池隔膜材料产品有单层PP、单层PE、PP+陶瓷涂覆、PE+陶瓷涂覆、双层PP/PE、双层PP/PP和三层PP/PE/PP等,其中前两类产品重要用于3C小电池领域,后几类产品重要用于动力锂离子电池领域。

在动力锂离子电池用隔膜材料产品中,双层PP/PP隔膜材料重要由我国公司生产,在我国大陆使用,这重要是因为目前阶段还没有我国公司能将PP与PE制成双层复合膜的技术和能力。而全球汽车动力锂离子电池使用的隔膜以三层PP/PE/PP、双层PP/PE以及PP+陶瓷涂覆、PE+陶瓷涂覆等隔膜材料产品为主。

锂离子电池隔膜的种类有哪些?

锂离子电池的隔膜根据结构和组成可以分为不同的类型,现在市场上比较常见的重要有三种,分别是多孔聚合物膜、无纺布隔膜以及无机复合膜。

1、多孔聚合物膜:是指通过机械方法、热致相分离法、浸没沉淀法等多种方法制备的孔隙分布均匀的锂离子电池隔膜。

2、无纺布隔膜:是由定向或者是随机的纤维而构成的,通常会与有机物或者是陶瓷凝胶复合,来得到具有更优良化学与物理性质的锂离子电池隔膜。

3、无机复合膜:多是采用无机纳米颗粒以及高聚合物复合而得到的锂离子电池隔膜。

锂离子电池隔膜行业发展重要呈现两种态势

一种是倾向于更加轻薄的消费类锂离子电池隔膜,重要针对手机、笔记本电脑以及物联网应用等分布式应用架构体系,提升锂离子电池的容量和便携性;

另一种是倾向于使用厚膜或者多层复合隔膜的动力锂电池类隔膜,重要针对电动汽车、大规模储能电站等大型动力类应用,要求能量输出和功率特性较好,对安全性要求苛刻,能够兼顾锂离子电池的容量和安全性能。

总结;锂离子电池隔膜材料行业集中度较高,隔膜是锂离子电池的四大关键组成材料之一,其性能提升对锂离子电池质量和安全的影响不言而喻。

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