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锂电隔膜工艺有哪些?对产品性能有哪些要求?

放大字体  缩小字体 发布日期:2015-07-31

(1)产品分类

  锂离子电池隔膜、正极材料、负极材料和电解液是组成锂离子电池最重要的材料。锂离子电池内部采用螺旋绕制结构,需用非常精细且渗透性强的薄膜隔离材料在正、负极间间隔而成,具体结构如下图所示: 

  目前,大规模商品化的锂离子电池隔膜生产材料以聚烯烃为主,主要包括聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)和聚乙烯(PE)复合材料。聚烯烃可提供良好的机械性能、化学稳定性和高温自闭性能,是当前锂离子电池隔膜的主要原材料,隔膜按不同特性划分的具体分类如下:

  (2)产品功能

  锂离子电池隔膜具有大量曲折贯通的微孔,能够保证电解质离子自由通过形成充放电回路;而在电池过度充电或者温度升高时,隔膜通过闭孔功能将电池的正极和负极分开以防止其直接接触而短路,达到阻隔电流传导,防止电池过热甚至爆炸的作用。隔膜具体功能示意如下:

  (3)产品性能

  由于锂离子电池隔膜性能的优劣决定着锂离子电池的容量、循环性能、充放电电流密度等关键特性,要求隔膜需具有合适的厚度、离子透过率、孔径和孔隙率及足够的化学稳定性、热稳定性和力学稳定性等性能。具体如下: 

  (4)产品工艺

  锂离子电池隔膜需要具备的诸多特性,对其生产工艺提出了特殊的要求,而生产工艺包括原材料配方和快速配方调整、微孔制备技术、成套设备自主设计等工艺。其中,微孔制备技术是锂离子电池隔膜制备工艺的核心,其分为干法单向拉伸、干法双向拉伸和湿法工艺。

  国外干法单向拉伸技术工艺主要由美国Celgard 公司研发和掌握,日本宇部向美国Celgard 公司部分购买了该项技术,经过多年发展,该技术在美国和日本已非常成熟;国内干法单向拉伸技术由星源材质2008 年自主研发成功并取得了相应的专利技术;干法双向拉伸技术是我国中国科学院化学所研究自主开发的工艺;湿法工艺技术最早是由日本旭化成提出的。各工艺的主要情况如下: 

 
关于我们:中国化学与物理电源行业协会(China Industrial Association of Power Sources,缩写:CIAPS) 是由电池行业企(事)业单位自愿组成的全国性、行业性、非营利性的社会组织。协会成立于1989年12月,现有550多家会员单位,下设碱性蓄电池与新型化学电源分会、酸性蓄电池分会、锂电池分会、太阳能光伏分会、干电池工作委员会、电源配件分会、移动电源分会、储能应用分会、动力电池应用分会和电池隔膜分会等十个分支机构。
本会专业范围包括:铅酸蓄电池、镉镍蓄电池、氢镍蓄电池、锌锰碱锰电池、锂一次电池、锂离子电池、太阳电池、燃料电池、锌银电池、热电池、超级电容器、温差发电器及其他各种新型电池、电池系统解决方案,以及各类电池用原材料、零配件、生产设备、测试仪器和电池管理系统等。

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