???? 電池隔膜的發(fā)展是隨著鋰離子電池的需求不斷變化而不斷發(fā)展的,從體積上看,鋰離子電池正在朝著小和大兩個(gè)截然不同的方向發(fā)展。
???? 在一些如手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)等電子產(chǎn)品上,為了迎合美觀、便于攜帶的需求,電池廠將電池的電芯做得非常小巧。為了追求高的能量密度,在狹小的體積中能容納下更多的電極材料,電池廠家希望隔膜的厚度越薄越好,通常隔膜的厚度為25μm,現(xiàn)在很多廠家要求提供20μm甚至16μm厚的隔膜。隔膜的性能影響離子電導(dǎo)率,從而直接影響電池的容量、循環(huán)性能以及安全性能等性能。由于聚乙烯、聚丙烯等聚烯烴非極性材料制成的隔膜具有低的表面能,在鋰離子電池使用的極性碳酸酯類電解液中雖能很好的浸潤,但由于吸液性能并不太好,離子電導(dǎo)率低。材料的表面性能可以通過表面處理進(jìn)行改善,離子輻照、表面等離子體處理以及紫外光照射接枝等方法已經(jīng)是非常成熟的表面處理方法。對聚烯烴隔膜進(jìn)行表面處理,提高隔膜的吸液性能,將是提高隔膜性能的一個(gè)重要方向。
??? 而與此相反,在電動(dòng)自行車、電動(dòng)汽車及電動(dòng)工具等所使用的動(dòng)力電池方面,為了獲得高的容量、提供大的功率,通常一個(gè)電池需要使用幾十甚至上百個(gè)電芯進(jìn)行串接。由于鋰電池具有潛在的爆危險(xiǎn),隔膜的安全性相當(dāng)重要,現(xiàn)在市場上對厚度為40μm聚丙烯隔膜的需求量在日益增加。但無論聚乙烯、聚丙烯還是其他熱塑性高分子材料,在接近熔點(diǎn)時(shí)材料均會(huì)因熔化而收縮變形,給動(dòng)力電池的安全性帶來潛在的隱患。無機(jī)物如氧化鋁、氧化鋯等在100~300℃的范圍內(nèi)非常穩(wěn)定,且它們的微/納米材料已經(jīng)市場化。德國的Degussa公司結(jié)合有機(jī)物的柔性和無機(jī)物良好熱穩(wěn)定性的特點(diǎn),提出一種在無紡布表面復(fù)合無機(jī)陶瓷氧化物涂層的方法,制備出了有機(jī)底膜/無機(jī)涂層復(fù)合的鋰離子電池隔膜。在電池充放電過程中,即使有機(jī)底膜發(fā)生熔化,無機(jī)涂層仍然能夠保持隔膜的完整性,防止大面積正/負(fù)極短路現(xiàn)象的出現(xiàn),這種有機(jī)/無機(jī)復(fù)合的隔膜為解決大功率的電池安全性提供了一個(gè)可行的解決方案,將是國內(nèi)未來鋰離子動(dòng)力電池隔膜的一個(gè)重要發(fā)展方向。
???? 在一些如手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)等電子產(chǎn)品上,為了迎合美觀、便于攜帶的需求,電池廠將電池的電芯做得非常小巧。為了追求高的能量密度,在狹小的體積中能容納下更多的電極材料,電池廠家希望隔膜的厚度越薄越好,通常隔膜的厚度為25μm,現(xiàn)在很多廠家要求提供20μm甚至16μm厚的隔膜。隔膜的性能影響離子電導(dǎo)率,從而直接影響電池的容量、循環(huán)性能以及安全性能等性能。由于聚乙烯、聚丙烯等聚烯烴非極性材料制成的隔膜具有低的表面能,在鋰離子電池使用的極性碳酸酯類電解液中雖能很好的浸潤,但由于吸液性能并不太好,離子電導(dǎo)率低。材料的表面性能可以通過表面處理進(jìn)行改善,離子輻照、表面等離子體處理以及紫外光照射接枝等方法已經(jīng)是非常成熟的表面處理方法。對聚烯烴隔膜進(jìn)行表面處理,提高隔膜的吸液性能,將是提高隔膜性能的一個(gè)重要方向。
??? 而與此相反,在電動(dòng)自行車、電動(dòng)汽車及電動(dòng)工具等所使用的動(dòng)力電池方面,為了獲得高的容量、提供大的功率,通常一個(gè)電池需要使用幾十甚至上百個(gè)電芯進(jìn)行串接。由于鋰電池具有潛在的爆危險(xiǎn),隔膜的安全性相當(dāng)重要,現(xiàn)在市場上對厚度為40μm聚丙烯隔膜的需求量在日益增加。但無論聚乙烯、聚丙烯還是其他熱塑性高分子材料,在接近熔點(diǎn)時(shí)材料均會(huì)因熔化而收縮變形,給動(dòng)力電池的安全性帶來潛在的隱患。無機(jī)物如氧化鋁、氧化鋯等在100~300℃的范圍內(nèi)非常穩(wěn)定,且它們的微/納米材料已經(jīng)市場化。德國的Degussa公司結(jié)合有機(jī)物的柔性和無機(jī)物良好熱穩(wěn)定性的特點(diǎn),提出一種在無紡布表面復(fù)合無機(jī)陶瓷氧化物涂層的方法,制備出了有機(jī)底膜/無機(jī)涂層復(fù)合的鋰離子電池隔膜。在電池充放電過程中,即使有機(jī)底膜發(fā)生熔化,無機(jī)涂層仍然能夠保持隔膜的完整性,防止大面積正/負(fù)極短路現(xiàn)象的出現(xiàn),這種有機(jī)/無機(jī)復(fù)合的隔膜為解決大功率的電池安全性提供了一個(gè)可行的解決方案,將是國內(nèi)未來鋰離子動(dòng)力電池隔膜的一個(gè)重要發(fā)展方向。