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干货|锂离子电池隔膜的研究进展

北极星储能网  来源:锂电联盟会长微信公众号  作者:锂电老李  2018/1/11 11:40:40  我要投稿  

北极星储能网讯: 作为锂离子电池四大主材之一的隔膜,它的存在直接影响着电池的安全性,它的孔隙率、厚度、吸液性、静电值直接影响着电池的电性能。而随着锂离子电池能量密度的逐年提升,非活性物质的量也是越来越少,隔膜也越来越薄,这将给锂离子电池的安全性带来极大的挑战,下面就从几个方面来简单看一下目前锂电隔膜的研究进展。

(来源:锂电联盟会长 作者:锂电老李)

从上图中可以看出,隔膜的各个性能指标是相互制约,相互影响的,所有隔膜厂家都在找其中的最优的组合,并不存在所有指标都最优的隔膜,所以需要在电性能、安全性能以及规模化生产的综合评判指标中找出平衡点。由于传统的隔膜越做越薄,因此需要在隔膜上涂胶或者图陶瓷来满足热稳定性以及抗拉强度的需要。

不同的涂层具有与不同的作用,目前来说涂陶瓷的隔膜已经稳定的并且量产了,但目前仍然存在着过不了短路测试,陶瓷颗粒脱落带来的自放电问题、电池卷绕时引起的抽芯、掉粉问题的存在,需要进一步的对陶瓷涂层进行改善和研究,同时为了提升电性能,涂胶以及其涂层的隔膜也在进一步研究之中。

通过对陶瓷隔膜的性能测试表明,陶瓷涂层显著改善了隔膜的吸液性和保液性,因而表现出良好的循环性能。

单纯的隔膜加热实验也表明,陶瓷层的存在显著改善了隔膜的热收缩性能,在150℃是无明显收缩,这也给高能量密度电池带来了安全的保障。

而对于未来隔膜的发展,也可以从这张趋势图中可以看出,随着技术水平的进步,隔膜也逐渐由微孔向无孔过渡,并终将被固态电解质所取代(固态电解质将做专题讨论,本文不在赘述),下面将介绍几种新型的隔膜。

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