鉅大LARGE | 點擊量：1716次 | 2019年06月14日
從幾個方面來簡單看一下目前隔膜的研究進展
作為鋰離子電池四大主材之一的隔膜，它的存在直接影響著電池的安全性，它的孔隙率、厚度、吸液性、靜電值直接影響著電池的電性能。而隨著鋰離子電池能量密度的逐年提升，非活性物質(zhì)的量也是越來越少，隔膜也越來越薄，這將給鋰離子電池的安全性帶來極大的挑戰(zhàn)，下面就從幾個方面來簡單看一下目前隔膜的研究進展。
從上圖中可以看出，隔膜的各個性能指標是相互制約，相互影響的，所有隔膜廠家都在找其中的最優(yōu)的組合，并不存在所有指標都最優(yōu)的隔膜，所以需要在電性能、安全性能以及規(guī)?；a(chǎn)的綜合評判指標中找出平衡點。由于傳統(tǒng)的隔膜越做越薄，因此需要在隔膜上涂膠或者圖陶瓷來滿足熱穩(wěn)定性以及抗拉強度的需要。
不同的涂層具有與不同的作用，目前來說涂陶瓷的隔膜已經(jīng)穩(wěn)定的并且量產(chǎn)了，但目前仍然存在著過不了短路測試，陶瓷顆粒脫落帶來的自放電問題、電池卷繞時引起的抽芯、掉粉問題的存在，需要進一步的對陶瓷涂層進行改善和研究，同時為了提升電性能，涂膠以及其涂層的隔膜也在進一步研究之中。
通過對陶瓷隔膜的性能測試表明，陶瓷涂層顯著改善了隔膜的吸液性和保液性，因而表現(xiàn)出良好的循環(huán)性能。
單純的隔膜加熱實驗也表明，陶瓷層的存在顯著改善了隔膜的熱收縮性能，在150℃是無明顯收縮，這也給高能量密度電池帶來了安全的保障。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
而對于未來隔膜的發(fā)展，也可以從這張趨勢圖中可以看出，隨著技術水平的進步，隔膜也逐漸由微孔向無孔過渡，并終將被固態(tài)電解質(zhì)所取代（固態(tài)電解質(zhì)將做專題討論，本文不在贅述），下面將介紹幾種新型的隔膜。
通過熱壓法制備的三明治結構的無紡布復合隔膜，顯著改善了陶瓷層的脫落、改善電池的自放電等性能。
通過靜電紡絲法制備的PI納米纖維膜，不近改善了隔膜本身的機械強度，也在吸收電解液以及離子電導率方面也有了顯著改善。
三明治結構的PI－PVDF－PI納米纖維隔膜，在160℃是PVDF熔化，堵塞PI的微孔，從而實現(xiàn)了閉孔的功能，顯著改善了電池的安全性能。
從專家組的所公布的技術路線圖來看，也和目前的技術發(fā)展是匹配的，高安全性、高穩(wěn)定性的隔膜將是未來七八年的研究熱點。
參考文獻：1．動力電池技術路線圖
2．高比能量動力電池研討會報告
3．鋰離子電池隔膜技術的發(fā)展儲能科學與技術
下一篇：鋰離子電池為何爆炸起火
