鉅大LARGE | 點擊量:283次 | 2024年01月06日
四種鋰離子電池包隔膜新型材料,能否滿足技術發(fā)展需求?
四種鋰離子電池包隔膜新型材料,能否滿足技術發(fā)展需求?作為鋰離子電池包的關鍵材料,隔膜在其中扮演著電子隔絕的用途。在技術發(fā)展領域,傳統(tǒng)的聚烯烴隔膜已無法滿足當前鋰離子電池包的需求,高孔隙率、高熱阻、高熔點、高強度、對電解液具有良好浸潤性是今后鋰離子電池包材料的發(fā)展方向。
下面小編就來談談四種鋰離子電池包隔膜新型材料,能否滿足技術發(fā)展需求?
一、為了提高鋰離子電池的安全性,保證電池的安全平穩(wěn)運行,隔膜必須滿足以下幾個條件:
1.化學穩(wěn)定性:不與電解質、電極材料發(fā)生反應
2.浸潤性:與電解質易于浸潤且不伸長、不收縮
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%
3.熱穩(wěn)定性:耐受高溫,具有較高的熔斷隔離性
4.機械強度:拉伸強度好,以保證自動卷繞時的強度和寬度不變
5.孔隙率:較高的孔隙率以滿足離子導電的需求
二、針對鋰離子電池包材料技術發(fā)展需求,研究者們在傳統(tǒng)聚烯烴隔膜的基礎上發(fā)展了各種四種新型鋰離子電池包隔膜材料。
材料一:間位芳綸
PMIA是一種芳香族聚酰胺,在其骨架上有元苯酰胺型支鏈,具有高達400℃的熱阻,由于其阻燃性能高,應用此材料的隔膜能提高電池的安全性能。
此外,由于羰基基團的極性相對較高,使得隔膜在電解液中具有較高的潤濕性,從而提高了隔膜的電化學性質。使其具備商業(yè)化的前景。
材料二:聚對苯二甲酸乙二酯
聚對苯二甲酸乙二酯(PET)是一種機械性能、熱力學性能、電絕緣性能均優(yōu)異的材料。PET類隔膜最具代表性的產品是德國Degussa公司開發(fā)的以PET隔膜為基底,陶瓷顆粒涂覆的復合膜,其表現(xiàn)出優(yōu)異的耐熱性能,閉孔溫度高達220℃。
靜電紡絲PET隔膜熔點遠高于PE膜,為255℃,最大拉伸強度為12Mpa,孔隙率達到89%,吸液率達到500%,遠高于市場上的Celgard隔膜,離子電導率達到2.27×10-3Scm-1,且循環(huán)性能也較Celgard隔膜優(yōu)異,電池循環(huán)50圈后PET隔膜多孔纖維結構依然保持穩(wěn)定。
材料三:聚對苯撐苯并二唑
新型高分子材料PBO(聚對苯撐苯并二唑)是一種具有優(yōu)異力學性能、熱穩(wěn)定性、阻燃性的有機纖維。其基體是一種線性鏈狀結構聚合物,在650℃以下不分解,具有超高強度和模量,是理想的耐熱和耐沖擊纖維材料。
由于PBO纖維表面極為光滑,物理化學惰性極強,因此纖維形貌較難改變。PBO纖維只溶于100%的濃硫酸、甲基磺酸、氟磺酸等,經過強酸刻蝕后的PBO纖維上的原纖會從主干上剝離脫落的,形成分絲形貌,提高了比表面積和界面粘結強度。
材料四:聚酰亞胺
聚酰亞胺(PI)同樣是綜合性能良好的聚合物之一,具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性、較高的孔隙率,和較好的耐高溫性能,可以在-200~300℃下長期使用。
由于PI極性強,對電解液潤濕性好,所制造的隔膜表現(xiàn)出極佳的吸液率。靜電紡絲制造的PI隔膜相比于Celgard隔膜具有較低的阻抗和較高的倍率性能,0.2C充放電100圈后容量保持率依然為100%。
總結:鋰離子電池包隔膜的性能決定了電池的界面結構、內阻等,直接影響電池的容量、循環(huán)以及安全性能等特性,性能優(yōu)異的隔膜對提高電池的綜合性能具有重要的用途。以上新型研發(fā)出來的隔膜材料希望能滿足技術發(fā)展需求,當然,對鋰離子電池包材料研發(fā)的腳步也不能止步于此,鋰離子電池包其穩(wěn)定的性能和優(yōu)異的技術贏得了各行業(yè)用戶的一致好評,服務也是杠杠的!有要的親們可以在線咨詢我們的客服哦。