目前聚乙烯和聚丙烯是鋰電池最理想的材料,除了熱穩定溫度的限制,一般情況下使用于所有鋰電池和鎳氫電池。

鋰電池隔膜未來可能的發展趨勢

電池隔膜的發展是隨著鋰離子電池的需求不斷變化而不斷發展的。在傳統消費電子產品上,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,隔膜的厚度越來越薄。而在電動自行車、電動汽車及電動工具等所使用的動力電池方面,為了獲得高的容量、提供大的功率,通常一個電池需要使用幾十甚至上百個電芯進行串接,從而使得隔膜的安全性相當重要。

但無論聚乙烯、聚丙烯還是其他熱塑性高分子材料,在接近熔點時材料均會因熔化而收縮變形,給動力電池的安全性帶來潛在的隱患。無機物如氧化鋁、氧化鋯等在100℃-300℃的范圍內非常穩定,且它們的微/納米材料已經市場化。這種有機/無機復合的隔膜為解決大功率的電池安全性提供了一個可行的解決方案,將是國內未來鋰動力電池隔膜的一個重要發展方向。另外,對聚烯烴隔膜進行表面處理,提高隔膜的吸液性能,將是提高隔膜性能的一個重要方向。

另外,從鋰離子電池結構上看,液態電解液有可能泄漏而存在安全隱患。為了消除液態鋰電池潛在的爆炸隱患,近年使電解液與具有離子傳輸性能的聚電解質充分浸潤形成凝膠的全固態凝膠聚合物鋰電池開始出現。全固態鋰聚合物電池采用凝膠聚電解質,要求隔膜具有很好的吸液性能,出現了以偏氟乙烯與六氟丙烯共聚物(PVDF-HFP)為主要材料通過溶劑涂膜、靜電紡絲或拉伸的方法制備凝膠聚合物隔膜的研究和報道。同時在以聚烯烴隔膜材料為基體,涂覆PVDF、PEO等材料,適應于凝膠聚合物鋰電池的復合隔膜的研究也有大量的報道。全固態凝膠聚合物鋰電池指明了未來鋰電池發展的主要方向,對于國內隔膜生產企業來說,開發能夠滿足全固態鋰離子聚合物電池使用的隔膜將是大勢所趨。

總的來說,鋰電池隔膜未來可能的發展趨勢是:

(1)目前聚乙烯和聚丙烯是鋰電池最理想的材料,除了熱穩定溫度的限制,一般情況下使用于所有鋰電池和鎳氫電池。如果要滿足高功率如汽車電池,可能會有其它新的材料替代。

(2)靜電紡絲是一種替代技術,可以滿足汽車電池的要求,但目前只在實驗室階段,工業化估計要3年左右時間。

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