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制作锂电池隔膜的办法有哪些?

2021-04-24 ryder

加工锂离子电池隔膜的原材料是什么?


①聚对苯二甲酸乙二酯


聚对苯二甲酸乙二酯(PET)是一种机械性能、热力学性能、电绝缘性能均优异的材料。PET类隔膜最具代表性的产品是德国Degussa公司开发的以PET隔膜为基底,陶瓷颗粒涂覆的复合膜,其表现出优异的耐热性能,闭孔温度高达220℃。


静电纺丝PET隔膜熔点远高于PE膜,为255℃,最大拉伸强度为12Mpa,孔隙率达到89%,吸液率达到500%,远高于市场上的Celgard隔膜,离子电导率达到2.27×10-3Scm-1,且循环性能也较Celgard隔膜优异,电池循环50圈后PET隔膜多孔纤维结构仍旧保持稳定。


②聚酰亚胺


聚酰亚胺(PI)同样是综合性能良好的聚合物之一,具有优异的热稳定性、较高的孔隙率,和较好的耐高温性能,可以在-200~300℃下长期使用。Miao等用静电纺丝法制造了PI纳米纤维隔膜,该隔膜降解温度为500℃,比传统Celgard隔膜高200℃,在150℃高温条件下不会发生老化和热收缩。


③间位芳纶


PMIA是一种芳香族聚酰胺,在其骨架上有元苯酰胺型支链,具有高达400℃的热阻,由于其阻燃性能高,使用此材料的隔膜能提高锂离子电池的安全性能。此外,由于羰基基团的极性相对较高,使得隔膜在电解液中具有较高的润湿性,从而提高了隔膜的电化学性质。


锂电池隔膜制备办法:


干法:是将聚烯烃树脂熔融、挤压、吹膜制成结晶性聚合物薄膜,经过结晶化解决、退火后,得到高度取向的多层结构,在高温下进一步拉伸,将结晶面进行剥离,形成多孔结构,可以增加薄膜的孔径。


湿法:又称相分离法或热致相分离法,将液态烃或小分子物质与聚烯烃树脂混合,加热熔融后,形成平均的混合物,然后降温进行相分离,压制得膜片,再将膜片加热至接近熔点温度,进行双向拉伸使分子链取向,最后保温一定时间,用易挥发物质洗脱残留的溶剂,制备出相互贯通的微孔膜。


作为锂离子电池的关键材料,锂离子电池隔膜在其中扮演着电子隔绝的作用,阻止正负极笔直接触,准许电解液中锂离子自由通过,同时,隔膜对于保障电池的安全运行也起至关紧要的作用。

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