鉅大LARGE | 點擊量:1108次 | 2019年12月18日
制作鋰離子電池隔膜的方法是什么?
生產鋰電池隔膜的原材料有哪些?
①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、電絕緣性能均優異的材料。PET類隔膜最具代表性的產品是德國Degussa公司開發的以PET隔膜為基底,陶瓷顆粒涂覆的復合膜,其表現出優異的耐熱性能,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,且循環性能也較Celgard隔膜優異,電池循環50圈后PET隔膜多孔纖維結構依然保持穩定。
②聚酰亞胺
聚酰亞胺(PI)同樣是綜合性能良好的聚合物之一,具有優異的熱穩定性、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。Miao等用靜電紡絲法制造了PI納米纖維隔膜,該隔膜降解溫度為500℃,比傳統Celgard隔膜高200℃,在150℃高溫條件下不會發生老化和熱收縮。
③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鋰電池的安全性能。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。
鋰離子電池隔膜制備方法:
干法:是將聚烯烴樹脂熔融、擠壓、吹膜制成結晶性聚合物薄膜,經過結晶化處理、退火后,得到高度取向的多層結構,在高溫下進一步拉伸,將結晶面進行剝離,形成多孔結構,可以增加薄膜的孔徑。
濕法:又稱相分離法或熱致相分離法,將液態烴或小分子物質與聚烯烴樹脂混合,加熱熔融后,形成均勻的混合物,然后降溫進行相分離,壓制得膜片,再將膜片加熱至接近熔點溫度,進行雙向拉伸使分子鏈取向,最后保溫一定時間,用易揮發物質洗脫殘留的溶劑,制備出相互貫通的微孔膜。
作為鋰電池的關鍵材料,鋰電池隔膜在其中扮演著電子隔絕的作用,阻止正負極直接接觸,允許電解液中鋰離子自由通過,同時,隔膜對于保障電池的安全運行也起至關重要的作用。
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