锂电池隔膜有哪些特点?

2019-12-17      2218 次浏览

锂电池隔膜介绍


隔膜是锂电池四大组成部件之一,作用是绝缘正负极防止短路,能让锂离子自由通过,在过度充电或温度升高的情况下通过闭孔的功能防止正负极接触,达到绝缘的作用;能够影响锂电池的容量、循环性能和充放电电流密度等关键性能。


锂电池隔膜的特点


提供安全保障:


具有良好的绝缘性,防止正负极接触短路或者被毛刺、颗粒、枝晶穿刺而出现的短路。因此隔膜需要具有一定的拉伸、穿刺强度,不易撕裂,并且在突发高温条件下基本保持尺寸的稳定,不会熔缩导致电池的大面积短路和热失控。


实现充放电功能、倍率性能的微孔通道:


隔膜必须具有较高的孔隙率并且孔隙特征制约着电池的锂离子的迁移,体现在参数上就是电导率。


锂电池隔膜发展现状


目前国际上隔膜的主流产品是经横向和纵向精密拉伸的单层聚丙烯(PP)纳米微孔膜、单层聚乙烯(PE)纳米微孔膜、PP/PE/PP三层复合纳米微孔膜等类型。双向精密拉伸法来生产PE、PP隔膜,是一个多步骤、复杂而精密的加工过程,包括吹塑、流延制膜、连续精密拉伸等多个重要环节。因此,隔膜是锂电池部件中技术含量最高的。


近年来随着隔膜成功国产化后价格迅速下降,在锂电池材料总成本的占比也有所下降,一般在7-15%左右。一般来说,三元电池中正极和负极材料单位成本较高,隔膜成本占比在10%以内;磷酸铁锂电池中正负极材料单位成本相对较低,隔膜成本占比在15%左右。


目前国内开发锂电池隔膜,但难度较大。难度主要体现在以下几个方面:


▲传统制备隔膜工艺的相关专利基本被美国和日本的少数企业所垄断,我国在生产技术方面缺乏自主知识产权;


▲国内企业在生产隔膜的关键技术方面特别是产业化技术方面较为欠缺,很多企业在小试时往往能够拿出较好的样品,但大规模生产时产品的一致性较差;


▲我国在新工艺、新方法的研究方面与国际同步,但新的工艺往往对设备和工艺过程控制要求较高,我国的精密加工设备基础比较薄弱,限制了产业化。


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