锂离子电池隔膜的重要用途是使电池的正、负极分隔开来,防止两极接触而短路,此外还具有能使电解质离子通过的功能。隔膜材质是不导电的,其物理化学性质对电池的性能有很大的影响。电池的种类不同,采用的隔膜也不同。关于锂离子电池系列,由于电解液为有机溶剂体系,因而要有耐有机溶剂的隔膜材料,一般采用高强度薄膜化的聚烯烃多孔膜。
重要的锂离子电池隔膜材料产品有单层PP、单层PE、PP+陶瓷涂覆、PE+陶瓷涂覆、双层PP/PE、双层PP/PP和三层PP/PE/PP等,其中前两类产品重要用于3C小电池领域,后几类产品重要用于动力锂离子电池领域。在动力锂离子电池用隔膜材料产品中,双层PP/PP隔膜材料重要由我国公司生产,在我国大陆使用,这重要是因为目前阶段还没有我国公司能将PP与PE制成双层复合膜的技术和能力。而全球汽车动力锂离子电池使用的隔膜以三层PP/PE/PP、双层PP/PE以及PP+陶瓷涂覆、PE+陶瓷涂覆等隔膜材料产品为主。
锂离子电池隔膜材料用途有什么?
一、给电池供应安全保障
隔膜材料首先必须具备良好的绝缘性,以防止正负极接触短路或是被毛刺、颗粒、枝晶刺穿而出现的短路,因此,隔膜要具有一定的拉伸、穿刺强度,不易撕裂,并在突发的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。
二、锂离子电池供应实现充放电功能、倍率性能的微孔通道
因此,隔膜必须是具有较高孔隙率而且微孔分布均匀的薄膜。材料本身的特性和成膜后的孔隙特点制约着电池中锂离子的迁移,体现在性能参数上就是离子电导率。
材料一:PMIA
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,应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。使其具备商业化的前景。
材料二:PET
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℃。
材料三:PBO
新型高分子材料PBO(聚对苯撑苯并二唑)是一种具有优异力学性能、热稳定性、阻燃性的有机纤维。其基体是一种线性链状结构聚合物,在650℃以下不分解,具有超高强度和模量,是理想的耐热和耐冲击纤维材料。