锂离子电池隔膜材料的分析

2024-01-15      283 次浏览

隔膜是锂电池的重要组成部分之一,通常也被成为电池隔膜、隔膜纸、离子分离膜等。隔膜是锂电池的重要组成部分,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。未来隔膜材料复合化也是性能提升的重要手段。


锂电池隔膜的关键材料的分析


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℃。


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。其次,由于PI极性强,对电解液润湿性好,所制造的锂电池隔膜表现出极佳的吸液率。静电纺丝制造的PI隔膜相比于Celgard隔膜具有较低的阻抗和较高的倍率性能,0.2C充放电100圈后容量保持率依然为100%。


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,应用此材料的隔膜能提高锂电池的安全性能。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。


聚对苯撑苯并二唑


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。


锂电池隔膜材料分析—兵家必争之地


锂电作为新能源汽车发展的动力支撑,可谓是全球新能源汽车企业的“兵家必争之地”。


锂电池的结构中,隔膜是关键的内层组件之一。隔膜的性能决定了电池的界面结构、内阻等,直接影响锂电池的容量、循环以及安全性能等特性。而隔膜的材料决定了隔膜的特性。对于锂电池系列,由于电解液为有机溶剂体系,因而需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。


随着科技水平日新月异的发展,消费电子产品广泛应用并且高频迭代,新能源汽车在政策驱动下迅速推广普及,锂电池作为绿色环保能源的价值凸显。隔膜是组成锂电池的四大关键材料之一,它将锂电池的正负极分开,防止短路,并且允许锂离子通过,保障锂电池充放电功能的实现。因此,隔膜对于锂电池的质量和安全性能有着重要的影响。


通过对国内外锂电池隔膜十年来的专利情况的分析,我们认为日本企业技术水平领先,几乎处于垄断地位。国内锂电池隔膜企业起步较晚,但专利成果产出多于大专院校或科研院所。隔膜材料种类将朝着多元化的方向发展,不仅仅局限于聚乙烯和聚丙烯类。隔膜结构形态调控正在研发中,但目前要克服生产率低,成本高的劣势。未来隔膜材料复合化也是性能提升的重要手段。


上市公司进军锂电池隔膜领域,行业竞争将日趋激烈。就在此前不久,已有创新股份、璞泰来等多家上市公司发布公告,表示要大规模进军锂电池隔膜领域。这既反映出隔膜行业技术日益成熟,正吸引越来越多的企业进入,也预示着行业竞争将日趋激烈。


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