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鋰電池隔膜材料分析—兵家必爭之地

來源:存能電氣  日期:2019-05-24 09:36  瀏覽量:

  鋰電池隔膜材料分析—兵家必爭之地。隔膜是鋰電池的重要組成部分之一,通常也被成為電池隔膜、隔膜紙、離子分離膜等。隔膜是鋰電池的重要組成部分,近年來隨著隔膜成功國產(chǎn)化后價(jià)格迅速下降,在鋰電池材料總成本的占比也有所下降,一般在7-15%左右。未來隔膜材料復(fù)合化也是性能提升的重要手段。

鋰電池隔膜.jpg

  鋰電池隔膜的關(guān)鍵材料的分析

  聚對(duì)苯二甲酸乙二酯

  聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(PET)是一種機(jī)械性能、熱力學(xué)性能、電絕緣性能均優(yōu)異的材料。PET類隔膜最具代表性的產(chǎn)品是德國Degussa公司開發(fā)的以PET隔膜為基底,陶瓷顆粒涂覆的復(fù)合膜,其表現(xiàn)出優(yōu)異的耐熱性能,閉孔溫度高達(dá)220℃。

  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(yōu)異的熱穩(wěn)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。其次,由于PI極性強(qiáng),對(duì)電解液潤濕性好,所制造的鋰電池隔膜表現(xiàn)出極佳的吸液率。靜電紡絲制造的PI隔膜相比于Celgard隔膜具有較低的阻抗和較高的倍率性能,0.2C充放電100圈后容量保持率依然為100%。

  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(dá)400℃的熱阻,由于其阻燃性能高,應(yīng)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(tuán)的極性相對(duì)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(xué)性質(zhì)。

  聚對(duì)苯撐苯并二唑

  新型高分子材料PBO(聚對(duì)苯撐苯并二唑)是一種具有優(yōu)異力學(xué)性能、熱穩(wěn)定性、阻燃性的有機(jī)纖維。其基體是一種線性鏈狀結(jié)構(gòu)聚合物,在650℃以下不分解,具有超高強(qiáng)度和模量,是理想的耐熱和耐沖擊纖維材料。

  鋰電池隔膜材料分析—兵家必爭之地

  鋰電作為新能源汽車發(fā)展的動(dòng)力支撐,可謂是全球新能源汽車企業(yè)的“兵家必爭之地”。

  鋰電池的結(jié)構(gòu)中,隔膜是關(guān)鍵的內(nèi)層組件之一。隔膜的性能決定了電池的界面結(jié)構(gòu)、內(nèi)阻等,直接影響鋰電池的容量、循環(huán)以及安全性能等特性。而隔膜的材料決定了隔膜的特性。對(duì)于鋰電池系列,由于電解液為有機(jī)溶劑體系,因而需要有耐有機(jī)溶劑的隔膜材料,一般采用高強(qiáng)度薄膜化的聚烯烴多孔膜。

  隨著科技水平日新月異的發(fā)展,消費(fèi)電子產(chǎn)品廣泛應(yīng)用并且高頻迭代,新能源汽車在政策驅(qū)動(dòng)下迅速推廣普及,鋰電池作為綠色環(huán)保能源的價(jià)值凸顯。隔膜是組成鋰電池的四大關(guān)鍵材料之一,它將鋰電池的正負(fù)極分開,防止短路,并且允許鋰離子通過,保障鋰電池充放電功能的實(shí)現(xiàn)。因此,隔膜對(duì)于鋰電池的質(zhì)量和安全性能有著重要的影響。

  通過對(duì)國內(nèi)外鋰電池隔膜十年來的專利情況的分析,我們認(rèn)為日本企業(yè)技術(shù)水平領(lǐng)先,幾乎處于壟斷地位。國內(nèi)鋰電池隔膜企業(yè)起步較晚,但專利成果產(chǎn)出多于大專院?;蚩蒲性核?。隔膜材料種類將朝著多元化的方向發(fā)展,不僅僅局限于聚乙烯和聚丙烯類。隔膜結(jié)構(gòu)形態(tài)調(diào)控正在研發(fā)中,但目前要克服生產(chǎn)率低,成本高的劣勢。未來隔膜材料復(fù)合化也是性能提升的重要手段。

  上市公司進(jìn)軍鋰電池隔膜領(lǐng)域,行業(yè)競爭將日趨激烈。就在此前不久,已有創(chuàng)新股份、璞泰來等多家上市公司發(fā)布公告,表示要大規(guī)模進(jìn)軍鋰電池隔膜領(lǐng)域。這既反映出隔膜行業(yè)技術(shù)日益成熟,正吸引越來越多的企業(yè)進(jìn)入,也預(yù)示著行業(yè)競爭將日趨激烈。

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