預計到“十三五”末,中國的隔膜將完全取代進口,保守估計出貨量將達到10億平方米以上,以星源材質(zhì)、滄州明珠、格瑞恩、金輝高科、武漢惠強新能源等為代表的隔膜企業(yè)將迎來更好的發(fā)展機遇。

預計到“十三五”末,中國的隔膜將完全取代進口,保守估計出貨量將達到10億平方米以上。

一、溯源——鋰電池隔膜的技術發(fā)展和行業(yè)演進

1、從隔膜的作用看其性能要求

隔膜性能的優(yōu)異對鋰離子電池性能有重要作用。在鋰電池的結構中,隔膜是關鍵的內(nèi)層組件之一。

隔膜的性能決定了電池的界面結構、內(nèi)阻等,直接影響電池的容量、循環(huán)以及安全性能等特性,性能優(yōu)異的隔膜對提高電池的綜合性能具有重要的作用。

隔膜的主要作用是使電池的正、負極分隔開來,防止兩極接觸而短路,此外還具有能使電解質(zhì)離子通過的功能。

隔膜材質(zhì)是不導電的,其物理化學性質(zhì)對電池的性能有很大的影響。

電池的種類不同,采用的隔膜也不同。對于鋰電池系列,由于電解液為有機溶劑體系,因而需要有耐有機溶劑的隔膜材料,一般采用高強度薄膜化的聚烯烴多孔膜。

鋰電池隔膜在電池中的位置和作用

鋰電池隔膜一般需要滿足如下幾個方面的要求:

2、透過隔膜的參數(shù)理解其物理意義

理解隔膜的技術指標含義對于判斷隔膜產(chǎn)品的性能優(yōu)劣具有重要意義,我們接下來試圖將隔膜的主要性能參數(shù)指標進行簡單的介紹,以助于直觀地理解隔膜產(chǎn)品的優(yōu)劣。

(1)厚度——需要在容量和安全性之間尋找平衡

直觀地來看,在同樣大小的電池中,隔膜厚度越厚,能卷繞的層數(shù)就越少,相應容量也就會降低;但是另一方面,較厚的產(chǎn)品,抵抗穿刺的性能會稍高,安全性會高一些,同時同樣孔隙率的情況下,越厚的產(chǎn)品,其透氣率會稍差,使得電池的內(nèi)阻會高一點。

總體來講隔膜的厚度直接影響電池的安全性、容量和內(nèi)阻等指標,目前常用的隔膜厚度一般為9~32um。

(2)孔徑——在通透性和阻隔性之間尋找平衡

鋰電池隔膜上面要求有微孔,便于鋰離子通過。

從現(xiàn)有的工藝水平來看,濕法隔膜的孔徑在0.01~0.1um,干法隔膜的孔徑在0.1~0.3um,孔徑的大小決定隔膜的透氣率,但是過大的孔徑有可能導致隔膜穿孔形成電池微短路。

總體來看,隔膜的孔徑直接影響電池的內(nèi)阻和短路率。

(3)透氣率——影響鋰電池的內(nèi)阻

從定義來看,透氣率又叫Gurley數(shù),反映隔膜的透過能力。即一定體積的氣體,在一定壓力條件下通過1平方英寸面積的隔膜所需要的時間。常用的氣體體積量一般為50ml或者100ml。

(4)吸液率——衡量隔膜對電解液的浸潤程度,影響鋰電池的內(nèi)阻和容量

直觀來看,為了保證電池的內(nèi)阻不是太大,要求隔膜是能夠被電池所用電解液完全浸潤,但是目前這方面沒有一個公認的檢測標準。

當前市場上通用的衡量標準是:取一定面積的隔膜完全浸泡在電解液中,看隔膜吸收電解液的重量(常用單位是g/m2),同樣厚度的隔膜,吸收的重量越大,浸潤效果越好。

(5)穿刺強度——反映隔膜抗外力穿刺的能力,影響電池的短路率和安全性

電池生產(chǎn)和使用中都有可能產(chǎn)生外力穿刺。一般對產(chǎn)品都會做穿刺實驗驗證隔膜的可靠性,對于濕法工藝一般要求穿刺強度大于300g/20um。

[責任編輯:陳語]

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