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锂电池厂商详解锂电池隔膜材料主要是什么?
锂电池厂商详解锂电池隔膜材料主要是什么?
  • 发布时间:2020-03-13 17:09

锂电池厂商详解锂电池隔膜材料主要是什么?

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隔膜是锂离子电池的重要组成部分,在锂电池的结构中,隔膜是至关重要的材料之一,目前,商业化的锂电池隔膜以聚烯烃隔膜为主,制备工艺正从干法向湿法过渡,但是近几年已经发展出了不同材料体系,不同制备工艺的隔膜。本文详解锂电池隔膜材料的组成。
 
锂电池厂商详解锂电池隔膜材料主要是什么?
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,直接影响电池的容量、循环以及安全性能等特性。根据物理、化学特性的差异,锂电池隔膜可以分为:织造膜、非织造膜(无纺布)、微孔膜、复合膜、隔膜纸、碾压膜等几类。虽然类型繁多,至今商品化锂电池隔膜材料主要采用聚乙烯、聚丙烯微孔膜。聚烯烃材料具有优异的力学性能、化学稳定性和相对廉价的特点,因此聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃微孔膜在锂电池研究开发初期便被用作锂电池隔膜。
 
市场化的锂电池隔膜材料主要是以聚乙烯(polyethylene,PE)、聚丙烯(polypropylene,PP)为主的聚烯烃(Polyolefin)类隔膜,其中PE产品主要由湿法工艺制得,PP产品主要由干法工艺制得。至于PE和PP这两种锂电池隔膜材料的特性,总体而言:
 
 
1、PP相对更耐高温,PE相对耐低温;
 
2、PP密度比PE小;
 
3、PP熔点和闭孔温度比PE高;
 
4、PP制品比PE脆;
 
5、PE对环境应力更敏感。
 
主要的锂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,其中前两类产品主要用于3C小电池领域,后几类产品主要用于动力锂电池领域。
 
在动力锂电池用隔膜材料产品中,双层PP/PP隔膜材料主要由中国企业生产,在中国大陆使用,这主要是因为目前阶段还没有中国企业能将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。
 
锂电池隔膜的种类有哪些?
锂电池的隔膜根据结构和组成可以分为不同的类型,现在市场上比较常见的主要有三种,分别是多孔聚合物膜、无纺布隔膜以及无机复合膜。
 
●多孔聚合物膜
是指通过机械方法、热致相分离法、浸没沉淀法等多种方法制备的孔隙分布均匀的锂电池隔膜。
 
●无纺布隔膜
是由定向或者是随机的纤维而构成的,通常会与有机物或者是陶瓷凝胶复合,来得到具有更优良化学与物理性质的锂电池隔膜。
 
●无机复合膜
多是采用无机纳米颗粒以及高聚合物复合而得到的锂电池隔膜。
 
锂电池隔膜行业发展主要呈现两种态势
 
一种是倾向于更加轻薄的消费类锂电池隔膜,主要针对手机、笔记本电脑以及物联网应用等分布式应用架构体系,提升锂电池的容量和便携性;
 
另一种是倾向于使用厚膜或者多层复合隔膜的动力电池类隔膜,主要针对电动汽车、大规模储能电站等大型动力类应用,要求能量输出和功率特性较好,对安全性要求苛刻,能够兼顾锂电池的容量和安全性能。
 
总结;锂电池隔膜材料行业集中度较高,隔膜是锂电池的四大关键组成材料之一,其性能提升对锂电池质量和安全的影响不言而喻。到2020年预计我国锂电池隔膜生产企业将达到70家,产能将超过80亿㎡。
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