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锂电池隔膜材料产业发展现状及前景

日期:2017-01-04 标签: 来源:


      隔膜是锂离子电池的关键内层组件之一,主要功能是隔离正负极并阻止电子穿过,同时能够允许离子通过,从而完成在充放电过程中锂离子在正负极之间的快速传输。在锂电池的四大关键材料之中,隔膜材料的主要作用是保障电池的安全。隔膜越薄、孔隙率越高,电池的内阻越小,高倍率放电性能就越好,不过同时电池的安全性也可能会有所降低。因此,在性能与安全之间如何取舍一直是隔膜产业化技术研发的核心问题。
      目前市场化的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 这两种材料的特性,总体而言:①PP 相对更耐高温,PE 相对耐低温;②PP 密度比PE 小;③PP 熔点和闭孔温度比PE高;④PP 制品比PE 脆;⑤PE 对环境应力更敏感。
      目前主要的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PPPE、双层PPPP 和三层PPPEPP 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PPPP 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PPPEPP、双层PPPE以及PP+陶瓷涂覆、PE+陶瓷涂覆等隔膜材料产品为主。
      与此同时,其他一些新型隔膜材料产品也在不断涌现并开始实现应用,不过,因量少价高,目前主要还是用在动力锂电池制造领域。这些产品主要有:涂层处理的聚酯膜(PET,Polyethylene Terephthalate)、纤维素膜、聚酰亚胺膜(PI)、聚酰胺膜(PA),氨纶或芳纶膜等等。这些隔膜的优点是耐高温,且具有低温输出、充电循环寿命长、机械强度适中的特点。总的来看,锂电池隔膜材料产品呈现出明显的多样化发展趋势。

 

 

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