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沧州明珠谷传明:锂离子电池隔膜技术与发展

日期:2017-08-21    来源:锂电大数据

国际充换电网

2017
08/21
14:59
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关键词: 锂电池 锂电池隔膜 电动汽车

  8月17-18日,由锂电大数据、电动汽车在线主办,起点研究协办的“2017中国新能源汽车产业生态大会暨第六届中国锂电新能源产业生态峰会”于深圳东海朗廷酒店隆重开幕,1000+新能源汽车及锂电池产学研高层共同论道行业未来。
 
  沧州明珠副总经理谷传明在会上发表了“锂离子电池隔膜技术与发展”的主题演讲。
 
  谷传明介绍,隔膜主要分为干法隔膜与湿法隔膜。其中,干法隔膜又分为单向拉伸工艺与双向拉伸工艺;而湿法隔膜运用双向拉伸工艺。
 
  干法单向拉伸隔膜,具有孔径均匀、成本较低、离子导通性好、多层复合结构、横向几乎没有热收缩等优点,但缺点也相当突出:横向拉伸强度低。
 
  干法双向拉伸隔膜,则具有成本低、横向拉伸强度高于单拉隔膜等优点;缺点是孔径均匀性差,只能应用于低端锂电池,主要面对国内市场。
 
  湿法双向拉伸隔膜,厚度更薄、机械强度高、孔径均匀,但成本高、耐氧化能力差。
 
  另外,市场上还有纸制隔膜、无纺布陶瓷隔膜、静电纺丝类(聚酰亚胺)隔膜等特种隔膜。但特种隔膜仅适用特定场合,目前尚难大量推广。
 
  谷传明指出,锂离子电池要求隔膜具有高一致性和稳定性、高吸液性和保液性、高安全性、低成本等特性,目前,现有单一隔膜不能完全满足电池企业的要求,复合隔膜是未来发展的方向。
 
  解决方案方面,谷传明称,各种涂布技术及材料的应用,大大拓宽了隔膜的功能与应用,尤其是陶瓷涂布的应用,使得隔膜,尤其是湿法隔膜在动力电池的应用成为可能,面对三元材料在动力电池的大量应用,湿法+陶瓷成为最佳选择。
 
  陶瓷隔膜是近十几年来隔膜行业最大的创新,产品优点:
 
  1、陶瓷涂覆隔膜电池具有更好的安全性,在180℃甚至200°C隔膜仍具有很好的完整性,可有效防止热失控的发生。
 
  2、 陶瓷涂覆隔膜具有更好的吸液保液能力,循环寿命大大增加
 
  3、 陶瓷涂覆隔膜大大提高隔膜的耐氧化性能,对PE湿法隔膜尤为明显。
 
  4、 陶瓷涂覆隔膜可以中和电解液中少量的HF,防止电池气胀。
 
  5、 陶瓷涂覆隔膜可以弥补隔膜中的大孔,降低电池的自放电。
 
  产品缺点:
 
  1、由于纳米级陶瓷粉是一种强烈的吸水剂,因此陶瓷隔膜的含水量比传统隔膜的含水量大大增加,如何去除水分是个问题。
 
  2、陶瓷层不贡献强度,但又占据一定的厚度,因此陶瓷隔膜的拉伸强度普遍比传统隔膜低。
 
  3、掉粉始终是一个不可回避的问题。
 
  隔膜的选择方面上,谷传明认为:
 
  1.按价格选择:干法隔膜优于湿法隔膜;
 
  2.按厚度选择:厚度高于16u时,以干法隔膜性价比最高,厚度低于16u时,以选择湿法隔膜为主,厚度为16u时,干法和湿法都可以选择;
 
  3.从安全性角度选择:陶瓷涂布优于非涂布隔膜,湿法陶瓷隔膜略优于干法、陶瓷隔膜;
 
  4.从追求能量密度选择:湿法隔膜优于干法隔膜;
 
  5.从性能角度讲,干法隔膜(指单拉隔膜)与湿法区别不大。
 
  目前,隔膜发展方向以现有聚烯烃隔膜为基材(尤其是以PE基材为主),进行各种涂布改性,以达到提高热稳定性、增加吸液性和保液性、提高粘接性等目的。未来,隔膜将应用耐高温有机材料如芳纶或PI等基材基材制作、应用无机材料如全陶瓷化等制作。
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