在鋰離子電池中,隔膜主要起到防止正負(fù)極接觸并允許離子傳導(dǎo)的作用,是電池重要的組成部分。
目前,商品化的鋰離子電池中采用的主要是具有微孔結(jié)構(gòu)的聚烯烴類隔膜材料,如聚乙烯(Polyethylene,PE)、聚丙烯(Polypropylene,PP)的單層或多層膜。
由于聚合物本身的特點(diǎn),雖然聚烯烴隔膜在常溫下可以提供足夠的機(jī)械強(qiáng)度和化學(xué)穩(wěn)定性,但在高溫條件下則表現(xiàn)出較大的熱收縮,從而導(dǎo)致正負(fù)極接觸并迅速積聚大量熱,盡管諸如PP/PE復(fù)合隔膜可以在較低溫度(120℃)首先發(fā)生PE熔化阻塞聚合物中的微孔,阻斷離子傳導(dǎo)而PP仍起到支撐的作用防止電極反應(yīng)的進(jìn)一步發(fā)生,但是由于PP的熔解溫度也僅有150℃,當(dāng)溫度迅速上升,超過(guò)PP的熔解溫度時(shí),隔膜熔解會(huì)造成大面積短路并引發(fā)熱失控,加劇熱量積累,產(chǎn)生電池內(nèi)部高氣壓,引起電池燃燒或爆炸。
為了滿足大容量鋰離子電池發(fā)展的需要,開(kāi)發(fā)高安全性隔膜已成為行業(yè)的當(dāng)務(wù)之急。在這其中,陶瓷隔膜優(yōu)異的耐溫性和高安全性使其成為取代傳統(tǒng)聚烯烴隔膜的主要選擇之一。

以陶瓷、PVDF等涂覆隔膜的鋰電池隔膜路線,開(kāi)始逐漸由高端數(shù)碼消費(fèi)電子類電池領(lǐng)域向電動(dòng)汽車等動(dòng)力電池領(lǐng)域延伸,涂覆類隔膜已經(jīng)成為繼干法復(fù)合隔膜以外的重要一極。
目前,陶瓷隔膜的制備方式主要是將陶瓷粉體(主要是納米或亞μm的氧化物粉末,如Al2O3、SiO2、TiO2等)、粘結(jié)劑等分散在溶劑中形成漿料,再通過(guò)流延法或浸漬法在聚烯烴隔膜表面形成陶瓷涂層。
其中,三氧化二鋁(化學(xué)式Al?O?)是一種高硬度的化合物,據(jù)了解,熔點(diǎn)為2054℃,沸點(diǎn)為2980℃,在高溫下可電離的離子晶體,常用于制造耐火材料。三氧化二鋁(簡(jiǎn)稱氧化鋁)作為一種無(wú)機(jī)物,具有很高的熱穩(wěn)定性及化學(xué)惰性,是電池隔膜陶瓷涂層的很好選擇。
陶瓷隔膜對(duì)氧化鋁的性能要求:
1. 粒徑均勻性,能很好的粘接到隔膜上,又不會(huì)堵塞隔膜孔徑。
2. 氧化鋁純度高,不能引入雜質(zhì),影響電池內(nèi)部環(huán)境。
3. 氧化鋁晶型結(jié)構(gòu)的要求,保證氧化鋁對(duì)電解液的相容性及浸潤(rùn)性。
目前,商品化的鋰離子電池中采用的主要是具有微孔結(jié)構(gòu)的聚烯烴類隔膜材料,如聚乙烯(Polyethylene,PE)、聚丙烯(Polypropylene,PP)的單層或多層膜。
由于聚合物本身的特點(diǎn),雖然聚烯烴隔膜在常溫下可以提供足夠的機(jī)械強(qiáng)度和化學(xué)穩(wěn)定性,但在高溫條件下則表現(xiàn)出較大的熱收縮,從而導(dǎo)致正負(fù)極接觸并迅速積聚大量熱,盡管諸如PP/PE復(fù)合隔膜可以在較低溫度(120℃)首先發(fā)生PE熔化阻塞聚合物中的微孔,阻斷離子傳導(dǎo)而PP仍起到支撐的作用防止電極反應(yīng)的進(jìn)一步發(fā)生,但是由于PP的熔解溫度也僅有150℃,當(dāng)溫度迅速上升,超過(guò)PP的熔解溫度時(shí),隔膜熔解會(huì)造成大面積短路并引發(fā)熱失控,加劇熱量積累,產(chǎn)生電池內(nèi)部高氣壓,引起電池燃燒或爆炸。
為了滿足大容量鋰離子電池發(fā)展的需要,開(kāi)發(fā)高安全性隔膜已成為行業(yè)的當(dāng)務(wù)之急。在這其中,陶瓷隔膜優(yōu)異的耐溫性和高安全性使其成為取代傳統(tǒng)聚烯烴隔膜的主要選擇之一。

以陶瓷、PVDF等涂覆隔膜的鋰電池隔膜路線,開(kāi)始逐漸由高端數(shù)碼消費(fèi)電子類電池領(lǐng)域向電動(dòng)汽車等動(dòng)力電池領(lǐng)域延伸,涂覆類隔膜已經(jīng)成為繼干法復(fù)合隔膜以外的重要一極。
目前,陶瓷隔膜的制備方式主要是將陶瓷粉體(主要是納米或亞μm的氧化物粉末,如Al2O3、SiO2、TiO2等)、粘結(jié)劑等分散在溶劑中形成漿料,再通過(guò)流延法或浸漬法在聚烯烴隔膜表面形成陶瓷涂層。
其中,三氧化二鋁(化學(xué)式Al?O?)是一種高硬度的化合物,據(jù)了解,熔點(diǎn)為2054℃,沸點(diǎn)為2980℃,在高溫下可電離的離子晶體,常用于制造耐火材料。三氧化二鋁(簡(jiǎn)稱氧化鋁)作為一種無(wú)機(jī)物,具有很高的熱穩(wěn)定性及化學(xué)惰性,是電池隔膜陶瓷涂層的很好選擇。
陶瓷隔膜對(duì)氧化鋁的性能要求:
1. 粒徑均勻性,能很好的粘接到隔膜上,又不會(huì)堵塞隔膜孔徑。
2. 氧化鋁純度高,不能引入雜質(zhì),影響電池內(nèi)部環(huán)境。
3. 氧化鋁晶型結(jié)構(gòu)的要求,保證氧化鋁對(duì)電解液的相容性及浸潤(rùn)性。