鋰電池隔膜材料(鋰電池合集 第2課)

1.基礎知識
1.1 隔膜(Separator):隔膜是關鍵的內(nèi)層結(jié)構(gòu)之一,主要作用是:
(1)使電池正負極分隔,防止兩極接觸短路;
(2)具有離子通過的功能:
(3)電池過熱,通過閉孔功能阻隔電池中電流傳導.
1.2 隔膜種類(Separator classification)
a.根據(jù)不同物理、化學特性,鋰電池隔膜材料可以分為:織造膜、非織造膜(無紡布)、微孔膜、復合膜、隔膜紙、碾壓膜等幾類;
b. 根據(jù)所用材料可分為:PE、PP、PI、PVDF等:
c.PEO+LiPF6組合作為凝膠電解質(zhì)同時發(fā)揮電解液和電池隔膜的作用-純固態(tài)聚合物鯉離子電池。
1.3 隔膜性能指標

1.4 制備工藝


a.共同點:取向步驟,使薄膜產(chǎn)生空隙并提高拉升強度。
b.不同點:成孔機理不同。
1.4.1 干法工藝




1.4.2 濕法工藝




隔膜使用過程問題
1.分切時隔膜斷帶---隔膜強度均一性差
2.卷繞時隔膜跑偏---隔膜厚度不均勻
3.干法隔膜卷繞時抽絲、橫向撕裂---工藝特性

2.隔膜行業(yè)背景

佛山金輝、星源材質(zhì)、日本宇部、韓國SKI、日本東燃、美國Celgard、日本旭化成、中科科技

2.1 四大壁壘
1.一般商業(yè)化生產(chǎn)的鋰電池隔膜,都是用 PP樹脂或者PE 樹脂生產(chǎn)的。但是,采用不同的添加劑會對隔膜最終的性質(zhì)起到巨大的影響:全球僅有旭化成、CELGARD和東麗具有獨立的高分子實驗室,擁有自己的專料。
2.工藝 干法:物理拉伸,結(jié)晶和淬??; 濕法:相位分離
3.隔膜設備的應用需要和工藝配套,也就是說,要先有工藝再訂制設備。由于濕法設備要求的高精度,生產(chǎn)難度遠高一般的薄膜設備。目前全球濕法隔膜設備最為精良的是日本的東芝。
4.隔膜對于電芯的安全性能尤為重要,所以電芯企業(yè)對更換隔膜會非常慎重,一般電芯廠商更換隔膜的周期需要2-3年
2.2 主流

干法的工藝簡單,設備投入小,技術(shù)難度相對也較低。從產(chǎn)量上看,國內(nèi)還是以干法為主。
我國干法隔膜與國際隔膜的差距較小,而濕法目前差別較大。從SEM 圖片上隔膜的成孔均勻性上看,目前國內(nèi)干法隔膜距國外水平已經(jīng)愈發(fā)接近,而濕法隔膜還有明顯的差距。
隔膜的突破,將從干法開始;進入的市場,是中高端的動力電芯和使用干法隔膜的消費電芯廠商。而近年濕法隔膜陸續(xù)投產(chǎn),尤其是國外設備的引進,將帶動濕法加速發(fā)展。
3.技術(shù)路線
