鋰電池廠商詳解鋰電池隔膜材料主要是什么?
來源:存能電氣 日期:2020-02-25 15:22 瀏覽量:次
鋰電池廠商詳解鋰電池隔膜材料主要是什么?隔膜是鋰離子電池的重要組成部分,在鋰電池的結構中,隔膜是至關重要的材料之一,目前,商業化的鋰電池隔膜以聚烯烴隔膜為主,制備工藝正從干法向濕法過渡,但是近幾年已經發展出了不同材料體系,不同制備工藝的隔膜。本文存能電氣鋰電池廠商詳解鋰電池隔膜材料的組成。
鋰電池廠商詳解鋰電池隔膜材料主要是什么?
鋰電池的結構中,隔膜是關鍵的內層組件之一。隔膜的性能決定了電池的界面結構、內阻等,直接影響電池的容量、循環以及安全性能等特性。根據物理、化學特性的差異,鋰電池隔膜可以分為: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。雖然類型繁多,至今商品化鋰電池隔膜材料主要采用聚乙烯、聚丙烯微孔膜。聚烯烴材料具有優異的力學性能、化學穩定性和相對廉價的特點,因此聚乙烯、聚丙烯等聚烯烴微孔膜在鋰電池研究開發初期便被用作鋰電池隔膜。
市場化的鋰電池隔膜材料主要是以聚乙烯(polyethylene,PE)、聚丙烯(polypropylene,PP)為主的聚烯烴(Polyolefin)類隔膜,其中PE產品主要由濕法工藝制得,PP產品主要由干法工藝制得。至于PE和PP這兩種鋰電池隔膜材料的特性,總體而言:
1、PP相對更耐高溫,PE相對耐低溫;
2、PP密度比PE?。?/span>
3、PP熔點和閉孔溫度比PE高;
4、PP制品比PE脆;
5、PE對環境應力更敏感。
主要的鋰電池隔膜材料產品有單層PP、單層PE、PP+陶瓷涂覆、PE+陶瓷涂覆、雙層PP/PE、雙層PP/PP和三層PP/PE/PP等,其中前兩類產品主要用于3C小電池領域,后幾類產品主要用于動力鋰電池領域。
在動力鋰電池用隔膜材料產品中,雙層PP/PP隔膜材料主要由中國企業生產,在中國大陸使用,這主要是因為目前階段還沒有中國企業能將PP與PE制成雙層復合膜的技術和能力。而全球汽車動力鋰電池使用的隔膜以三層PP/PE/PP、雙層PP/PE以及PP+陶瓷涂覆、PE+陶瓷涂覆等隔膜材料產品為主。
鋰電池隔膜的種類有哪些?
鋰電池的隔膜根據結構和組成可以分為不同的類型,現在市場上比較常見的主要有三種,分別是多孔聚合物膜、無紡布隔膜以及無機復合膜。
●多孔聚合物膜
是指通過機械方法、熱致相分離法、浸沒沉淀法等多種方法制備的孔隙分布均勻的鋰電池隔膜。
●無紡布隔膜
是由定向或者是隨機的纖維而構成的,通常會與有機物或者是陶瓷凝膠復合,來得到具有更優良化學與物理性質的鋰電池隔膜。
●無機復合膜
多是采用無機納米顆粒以及高聚合物復合而得到的鋰電池隔膜。
鋰電池隔膜行業發展主要呈現兩種態勢
一種是傾向于更加輕薄的消費類鋰電池隔膜,主要針對手機、筆記本電腦以及物聯網應用等分布式應用架構體系,提升鋰電池的容量和便攜性;
另一種是傾向于使用厚膜或者多層復合隔膜的動力電池類隔膜,主要針對電動汽車、大規模儲能電站等大型動力類應用,要求能量輸出和功率特性較好,對安全性要求苛刻,能夠兼顧鋰電池的容量和安全性能。
總結;鋰電池隔膜材料行業集中度較高,隔膜是鋰電池的四大關鍵組成材料之一,其性能提升對鋰電池質量和安全的影響不言而喻。到2020年預計我國鋰電池隔膜生產企業將達到70家,產能將超過80億㎡。