锂离子电池隔膜国内外分析研究
锂离子电池隔膜

功能性隔膜开发
针对特定应用场景,开发 具有自关闭、耐高温、耐 高压等功能的特殊隔膜。
前景预测
随着新能源汽车市场的持 续增长和储能领域的快速 发展,锂离子电池隔膜市 场需求将持续旺盛。同时 ,技术创新将推动隔膜产 品不断升级,提高电池性 能和安全性。
政策法规影响因素分析
环保政策
随着全球环保意识的提高,各国政府将加强对电池生产和 使用环节的环保监管,对隔膜材料的环保性能提出更高要 求。
产品特点
不同厂商的锂离子电池隔膜产品具有各自的特点。例如,日本厂商的产品在品质和性能方面具有较高的水平,但 价格相对较高;韩国厂商的产品则具有较高的性价比;中国厂商的产品在价格方面具有优势,但在品质和性能方 面仍有提升空间。
竞争格局与发展趋势
竞争格局
当前,锂离子电池隔膜市场呈现出寡头竞争的格局。 日本、韩国和中国等国家的主要厂商占据了市场的大 部分份额,其他小型厂商则主要在中低端市场进行竞 争。
锂离子电池隔膜
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目 录
• 锂离子电池隔膜概述 • 锂离子电池隔膜结构与性能 • 锂离子电池隔膜制备技术 • 锂离子电池隔膜应用领域 • 锂离子电池隔膜市场现状与竞争
格局 • 锂离子电池隔膜未来发展趋势与
挑战
01
锂离子电池隔膜概述
定义与作用
定义
锂离子电池隔膜是锂电池的关键 内层组件之一,置于电池正负极 之间,具有选择性透过离子的功 能。
能源政策
各国政府为推动新能源产业发展,将出台一系列扶持政策, 包括税收优惠、补贴等,降低锂离子电池成本,间接推动 隔膜市场发展。
安全标准
针对锂离子电池安全事故频发的问题,政府将制定更为严 格的安全标准,要求隔膜具有更高的热稳定性和机械强度。
锂电池隔膜的研究与进展

锂电池隔膜的研究与进展摘要:隔膜位于正极与负极之间,当电池工作时其应具有以下作用(1)隔离正负极,防止电极活性物质接触引起短路;(2)具有较好的持液能力,电化学反应时,形成离子通道。
本文以化学和材料结构为类别,综述了不同种类锂电池隔膜的制备方法和研究现状,并对隔膜未来的发展趋势做了展望。
关键词: 锂电池、隔膜、微孔膜、无纺布、无机复合膜。
在锂离子电池正极与负极之间有一层膜材料,通常称为隔膜,它是锂离子电池的重要组成部分。
隔膜应具有两种基本功能:隔离正负电极,防止电池内短路。
能被电解液润湿形成离子迁移的通道。
在实际应用还应具备以下特征[1-4]:(1)电子的绝缘性;(2)高的电导率;(3)好的机械性能,可以进行机械制造处理;(4)厚度均匀;(5)受热时尺寸稳定变形量要小。
电池隔膜根据结构和组成可以分为不同的类型,目前比较常见的主要三种[1-4](1)多孔聚合物膜。
是指通过机械方法、热致相分离法、浸没沉淀法等方法制备的孔均匀分布的膜。
(2)无纺布隔膜。
由定向的或随机的纤维而构成,通常会将其与有机物或陶瓷凝胶复合,以期得到具有优良化学与物理性质的隔膜。
(3)无机复合膜。
多采用无机纳米颗粒与高聚物复合得到。
本文针对锂电池性能和安全性对隔膜孔隙率、浸润性、热安全温度等方面的要求,对隔膜的制备改性方法进行了比较详细的评述与比较,以期为相关领域的研究者提供可借鉴的资料。
1 多孔聚合物膜1.1 PE/PP微孔膜PE与PP微孔膜的制备常采用的方法有两种,干法(熔融挤出法)和湿法( 热致相分离法)。
干法制备的原理是采用熔融挤出制备出低结晶度高取向的聚烯烃隔膜,经过高温退火处理提高结晶度、低温拉伸形成缺陷、高温拉伸将缺陷放大,最终形成具有多孔性的隔膜[5]。
湿法是将液态烃或小分子物质与聚烯烃树脂的共混物,经过加热熔融共混、降温发生相分离、双向拉伸制成薄膜、用易挥发物质萃取溶剂,从而制备出具备相互贯通的微孔膜[6]。
商用隔膜多为PE、PP单层膜,PE/PP双层膜,PP/PE/PP 三层隔膜(见图1)。
隔膜材料

3
2.1国内研究现状&关键问题
程 琥等 在Celgard2400 单层PP膜表面涂覆掺有纳米二氧化硅的聚氧 乙烯,改善了隔膜的润湿性,提升了隔膜的保液性,提高了锂离子电池的 循环性能。Ruiying Miao等则以现有强度较高的液态锂离子电池为基础, 使用 3 层 PE 和 PP复合微孔膜作为基体,在其表面上进行 PVDF 涂覆处 理,减小了隔膜与极片间间距,减小了锂离子电池的厚度。 2004 年一条采用湿法工艺生产 PE 隔膜的双向拉伸生产线由佛山塑料集 团建立了,其生产的产品在 2005 年底开始在市场上销售。20 世纪 90 年代 初中国科学院化学研究所开发出了干法双向拉伸工艺,这是一种具有自主知 识产权的工艺。
11
图1. 2009 年全球锂离子电池材料销售额
8
3.国内外生产厂家 国内的生产厂家,如深圳兴源 材质、佛山金辉高科等已经可以 提供小型锂离子电池用隔膜。 目前的主要生产厂家为:深圳 星源材质,2006年底其研发实现 了突破进展,建成了40万平米的 湿法生产线,并正在筹建国家级 电池隔膜检测中心。佛山金辉高 科公司,2004年建成了一条湿法 工艺生产PE隔膜的双拉伸生产线, 并与比亚迪共同出资组建佛山市 金辉高科材料有限公司。新乡市 瑞恩新能源材料有限公司于2004 年进行隔膜中试及生产,并于 2008年底形成了1500平方的产能。 此外三门峡兴邦特种膜科技也在 从事隔膜的生产以及研发。
6
2.2国外研究现状
Celgrd 2730 PE 微孔隔膜膜是由熔融拉伸工艺制成的,其性能优良在 锂离子电池行业中已得到应用。该种隔膜厚度为 20um,孔隙率达43 %,熔 点为 135 ℃,每平方厘米锂离子电阻率达到 2.23 Ω。 Takita等研究发现 UHMWPE 可制备透气性更好的微孔膜。当 HDPE 中 UHMWPE 20 %,按日本 JIS P8117 标准测得透气量为 430 s/100m L;而 含 UHMWPE 5 %,透气量则只有 380 s/100m L。 DMS Solutech 公司生产的 Solupor 隔膜,平均孔径为 0.1-2 μm,平均 孔隙率为 80 %-90 %,平均面密度为 7-16 g/m2,该种隔膜就是用 UHMWPE为原料生产的。 聚丙烯(PP)在低温时抗冲击强度不如 PE,但其延展性、抗张强度均 优于PE。 Nitto Denko 从 PP/PE 双层隔膜中提取单层隔膜在 PE 熔点附近, 其阻抗增加,在 PP 熔点以下仍具有很高的阻抗。它是采用干燥拉伸法制作 的,并且具有 PP 和 PE 的微孔结构。
锂离子电池隔膜现状及发展趋势

性 , 且 具 有 高 温 自 闭 性 能 , 够 而 能 加 强 电池 日常 使 用 的 安 全 性 。 聚 以
乙烯( E) 聚丙烯( P 为主 的聚 P 和 P ) 烯烃 , 分单层P 、 P 单层P 以及 3 E, 层
的P / E P 。 厚度 一般 在 1 P P / P膜 0~
徐 京生 中国化工经济技术发展中心副总工程师 , 教授级高工 , 享受国
务院特殊津贴 , 兼任 全国精细化工 原料及中间体 行业协作组副理事长 、 北京科技咨询业协会理事 、 中国科技情报信 息协 会信 息咨询分会理事 、 《 精细 化工原料及 中问体》 编委会主任 、 国家发改委产业政策 司顾 问、 中 国 国际 工程咨询 公司特聘 专家 ,0 7 2 0 年起 聘为联合 国工业发展组 织中 国投 资促 进处 顾问和 绿色 产业专 家委 员会 委员 。 长期从 事有 机原料 、 精细化 工和新材 料的信息研 究与咨询工作 。 表过多篇文章 , 发 著作 , 并 组织编 写若干书籍和资料 。 研究成果 于 1 9 年和 1 9年 获中国化工部 94 98 科技 进步二等 奖和三等 奖 ;9 4 1 8 年获 1 8 - 9 4 度化学工 业部科技 9 1 18 年 情报 成果二等奖 ;9 8 1 9 年获 19 年 度化工 系统 优秀信 息成 果二等奖 ; 98 2 0 年获 2 04 项化工 系统优秀信息成果一等奖 。
1 锂离子电池隔膜制造方法 .
隔膜材料主要为多孔性聚烯烃。 制 备方法主要有干法和湿法 2 。 目的 种 2 者
均在于提高 隔膜 的孔隙率和强度 等性
厚 度均 匀性 。 中横 向厚度 均 匀性尤 其
为重要, 一般要求控制在±1 m以内。
( 力 学性 能 2 )
锂离子电池隔膜的研究进展

锂离子电池隔膜的研究进展一、本文概述随着全球能源需求的日益增长和环境保护压力的加大,锂离子电池作为一种高效、环保的能源储存与转换装置,在电动汽车、便携式电子产品以及可再生能源系统等领域的应用越来越广泛。
而作为锂离子电池中的关键组件之一,隔膜的性能对电池的安全性和电化学性能具有重要影响。
因此,对锂离子电池隔膜的研究进展进行综述,对于推动锂离子电池技术的进一步发展具有重要意义。
本文首先介绍了锂离子电池隔膜的基本结构和功能,阐述了隔膜在电池中的作用及其重要性。
然后,重点回顾了近年来锂离子电池隔膜在材料、结构和制备工艺等方面的研究进展,包括无机隔膜、有机隔膜和复合隔膜等不同类型的隔膜材料,以及纳米技术、表面改性等先进制备工艺的应用。
本文还讨论了锂离子电池隔膜研究面临的主要挑战和未来发展趋势,如提高隔膜的机械强度、热稳定性和离子透过性等。
通过综述锂离子电池隔膜的研究进展,本文旨在为相关领域的研究人员提供全面的参考和借鉴,促进锂离子电池技术的不断创新和发展,为推动可持续能源利用和环境保护做出贡献。
锂离子电池隔膜是电池内部的一种关键组件,其主要功能是在正负极之间提供一个物理屏障,防止电池在工作过程中发生短路和燃爆。
隔膜还需要允许电解液中的离子通过,以保证电池的正常充放电过程。
隔膜的材料通常需要具备良好的化学稳定性、高的机械强度、优秀的热稳定性和低的离子电阻。
目前,商业化的锂离子电池隔膜主要由聚烯烃材料(如聚乙烯、聚丙烯)制成,这些材料在电解液中具有良好的化学稳定性。
一些先进的隔膜还采用了多层结构、纳米涂层、陶瓷涂覆等技术,以提高其性能。
隔膜的性能对锂离子电池的性能有重要影响。
理想的隔膜应该具有高的孔隙率、合适的孔径和孔径分布,以提供足够的离子通道。
同时,隔膜的厚度、机械强度、热稳定性等也需要与电池的其他组件相匹配,以保证电池的安全性和长寿命。
近年来,随着锂离子电池在电动汽车、储能系统等领域的大规模应用,对隔膜的性能要求也越来越高。
锂离子电池隔膜现状及发展趋势

锂离子电池隔膜现状及发展趋势摘要:随着科技的进步,锂离子电池技术和相关材料也得到迅速发展,提高了锂离子电池的性能,扩大了锂离子电池的应用范围,特别是在混合动力公交车、电动汽车、航空航天、人造卫星和储能等领域得到普遍应用。
随着社会生产和人们生活对锂离子电池需求量的日益增大,其锂离子电池核心组成部分之一的隔膜要求也越来越高。
开发高性能、低成本电池隔膜始终是锂离子电池领域的重要研究方向之一。
关键词:锂离子电池隔膜;研究现状;发展趋势1.锂离子电池隔膜性能要求隔膜在锂离子电池中的主要作用为隔离正负电极,防止电池内部短路;并提供锂离子迁移的良好通道,保证电化学反应顺利进行。
因此作为锂离子电池的“第三电极”,决定了电池的界面结构、电解质的保持性和电池的内阻等,进而影响电池的容量、循环性能、充放电效率及安全性等关键特性,其应具备如下性能要求。
1.1锂离子透过性隔膜的离子透过性受到孔径、孔径分布、孔隙率、孔曲折度等结构因素的综合影响。
目前商品化的锂离子电池隔膜孔径一般在0.03~0.05或0.09~0.12,最大孔径和平均孔径差应低于0.01,孔隙率为40%~50%。
1.2机械强度隔膜应具备良好的抗张强度和抗刺穿强度,防止电池在长期充放电循环运行中其强度衰减以及电极材料在电池内部形成枝晶,保证其良好的结构稳定性和安全性。
1.3热稳定性锂离子电池在充放电过程中产生热量,尤其是短路或过充电时,会有大量热量释放,所以要求在-20℃~90℃,隔膜能够保持良好的机械强度和尺寸稳定性,起到隔离正负极防止短路的作用。
1.4电解液润湿性为降低内阻,增大离子导电性,提高电池的充放电性能和容量,要求隔膜与电解液之间有良好的亲和性,即隔膜能被电解液充分且快速浸润。
1.锂离子电池隔膜研究现状2.1聚合物锂离子电池隔膜制备技术近年来以加工性能、质量、材料价格、安全等方面独特优势兴起的聚合物锂离子电池,要求隔膜具有很好的吸液性能。
较早的聚合物电解质隔膜是由美国Belleore公司1994年研制的由聚偏氟乙烯(PVDF)/六氟丙烯(HFP)的共聚物制成的多孔膜,基本制备方法是以(PVDF-HFP)共聚物与一定比例的增塑剂共溶于有机溶剂中制成膜后,再用有机溶剂将该增塑剂抽提出来制成具有一定微孔结构的膜,然后浸取电解质溶液,其吸附电解液后,具有较高的电导率和良好的机械性能,但没能规模化生产。
锂离子电池隔膜材料的研究进展

1引言
在 锂 离 子 电池 的 结 构 中 , 隔 膜 是 关 键 的 内层
与 发 展 现 状 。 重 点探 讨 了 隔 膜 的 制 备 方 法 ,对 干 法 和 湿 法 的 原 理 、 工 艺 及 所 制 得 的 隔 膜 性 能 上 的 区 别 进 行 了详 细 的 阐 述 , 同 时 简 单 介 绍 了 隔 膜 的 改 性 研 究 现 状 和 新 型 电 池 隔 膜 的 发 展 , 最 后 对 电 池 隔 膜 的 未 来 发 展
smma i s i u cin a dp r r n e n e e td vl me tisd n us e I ds uss te u r e t f n t n e o ma c,a d rcn eeo z s o f p n n ie a d o t d . t ic se h i
P E、单 层 P 、3层 P / EP P PP /P复 合膜 。锂 离 子 电
池 隔膜 按 照 制 备 工 艺 的不 同可 分 为 干法 和 湿 法 两
隔 膜 技 术 难 点 在 于 造 孔 的 工程 技 术 以及 基 体 材料 制 备 。其 中造 孔 的 工 程技 术 包 括 隔膜 造 孔 工
前景 做 出了预测 。 关 键 词 锂 离 子 电 池 电池 隔 膜 聚丙烯烃 聚 乙烯 烃 微 孔 膜
中 图 分 类 号 :T 1 M9 1
文 献 标 示 码 :A
聚偏氟乙烯制备锂离子电池隔膜初探

良好 的化 学 、 电化 学 稳定 性 和 对 电解 液 良好 的 亲和 性 , 是锂 离子 电池 隔膜 的理 想材料 。
作者简介 : 周丕严 (9 7一) 男 , 17 , 硕士 , 工程 师 , 主要从事高吸水 性树脂 、 一次性卫生用品及 高性 能过滤材料 的研究工作 。
有 机 氟 工 业
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2 ・ 0
有 机 氟 工 业 O gn —Fur eIds y r o loi nut a n r
2 1 第 3期 0 2年
聚偏氟 乙烯制备锂离子 电池隔膜初探
周 丕 严
( 厦门柏 润氟 材料科技有 限公 司, 建 厦门 3 10 ) 福 6 12 摘 要: 综述 了锂离子电池隔膜的现状及其存在 的问题 , 以及制备锂 离子 电池隔膜 的新 材料与发展 现状 ; 介绍 了锂 离子
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2 ・ 2
Ogn —Fu r eIds y rao lo n ut i n r
2 1 第 3期 0 2年
过, 同时 , 得 电池 的 内电 阻增 加 ; 的分 布不 均 匀 使 孔
性, 则会 产生 电池 内部 电流密 度不一 致 , 致局 部 电 导 流 过大 , 响 电池使 用 寿命 和 安全性 。 影
目前 , 锂离 子 电池 行业 大都采 用 Cla e r g d法制造
锂 离子 电池微孔 隔 膜 , 该 法 生 产所 得 隔 膜 的孔 隙 但 率 和吸液 量较低 , 能 满 足大 电流 充 、 电 的需 要 , 不 放
由隔膜的孔径 大小 、 径分 布 、 隙率 和开孔 率 等 因 孔 孔 素决定 。一般来说 , 于同一类型 、 度 的隔膜 , 对 厚 透气 能力愈差 , 则用该膜装 配的 电池 内阻亦会 愈大。
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锂离子电池隔膜国内外研究锂离子电池具有高比能量、长循环寿命、无记忆效应的特性,又具有安全、可靠且能快速充放电等优点,因而成为近年来新型电源技术研究的热点。
隔膜是锂离子电池的重要组成部分,其性能决定了电池的界面结构、内阻等,直接影响电池的容量、循环性能等特性。
性能优异的隔膜对提高电池的综合性能具有重要的作用。
锂离子电池隔膜的材料主要有聚丙烯、聚乙烯单层微孔膜,以及它们的多层复合微孔膜。
目前,世界上只有日本、美国等少数几个国家拥有锂离子电池聚合物隔膜的生产技术和相应的规模化产业。
我国在锂离子电池隔膜的研究与开发方面起步较晚,但近年来出现了不少研究成果。
国外研究株式会社巴川制纸所研究的锂离子二次电池隔板,具有含聚烯烃的多孔质基质材料,和在该多孔质基质材料的至少一个平面上含有偏二氟乙烯系树脂作为主成分的多孔质层。
其电解液保持性、与电极的密合性、粘接性、尺寸稳定性优良,具有均匀性好的离子传导性,降低了与电极的界面电阻,进而具有断路特性。
通过使用这种隔板,提供容量特性、充放电特性、循环特性、安全性、信赖性、等等优良的锂离子二次电池[CN1495936<申请日:2003.09.15、公开日:2004.05.12)]。
帝人株式会社研究的无水电解质的锂离子二次电池隔膜,主要由多孔片材制成。
所述隔膜包括平均膜厚为10-35微M、基重为10-25克/M2的多孔膜,所述多孔膜包含平均膜厚为10-35微M、基重为6-20克/M2,根据JIS8117测定的透气性不大于100秒的片材<A)和包围片材<A)并且可被所述电解质溶解溶胀以保持电解质溶液的多孔有机聚合物膜<B),其中25℃下的浸渍过电解质溶液的所述片材<A)的阻抗与单独电解质溶液的阻抗比为10或更小,该阻抗比×平均膜厚值不大于200微M。
其中片材<A)由纤维组成,多孔有机聚合物膜主要由聚偏1,1-二氟乙烯组成[CN1372706<申请日:2001.03.07、公开日:2002.10.02)]。
株式会社巴川制纸所研究的电子元件用隔膜,可在锂离子二次电池、聚合物锂离子二次电池、铝电解电容器以及电偶极子层电容器上使用时,一面良好地保持各种实用特性、一面具有在过热时热收缩也极少的、高可靠性的优良作业性。
该电子元件用隔膜,由熔点高于或等于180℃的物质构成的多孔基材、及设置在其至少一面和/或内部的树脂结构体构成,该多孔基材和/或树脂结构体含有填充粒子[CN1670989<申请日:2005.03.18、公开日:2005.09.21)]。
OJI PAPER公司研究的锂离子二次电池隔膜,通过电子束辐射处理隔膜,防止高温贮存时因隔膜收缩引起的电池内部短路。
经电子束辐射处理,隔膜于100℃的热机械分析<TMA)值为0% - -1%[JP2003022793<AD:2001.07.09、PD:2003.01.24)]。
TOMOEGAWA PAPER CO LTD研究的电子部件隔膜,可用于锂离子二次电池,聚合物锂二次电池等。
该隔膜的具体结构如下图所示。
隔膜<10)有一由树脂制成的多孔膜,微粒<12)分散在膜内部和/或表面<具体结构如下图)。
所述的微粒选自交联聚丙烯腈和交联聚甲基甲基丙烯酸酯[JP2004281208<AD:2003.03.14、PD:2004.10.07)]。
TEIJIN LTD(JP>、NISHIKAWA SATOSHI(JP>、HONMOTO HIROYUKI(JP>、DAIDO TAKAHIRO(JP>、SANO HIROKI(JP>曾联合研究了一种锂离子二次电池的隔膜,该隔膜为一多孔层,主要由芳香族聚酰胺组成,两边为非纺织织物。
该隔膜有高的热阻性,操作方便,使用该隔膜能改善锂离子二次电池的安全性[WO2006123811<AD:2006.05.16、PD:2006.11.23)]。
MITSUI CHEMICALS INC、DENSO CORP曾联合研究的一种锂离子电池用隔膜,是压缩成型非纺织织物得到,该织物包括4-甲基-1戊烯聚合物或4-甲基-1戊烯和α-烯烃的共聚物。
纤维的平均直径为0.8-5μm,重要9-30g/m2,空隙度30-60% [JP2006080057<AD:2005.08.09、PD:2006.03.23)]。
ASAHI CHEMICAL IND研究的锂电池隔膜,是由多孔膜制成,多孔膜的组成为高于10wt%分子量大于1000000的聚乙烯,高于5wt%分子量小于100000的聚乙烯,和占聚乙烯和聚丙烯总重量的5-45%平均分子量为10000-1000000的聚丙烯。
多孔膜的厚度为10-500μm,孔率40-85%,最大孔径0.05-5μm。
该电池隔膜是通过挤出成形混合物包括上述特定分子量聚乙烯、上述特定平均分子量的聚丙烯、有机液体和精细无机粉末,形成薄膜,然后从薄膜中提取有机液体和无机粉末。
该薄膜不仅具有优良的稳定性,而且有优良的耐化学性、机械强度和离子渗透性[EP0547237<AD:1992.07.02、PD:1993.06.23)]。
Asahi Kasei Chemicals Corporation研究的聚烯烃基多孔膜,是将包括二氧化硅精细粉末20%,粘度7.0dL/g聚乙烯19.2%,和邻苯二甲酸二辛酯48%的混合物,挤出成板,用二氯甲烷和氢氧化钠提取邻苯二甲酸二辛酯和二氧化硅,得到多孔膜。
两层膜于110℃下加热,长度方向伸展4.5折叠;130℃下加热,宽度方向伸展2.0折叠,得到的测试膜厚度18mm,孔率46%,透气性100s/100cc,破裂强度4.8N,最大孔径0.134mm,平均孔径0.098mm,电阻0.9W-m2,粘度4.9dL/g,可用于锂离子电池隔膜[WO2005061599(AD:2004.12.20,PD:2005.07.07>]。
德国德古萨公司研究的锂电池隔膜,是基于片状的挠性基体,所述基体具有许多开口,并且所述基体上和基体中具有多孔的无机电绝缘涂层,所述涂层使基体的开口封闭,所述基体材料选自不导电的无纺聚合物纤维,并且所述无机电绝缘涂层包括金属氧化物颗粒,该隔膜的特征在于:在不存在电解质时,该隔膜具有锂离子导电性能。
在它们填充有其它的锂离子导电的电解质之后,所得到的离子导电性能高于非锂离子导电的隔膜和电解质组合时的该性能。
该隔膜特别适用于高功率锂电池[CN1679185<申请日:2003.07.21、公开日:2005.10.05 )]。
美国思凯德公司研究的离子二次电池的电池隔膜是具有辅料的微孔薄膜,包括:微孔薄膜,所述薄膜具有25μm或更薄的厚度,所述薄膜由热塑性材料制成,和适于减少或消除隔膜周围的能量集聚的有效量的辅料,所述能量集聚足以引发在所述锂离子二次电池各组分之间的反应,所述辅料混入所述薄膜中或涂覆其上[CN1499658<申请日:2003.10.31 、公开日:2004.05.26)]。
韩国LEE SANG-YOUNG、AHN BYEONG-IN等研究的锂离子电池用隔膜,为一多孔膜,是利用铸造或吹膜将薄膜与含有两种或多种聚烯烃的混合物铸造成型;退火和拉伸铸造膜,制得多孔膜;在孔形成以前或以后,用离子束辐射多孔膜表面,获得具有优良电解可湿性、破裂强度和关闭性能的多孔膜[US2006188786<AD:2005.02.17、PD:2006.08.24)]。
国内研究浙江大学研究了一种超临界或近临界CO2技术制备聚合物微孔膜的方法。
该方法是采用聚合物在不同的溶剂中得到均相透明的铸膜液;经过成膜前处理后在模具中流延成膜,将模具置于超临界二氧化碳成膜装置中,加热并增压到二氧化碳的临界点以上,成膜后慢慢降压至常压,直接得到光滑、白色的聚合物微孔膜。
通过对温度、压力和聚合物浓度的控制可以得到孔径大小和孔隙率可控的聚合物微孔膜。
该方法避免了大量溶剂的使用,直接得到干膜且微孔结构不会发生变化,溶剂和二氧化碳可循环利用。
得到的聚合物微孔膜,孔隙率大于70%,平均孔径在0.1-10μm之间,机械强度较高。
该隔膜可以用作分离膜或多孔支撑膜,也可用于锂离子二次电池的隔膜[CN1613548<申请日:2004.09.24、公开日:2005.05.11)]。
北京大学研究的聚合物复合隔膜的方法,是将基体膜增强体和无机纳M材料在有机溶剂中混匀得到均匀浆料,将该浆料涂敷于无纺布基体膜两面,经热处理后得到聚合物复合隔膜;所述基体膜增强体选自下述1>至3>中的任意一种:1>有机单体和其相应的引发剂;2>两种或两种以上聚合物;3>有机单体和其相应的引发剂与两种或两种以上聚合物;4>有机单体与两种或两种以上聚合物。
用该聚合物复合隔膜组装聚合物锂离子电池短路率低,电性能优异。
该方法制备聚合物复合隔膜工艺过程简单,成本低廉,具有较大的工业应用价值[CN1851957<申请日:2006.04.26、公开日:2006.10.25 )]。
金龙精密铜管集团股份有限公司研究了一种包含聚烯烃树脂和添加剂的锂离子电池隔膜。
所述添加剂为选自低熔点或低软化点聚合物的孔型修饰剂和选自酰胺类、金属氧化物类、羧酸盐类化合物或其组合的孔率调节剂,所述聚烯烃树脂为聚丙烯树脂或聚乙烯树脂或其共混物。
锂离子电池隔膜的生产方法包括1>将0.001~10重量%的添加剂加入聚烯烃树脂中,并在100~260℃温度下熔融混合均匀;2>将上述混合均匀的物料经 100~260℃熔融挤出,挤出的平膜用冷却辊冷却,冷却温度为-20~+150℃,冷却时间为0.1~10分钟;3>使上述挤出的平膜经过先纵向拉伸,再横向拉伸的连续过程,其中拉伸温度为-20~220℃,最终在0~200℃温度下热定型0.1~30分钟[CN1819306<申请日:2006.03.15、公开日:2006.08.16)]。
范亢俊研究的锂离子电池安全隔膜,基体为聚烯烃树脂,其特征在于是一层β晶型微孔膜,或是一层β晶型微孔膜与α晶型微孔膜组成的复合微孔膜;其中,β晶型微孔膜中分散有重量百分比为0.01~5%的β晶型成核剂;α晶型微孔膜中分散有重量百分比为0.01~10%、粒径为0.02~0.9μm的无机化合物颗粒;安全隔膜的厚度为10~60μm,孔隙率为25~70%,平均孔径为0.06~0.9μm,氮气通量为50~500ml/cm2.atm.min[CN1825666<申请日:2005.12.23、公开日:2006.08.30)]。
河南环宇集团有限公司研究了一种聚合物锂离子电池的聚合物隔膜,其特征在于,其组分及重量百分比组成为:固体原料2-50%、溶剂50-98%,所述固体原料的组分及重量百分比组成为:聚合物单体材料75-100%、无机粉料0-25%,其中聚合物单体材料的组分及重量百分比组成为:可溶于电解液成凝胶的单体材料0-99%、在电解液中稳定存在的单体材料1-100%,所述溶剂的组分及重量百分比组成为:聚合物单体材料可溶性溶剂10-95%、聚合物单体材料非可溶性溶剂5-90%;聚合物单体材料中可溶于电解液成凝胶的单体材料为:聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸乙酯、聚甲基丙烯酸丙酯、聚甲基丙烯酸丁酯、聚甲基丙烯酸异丁酯、聚甲基丙烯酸烯丙酯、聚丙烯酸甲酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、聚丙烯腈、丙烯腈聚丁橡胶、丙烯腈氯乙烯树脂、丙烯腈异丁烯酸树脂、丙烯腈丙烯酸树脂之一或任意组合,聚合物单体材料中在电解液中稳定存在的单体材料为:聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯-共-六氟丙烯之一或任意组合;无机粉料为:SiO2、Al2O3、Fe2O3、TiO2、ZrO2、TiB2、PbTiO3、CaSiO3之一或任意组合。