锂离子电池隔膜的研究与开发

2017-06-15  来自: 山东正华隔膜销售有限公司 浏览次数:401

    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、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。可广泛用于便携式电子产品如:手机、笔记本电脑、摄录像机等所需的充电电池,还可作为电动汽车和混合动力车所需的动力电源等。

    锂离子电池主要由正负电极材料、电解质及隔膜组成。在锂离子电池正极与负极之间有一膜材料,通常称为隔膜,它是锂离子电池的重要组成部分。隔膜的主要作用是:(1)隔离正、负极并使电池内的电子不能自由穿过;(2)能够让离子(电解质液中)在正负极间自由通过。本文介绍锂离子电池隔膜材料的研究与开发进展,综述聚烯烃锂离子电池隔膜材料的制备方法、孔径结构、孔隙率、透气率、自关闭性能等。

    由于聚乙烯、聚丙烯微孔膜具有较高孔隙率、较低的电阻、较高的抗撕裂强度、较好的抗酸碱能力、良好的弹性及对非质子溶剂的保持性能,故锂离子电池研究开发初期便采用它作为其隔膜材料。至今,商品化锂离子电池的隔膜材料主要仍采用聚乙烯、聚丙烯微孔膜。

    但是,聚乙烯、聚丙烯隔膜存在对电解质亲和性较差的缺点,对此,许多学者作了大量的改性工作,如在聚乙烯、聚丙烯微孔膜的表面接枝亲水性单体或改变电解质中的有机溶剂等。也有人采用其他材料作为锂离子电池隔膜,如:I.Kuribayashi等研究发现纤维素复合膜材料具有锂离子传导性及力学强度良好等性能,可作为锂离子电池隔膜材料。

    近年来,将聚合物电解质用于锂离子电池已达到商品化程度。聚合物电解质可分为纯聚合物电解质及胶体聚合物电解质。纯聚合物电解质由于室温电导率较低,难于商品化。胶体聚合物电解质利用固定在具有合适微结构的聚合物网络中的液体电解质分子实现离子传导,具有固体聚合物的稳定性,又具有液态电解质的高离子传导率,显示出良好的应用前景。Tab.1为近年来研究活跃的聚合物电解质。胶体聚合物电解质既可用于锂离子电池的电解质,又可以起隔膜的作用,但是由于其力学性能较差、制备工艺较复杂或常温导电性差难于实用化,且胶体聚合物电解质在本质上是热力学不稳定体系,在敞开的环境中或长时间保存,溶剂会出现渗出表面的现象,从而导致电导率下降。因此胶体聚合物电解质完全取代聚乙烯、聚丙烯膜而单独作为锂离子电池的隔膜还有许多问题需要解决。

关键词: 锂离子电池隔膜           

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