鋰電池隔膜設(shè)備廠家,電池隔膜應(yīng)該具有機(jī)械強(qiáng)度,不會(huì)扭曲和屈服,以保證正極和負(fù)極在電池使用的全壽命周期中不會(huì)彼此接觸。隔膜還必須在高溫下具有尺寸穩(wěn)定性,特別是對(duì)高功率電池的應(yīng)用而言。*充滿電的電池在電極-電解液的接口呈現(xiàn)高度氧化和還原環(huán)境,保持隔膜在這種環(huán)境下的穩(wěn)定性就顯得特別重要。液態(tài)電解質(zhì)鋰離子電池所用隔膜可以分為:微孔高分子膜,非織造布及復(fù)合隔膜。由于具有加工成本較低和機(jī)械性能較好的優(yōu)點(diǎn),微孔高分子膜使用廣泛。非織造布的優(yōu)點(diǎn)是成本低和熱穩(wěn)定性好。而復(fù)合隔膜由于提供了*的熱穩(wěn)定性和對(duì)非水電解質(zhì)的浸潤(rùn)性,近來(lái)也引起很大的關(guān)注。隔膜是避免鋰電池內(nèi)部熱失控的關(guān)鍵部件,盡管具有熱關(guān)閉性能的隔膜上世紀(jì) 90 年代就已經(jīng)商品化了,但它對(duì)于加工缺陷造成的硬性內(nèi)部短路卻是無(wú)效的。為了減輕內(nèi)部短路,在過(guò)去幾年中人們提出了兩種技術(shù)路線。一是制備具有高熔點(diǎn),低的高溫收縮性和優(yōu)異的機(jī)械性能(特別是抗穿刺強(qiáng)度)的隔膜。二是制備陶瓷改善的隔膜。后者要么在表面具有陶瓷層,要么將陶瓷粉末分散于高分子材料中,其中陶瓷起的主要作用是防止電極間的空間坍塌,從而避免熱失控情況下的內(nèi)部短路。
目前使用的鋰電池隔膜一般都能提供一個(gè)附加功能,就是熱關(guān)閉。這一特性也為鋰電池的安全性提供了額外的幫助。這是因?yàn)楦裟に镁巯N材料具有熱塑性,當(dāng)溫度接近材料熔點(diǎn)時(shí),微孔閉合形成熱關(guān)閉,從而阻斷離子的繼續(xù)傳輸而形成斷路,起到保護(hù)電池的作用。隔膜還必須防止電極在高溫下互相接觸,因此在高溫下的收縮需要小化。目前使用廣泛的制備隔膜的兩種工藝是干法工藝和濕法工藝,兩種工藝都需要采用擠出機(jī),并且在一個(gè)或兩個(gè)方向進(jìn)行拉伸。拉伸目的是要引入和增加孔隙率并改善拉伸強(qiáng)度,兩者都采用低成本的聚烯烴作為原料,因此隔膜成本大部分由加工方法決定。
干法工藝:在干法工藝中,熔融擠出的聚烯烴薄膜直接在熔點(diǎn)以下進(jìn)行高溫退火處理,以促進(jìn)晶體生長(zhǎng)和/或增加晶體的尺寸和數(shù)量。規(guī)則排列的晶體具有平行排列的片晶,方向垂直于擠出方向。薄膜通常先在較低溫度下進(jìn)行單軸拉伸,隨后在較高溫度下進(jìn)行拉伸。通過(guò)使用軋輥,可獲得沿?cái)D出方向 150%~ 250% 的拉伸,多孔結(jié)構(gòu)在這一過(guò)程中就形成了。隨后進(jìn)行熱處理來(lái)固定這些微孔并釋放薄膜中的殘余應(yīng)力。采用干法制備的多孔隔膜通常顯示出特征的裂縫狀的微孔結(jié)構(gòu).納米尺寸的纖維連接了相鄰的晶區(qū)。通常來(lái)說(shuō),單軸拉伸的薄膜顯示出較好的機(jī)械性能 (150MPa 的拉伸強(qiáng)度),但是沿?cái)D出方向有高的熱縮性;而在橫向上,則顯示較低的拉伸強(qiáng)度 (15Mpa) 而熱縮性則可以忽略。采用干法不需要使用溶劑,但是這種方法只適用于可以形成半結(jié)晶結(jié)構(gòu)的高分子。提高退火溫度可進(jìn)一步提高結(jié)晶度。