鉅大LARGE | 點擊量:1062次 | 2021年02月19日
生產(chǎn)鋰離子電池隔膜的原材料有什么
①聚對苯二甲酸乙二酯
聚對苯二甲酸乙二酯(PET)是一種機械性能、熱力學(xué)性能、電絕緣性能均優(yōu)異的材料。PET類隔膜最具代表性的產(chǎn)品是德國Degussa公司開發(fā)的以PET隔膜為基底,陶瓷顆粒涂覆的復(fù)合膜,其表現(xiàn)出優(yōu)異的耐熱性能,閉孔溫度高達220℃。
靜電紡絲PET隔膜熔點遠高于PE膜,為255℃,最大拉伸強度為12Mpa,孔隙率達到89%,吸液率達到500%,遠高于市場上的Celgard隔膜,離子電導(dǎo)率達到2.27×10-3Scm-1,且循環(huán)性能也較Celgard隔膜優(yōu)異,電池循環(huán)50圈后PET隔膜多孔纖維結(jié)構(gòu)依然保持穩(wěn)定。
②聚酰亞胺
聚酰亞胺(PI)同樣是綜合性能良好的聚合物之一,具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性、較高的孔隙率,和較好的耐高溫性能,可以在-200~300℃下長期使用。Miao等用靜電紡絲法制造了PI納米纖維隔膜,該隔膜降解溫度為500℃,比傳統(tǒng)Celgard隔膜高200℃,在150℃高溫條件下不會發(fā)生老化和熱收縮。
其次,由于PI極性強,對電解液潤濕性好,所制造的隔膜表現(xiàn)出最佳的吸液率。靜電紡絲制造的PI隔膜相比于Celgard隔膜具有較低的阻抗和較高的倍率性能,0.2C充放電100圈后容量保持率依然為100%。
③間位芳綸
PMIA是一種芳香族聚酰胺,在其骨架上有元苯酰胺型支鏈,具有高達400℃的熱阻,由于其阻燃性能高,應(yīng)用此材料的隔膜能提高鋰離子電池的安全性能。此外,由于羰基基團的極性相對較高,使得隔膜在電解液中具有較高的潤濕性,從而提高了隔膜的電化學(xué)性質(zhì)。
一般而言,PMIA隔膜是通過非紡織的方法制造,如靜電紡絲法,但是由于非紡織隔膜自身存在的問題,如孔徑較大會導(dǎo)致自放電,從而影響鋰離子電池的安全性能和電化學(xué)表現(xiàn),在一定程度上限制了非紡織隔膜的應(yīng)用,而相轉(zhuǎn)化法由于其通用性和可控制性,使其具備商業(yè)化的前景。
④聚對苯撐苯并二唑
新型高分子材料PBO(聚對苯撐苯并二唑)是一種具有優(yōu)異力學(xué)性能、熱穩(wěn)定性、阻燃性的有機纖維。其基體是一種線性鏈狀結(jié)構(gòu)聚合物,在650℃以下不分解,具有超高強度和模量,是理想的耐熱和耐沖擊纖維材料。
由于PBO纖維表面極為光滑,物理化學(xué)惰性極強,因此纖維形貌較難改變。PBO纖維只溶于100%的濃硫酸、甲基磺酸、氟磺酸等,經(jīng)過強酸刻蝕后的PBO纖維上的原纖會從主干上剝離脫落的,形成分絲形貌,提高了比表面積和界面粘結(jié)強度。