3.3.2Separion隔膜
在新型锂离子电池隔膜的研究中,德国德固赛公司结合有机物的柔性和无机物良好热稳定性的特点,生产的商品名为Separion的隔膜占据了先机,已批量生产,其制备方法是在纤维素无纺布上复合Al2O3或其他无机物,见图5。Separion隔膜熔融温度可达到230℃,在200℃下不会发生热收缩,具有较高的热稳定性,且在充放电过程中,即使有机物底膜发生熔化,无机涂层仍然能够保持隔膜的完整性,防止大面积正/负极短路现象的出现,提高电池的安全性[3]。
3.3.3聚合物电解质隔膜
聚合物锂离子电池采用固态(胶体)电解质代替液态电解质,不会产生漏液及燃烧爆炸等安全问题。其使用的聚合物电解质具有电解质和隔膜的双重作用,一般以聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)为原料或对其进行改性。Bellcore公司[12]用PVDF-HFP制成隔膜,有较高的孔隙率,室温下吸收碳酸丙二醇酯量可达自重的118%,具有很好的润湿性;任旭梅等[13]在倒相法制备多孔膜的基础上,采用溶液涂覆的方法,直接制备了PVDF-HFP多孔隔膜,该法制得的多孔膜孔径约为2μm,厚度为50μm,孔隙率为60%,具有较好的力学性能。价格及其他一些技术问题,如常温下离子电导率低等是限制其应用的重要原因。聚合物电解质要完全代替PE、PP膜而单独作为锂离子电池隔膜,还有许多问题需要解决。
4锂离子电池隔膜的展望
电池隔膜的发展是随着锂离子电池的需求不断变化而不断发展的。从体积来看,锂离子电池正朝着小和大两个截然不同的方向发展。高性能锂离子电池对隔膜的要求也越来越高。随着车用动力电池的需求发展,将形成一个快速的产业增长,对隔膜需求量也将大幅提高。
锂离子电池的发展趋势是进一步降低制造成本,提高安全性和循环寿命,开发出可再生能源储能电池和电动车用电池。随着锂离子电池的飞速发展,隔膜的市场及发展前景非常可观,聚烯烃微孔膜以其特殊的结构与性能,在液态锂离子电池中占据了绝对的主导地位;随着对锂离子电池性能要求的提高,使隔膜的制备方法呈多样化,制备工艺不断完善,改性技术被广泛研究,同时新型锂离子电池隔膜也将得到快速发展。
参考文献
[1]吴大勇,刘昌炎.锂离子电池隔膜研究与开发[J].新材料产业,2006,(9)48~53.
[2]伊廷锋,胡信国,高昆.锂离子电池隔膜的研究和发展现状[J].电池,2005,(6)468-470.
[3]周建军,李林.锂离子电池隔膜的国产化现状与发展趋势[J].China Academic Journal Electronic Publishing House33-36.
[4]Lee Sung Woo,Choi Sung Won,Jo seong Mu,et a1.Electrochemical properties and cycle performance of electrospun poly(Vinylidane Fluoride)-based Fibrous membrane electrolytes for Li-ion polymer battery[J].Power Sources,2006,(163)41-46.
[5]Matoba Y,Matsui S,Tabuchi M,et al.Electrochemical properties of composite polymer electrolyte applied to rechargeable lithiumpolymerbattery[J].Power Sources,2009,137(2)284-287.
[6]G.Ananthalyengar,L.K.Pill,M.K.Manian,et a1.Poly(vinylidene fluoride)-polydiphenylamine composite eleetrospun membrane as high-performance polymer electrolyte for lithium batteries[J].Membrane Science,2008,318422~428.
[7]Tao R,Miyamoto D,Aoki T,et al.Novel liquid lithium borates characterized with high lithium ion transferencenumbers[J].PowerSources,2004,135(1-2)267-272.
[8]Singhal R G,Capracotta M D,Martin J D,et al.Transport properties of hectorite based nanocomposite single ion conductors [J].Power Sources,2008,141(2)247-255.
[9]程琥,孙卫东.微孔滤膜在锂离子电池隔膜中的应用[J].塑料,2003,33(2),39-43.
[10]Ruiying Miao,Bowen Liu,Zhongzheng Zhu,et a1.PVDF-HFPbasedporouspolymerelectrolyte membranes for lithium-ion batteries[J].Power Sources,2008,(184)420~426.
[11]理化所纳米纤维锂离子电池隔膜项目通过北京市验收[J].新材料产业,2008,(2).
[12]Mishra R,Baskaran N,Ramakrishnan P,et al.Lithiumion conduction in extreme polymer in salt regime[J].Solid State Ionics,2005,132(3-4)261-273.
[13]任旭梅,吴锋.用PAN作造孔剂制备聚合物锂离子电池隔膜[J].电池,2002,(32)36~37.
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