锂電池陶瓷隔膜優缺點

TIME: 2020-02-12 锂電池百科

锂電池陶瓷隔膜是采用陶瓷颗粒涂覆隔膜，即是以PP，PE或者多层复合隔膜为基体，表面涂覆一层Al203、SiO2、Mg（OH）2或其他耐热性优良的无机物陶瓷颗粒，经特殊工艺处理后与基体紧密粘结在一起，稳定结合有机物的柔性以及无机物的热稳定性，提高隔膜的耐高温、耐热收缩性能和穿刺强度，进而提高电池的安全性能。据了解，陶瓷复合层一方面可以解决PP、PE隔膜热收缩导致的热失控从而造成电池燃烧、爆炸的安全问题；另一方面，陶瓷复合隔膜与电解液和正负极材料有良好的浸润和吸液保液的能力，大幅度提高了锂電池的使用寿命。此外，陶瓷涂覆隔膜还能中和电解液中少量的氢氟酸，防止电池气胀。

锂電池陶瓷隔膜对氧化铝的性能要求：

1.粒徑均勻性，能很好的粘接到隔膜上，又不會堵塞隔膜孔徑。

2.氧化鋁純度高，不能引入雜質，影響電池內部環境。

3.氧化鋁晶型結構的要求，保證氧化鋁對電解液的相容性及浸潤性。

塗覆高純氧化鋸（VK-L30G）隔膜的優點：

1.耐高溫性：

氧化鋁塗層具有優異的耐高溫性，在180攝氏度以上還能保持隔膜形態。

2.高安全性：

氧化鋁塗層可中和電解液中遊離的田，提升電池耐酸性，安全性提高。

3.高倍率性能：

納米氧化鋁在鍵電池中可形成固溶體，提高倍率性和循環性能

4.良好浸潤性：

納米氧化鋁粉末具有良好的吸液及保液能力。

5.獨特的自關斷特性：

保持了聚烯烴隔膜的閉孔特性，避免熱失控引起安全隱志。

6.低自放電率：

氧化鋁塗層增加微孔曲折度，自放電低于普通隔膜。

7.循環壽命長：

降低了循環過程中的機械微短路，有效提升循環壽命。

PVDF即聚偏氟乙烯，是一種白色粉末狀結晶性聚合物，熔點170℃，熱分解溫度316℃以上，長期使用溫度-40~150℃，具有優良的耐化學腐蝕性、耐高溫色變性、耐氧化性、耐磨性、柔韌性以及很高的抗漲強度和耐沖擊性強度。

PVDF涂覆隔膜具有低内阻、高（厚度/空隙率）均一性、力学性能好、化学与电化学稳定性好等特点。由于纳米纤维涂层的存在，该新型隔膜对锂電池电极具有比普通电池隔膜更好的兼容性和粘合性，能大幅度提高电池的耐高温性能和安全性。此外，该新型隔膜对液体电解质的吸收性好，具有良好的浸润和吸液保液的能力，延长电池循环寿命，增加电池的大倍率放电性能，使电池的输出能力提升20%，特别适用于高端储能电池、汽车动力电池。

芳綸纖維作爲一種高性能纖維，具有可耐受400℃以上高溫的耐熱性和卓越的防火阻燃性，可有效防止面料遇熱融化。塗覆使用高耐熱性芳綸樹脂進行複合處理而得到的塗層，一方面能使隔膜耐熱性能大幅提升，實現閉孔特性和耐熱性能的全面兼備；另一方面由于芳綸樹脂對電解液具有高親和性，使隔膜具有良好的浸潤和吸液保液的能力，而這種優秀的高浸潤性可以延長電池的循環壽命。此外，芳綸樹脂加上填充物，可以提高隔膜的抗氧化性，進而實現高電位化，從而提高能量密度。

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