新型鋰電無紡布隔膜與傳統鋰電池隔膜的區別

來源：存能電氣  日期：2019-08-12 13:37  瀏覽量：次

　　新型鋰電無紡布隔膜與傳統鋰電池隔膜的區別。鋰電隔膜主要包括聚烯烴隔膜和無紡布隔膜。無紡布隔膜的一些基礎特點，尤其是和傳統PP\PE隔膜相比所具有的優勢，決定了它在鋰電池今后所應用的隔膜材料中應該占有一席之地。目前，已有多家電池廠商對無紡布隔膜表現出了濃厚的興趣。

　　新型鋰電無紡布隔膜與傳統鋰電池隔膜的區別

　　近年來，隨著鋰電池產業的蓬勃發展，市場對鋰電池性能上的要求也越來越高。鋰電池的安全性、大功率的充放電、續航里程的提升等一系列問題也隨之出現。而對鋰電池中的每個材料進行相應的升級換代必定會成為解決這些問題的突破口。無紡布隔膜，很有可能是現有聚烯烴類隔膜升級換代的一個重要方向。

　　首先，從材料上來看，PP/PE和無紡布都使用了不同玻璃化轉變溫度的高分子材料。簡單來說，PP/PE的玻璃化轉變溫度在常溫以下，隨著溫度的上升，膜的材料會變得越來越柔軟。

　　例如，電池內部溫度在大約60℃進行充放電時，電極會反復膨脹、收縮，PP/PE隔膜在受到反復收縮應力的影響下，孔隙率會漸漸變少。然而，使用PET無紡布的情況下，其玻璃化轉變溫度在80℃以上，隨著溫度的上升不但不會變得柔軟，還能很好的保持穩定的孔隙率，使鋰電池的循環壽命更長。

　　無紡布材料具有耐高溫、孔隙率高等優點,此外,由于其三維孔結構,可有效避免因針刺造成的短路現象,提高保液率。

　　在鋰電池中應用較多的是微多孔聚烯烴膜，其擁有均勻的小孔，厚度只有20μm，這種隔膜在150℃后收縮率較大，很多企業是在其表面增加陶瓷涂層以改進抗熱性能。國外也有企業采用濕法涂布工藝，在無紡布表面涂覆陶瓷層，使隔膜不僅在220℃下仍具有較高安全性，且由于涂層富含陶瓷顆粒，覆后會獲得更長的循環壽命，與微多孔隔膜相比，無紡布涂陶瓷隔膜，具有更好的電解質潤濕性和離子電導率。

　　無紡布隔膜具體應用

　　無紡布的厚度無法做到很薄，目前能夠量產的最薄無紡布隔膜是由纖維素制成的，厚度為12-15μm，并且孔徑最小化很難實現。

　　另外，要增加閉孔功能的話，還會再增加2-3元/平米的成本。但是儲能和動力鋰電池沒有必要增加閉孔功能，所以，無紡布隔膜適用于大型電池，最適合大型、長循環壽命要求的儲能和動力電池。目前無紡布隔膜是處于小批量生產階段，還沒大批量被使用。但是已經有很多電池廠商對此表現出了很大的興趣，并且有的已經在中試的過程中。

　　關于無紡布隔膜成本

　　普通PET纖維的價格為20-150元/kg，最貴的可達600元/kg以上。PI纖維為30-50元/kg。無紡布鋰電池隔膜一半以上的成本為纖維，1平米使用10g的纖維的情況下，普通纖維的成本約為0.2-1.5元每平米，基本和傳統隔膜的成本大體相當，如果使用納米級的纖維的成本約為5-6元每平米。

　　所以無紡布隔膜的成本根據纖維的構成變化而改變，使用粗纖維成本很低，使用納米級的纖維則成本很高。成本降低的方式有很多種，比如提高生產效率，提高良品率，改進現有的生產工藝，在厚度方面不能一味地追求太薄。

　　總結：鋰離子電池隔膜材料可以分為：織造膜，非織造膜（無紡布），微孔膜，復合膜，隔膜紙，碾壓膜等幾類。目前國內外企業在無紡布隔膜的研究應用和性能優化方面已經取得了很多成果，但尚未有大規模商業化應用于鋰離子電池的成功案例。