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深度解析锂电池核心结构--隔膜

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锂电池核心结构 —— 隔膜

 

锂电池的四大关键材料为正极材料、负极材料、电解液以及隔膜,隔膜是指在电池正极和负极之间的一层材料,其主要作用是:隔离正、负极并使电池内的电子不能自由穿过,让电解液中的离子在正负极之间自由通过。

 

隔膜

资料来源:中国产业信息网 平安证券研究所

 

电池隔膜的离子传导能力直接关系到电池的整体性能,其隔离正负极的作用使电池在过度充电或者温度升高的情况下能限制电流的升高,防止电池短路引起爆炸,具有微孔自闭保护作用,对电池使用者和设备起到安全保护的作用。

 

关键参数众多,技术要求高

 

锂电隔膜性能的优劣决定了电池的接口结构和内阻,进而影响电池的容量、循环性能、充放电电流密度等关键特性,可见隔膜对提高电池尤其是动力电池的综合性能有重要作用。所以,隔膜的关键参数非常多,比如说孔隙率、热稳定性、力学强度、自动关闭机理、透气度、孔径大小及分布等等。

 

隔膜1

资料来源:中国产业信息网 平安证券研究所

 

具体来看

 

锂电池隔膜的参数:

 

热稳定性:一方面,隔膜需要在电池使用的温度范围内保持尺寸稳定;另一方面,在电池生产过程中由于电解液对水份非常敏感,大多数厂家会在注液前进行烘烤,要求在这个温度下隔膜的尺寸也应该稳定,否则会造成电池在烘烤时,隔膜收缩过大,极片外露造成短路。此外,闭孔温度、破膜温度也是反映隔膜耐热性能和热安全性能的最重要参数。

 

孔隙率:孔隙率是材料中孔隙体积占总体积的比例,反映隔膜内部微孔体积占比多少。孔隙率的大小影响电池的内阻,但不同种隔膜之间的孔隙率的绝对值无法直接比较。孔隙率较大便于锂离子通过,但是孔隙率过大则影响机械强度和闭孔性能。

 

一致性:指隔膜保持一致的厚度, 孔分布和孔径分布。

 

隔膜一致性涉及到厚度、孔分布等属性

 

微信截图_20190906165612

资料来源:中国产业信息网 平安证券研究所

 

具体来看

 

隔膜一致性:

 

厚度:直观地来看,在同样大小的电池中,隔膜厚度越厚,能卷绕的层数就越少,相应容量也就会降低;相反,较厚的产品抵抗穿刺的性能会稍高,安全性也会高一些。同样孔隙率的情况下,越厚的产品,其透气率会稍差,使得电池的内阻会高一点。所以在考虑电池隔膜厚度的时候需要在容量指标和安全性之间寻找一个平衡。

 

孔径:锂电池隔膜上面要求有微孔,便于锂离子通过。孔径的大小决定隔膜的透气率,但是过大的孔径有可能导致隔膜穿孔形成电池微短路。总体来看,隔膜的孔径直接影响电池的内阻和短路率。

 

孔径分布:指一致大小的孔径能均匀地分布于隔膜,隔膜能形成较高的透气率。

 

电子绝缘性:保证正负极的机械隔离。

 

抗氧化性:是指隔膜的化学性能比较稳定,不易被氧化。

 

浸润性:对电解液的浸润性好并具有足够的吸液保湿能力。

 

离子电导性:对电解液浸润性好,吸液率高,有利于提高离子电导率。而离子电导率受孔径大小、孔隙的均匀性、孔隙分布情况、膜对电解液的润湿能力等多因素的影响。

 

青岛蓝科途膜材料有限公司

 

青岛蓝科途膜材料有限公司成立于2016年,是青岛中科华联新材料股份有限公司控股子公司,国家高新技术企业,位于青岛西海岸新区中德生态园内,注册资金20000万元,主要从事湿法锂电池隔膜的工艺研发、制品生产和销售服务。

 

2018年4月,“青岛蓝科途新能源锂电池隔膜项目”入选青岛市2018年重点项目,2018年6月,被山东省新旧动能转换重大工程推进办公室评为“新旧动能转换重大项目库第一批优选项目”。山西蓝科途新材料科技有限公司年产五亿平方米隔膜项目列入2018年山西省重点工程。2018年8月6日,山西蓝科途新材料科技有限公司年产五亿平方米隔膜项目列入运城市“3515重大工程项目”。

 

蓝科途可提供湿法锂离子电池隔膜基膜、陶瓷涂覆隔膜、芳纶涂覆隔膜、PVDF涂覆隔膜等。产品具有厚度均匀性好、热收缩率小、拉伸强度高、产品质量稳定、性能指标一致性好等优点,在3C电子产品、新能源汽车、能量存储领域有广泛应用,得到国内外众多客户的认可与信赖。

 

文章摘自中国产业信息网 平安证券研究所

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2019年9月6日 16:38
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