“湿法+涂覆”成主流,陶瓷隔膜究竟好在哪?
从基膜选择(通常用的隔膜直接涂覆效果并非理想,严格说,需要配合电池体系,单独开发),到高精度涂布设备、陶瓷颗粒的选择、涂布工艺控制与电池系统匹配等都需要经过严格的验证和试验才能保障获得较好的涂覆效果。
陶瓷隔膜
陶瓷隔膜是以基膜为基体,表面涂覆一层Al2O3、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。
陶瓷隔膜优势
1、可提升隔膜的热稳定性、改善其机械强度,防止隔膜收缩而导致的正负极大面积接触;
2、能提高其耐刺穿能力,防止电池长期循环锂枝晶刺穿隔膜引发的短路;
3、陶瓷涂层的孔隙率大于隔膜的孔隙率,有利于增强隔膜的保液性和浸润性,从而延长电池循环寿命。
陶瓷隔膜涂覆工艺
涂覆工艺使用的浆料由陶瓷颗粒、粘结剂、溶剂和表面活性剂按一定配方配成。
陶瓷颗粒通常使用氧化铝,一些厂商也使用二氧化硅、氧化镁、氧化钙等作为陶瓷颗粒。陶瓷粉的品质分为高纯(99.99%,粒径 0.3-1.0μm)和精制(99.7%,粒径 0.3-2.5μm)。
其中前者不需要进一步研磨加工,在浆料中分布均匀;后者分散性相对较差,可以直接用于生产性能要求相对较低的涂覆隔膜,但对于定位较高的产品需要进一步研磨加工,这对涂覆厂商的工艺要求较高,需要稳定控制。
按一定顺序在高速搅拌机中混合,形成混合浆料,即可用于涂布。对于水性涂覆工艺,涂覆完成后需要在高相对湿度环境中预凝固、水洗、烘干得到成品;对于油性涂覆需要专门回收溶剂。
除了常见的单层涂覆隔膜,一些厂商也在积极开发多层复合隔膜,以求更高的稳定性、吸液量和锂离子传导能力。这类隔膜的基本思路是在基膜上涂覆两层或多层不同材料的涂层,达到优秀的复合性能。
动力电池发展方向为高输出、高容量、快充电的模式,对隔膜涂覆技术及工艺要求也会更加的多样化,配方的不断创新也将成为涂覆的核心竞争力。
文章摘自电池材料网
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