鋰離子電池作為現(xiàn)代高端應(yīng)用的重要能量來源,其性能與壽命的關(guān)鍵在于隔膜的品質(zhì)。隔膜除了承受電池內(nèi)部的壓力外,還需要實現(xiàn)阻止正反兩極之間的直接接觸,以及允許離子和電荷通過的特定通路。隔膜的材料和制造工藝影響著整個電池的可靠性、安全性、使用壽命和功率密度等方面。
1.鋰離子電池隔膜種類
根據(jù)不同的材質(zhì)和纖維結(jié)構(gòu),常見的鋰離子電池隔膜可以分為以下幾類:
- 聚烯烴(PP)隔膜:具有優(yōu)異的機(jī)械強(qiáng)度和穩(wěn)定的化學(xué)性能,廣泛應(yīng)用于消費類電子產(chǎn)品和動力電池。
- 聚丙烯膜(PE)隔膜:與PP隔膜相比,具有更高的電荷-電荷拒擋離子通道密度和更好的耐溫性能。適用于高功率和高溫環(huán)境。
- 復(fù)合陶瓷隔膜:采用氧化鋁或硅藻土作為纖維增強(qiáng)材料,在高溫下保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和較低的擴(kuò)散系數(shù)。適用于高功率、長壽命和高溫應(yīng)用。
- 有機(jī)硅(SiOx)隔膜:具有優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性和耐溫性能,在高功率和長壽命電池中表現(xiàn)出色。
2.鋰離子電池隔膜制造工藝的優(yōu)缺點
不同的制造工藝影響著隔膜的厚度、孔隙率等特性,從而影響著電池的性能和可靠性。常見的隔膜制造工藝包括:
- 干法制膜:利用高分子材料或有機(jī)硅材料通過溶液或氣相沉積形成隔膜。優(yōu)點是工藝簡單,成本低廉,但孔隙率和初始抗拉強(qiáng)度較低,適用于低功率應(yīng)用。
- 濕法制膜:將聚合物原材料或納米顆?;旌系綉腋∫褐?,通過壓制、滾筒、擠出等方式形成隔膜。具有良好的孔隙結(jié)構(gòu)和機(jī)械性能,可在一定程度上控制隔膜的厚度和孔徑,適用于各種電池應(yīng)用。
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