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鋰電池隔膜材料的分析

鉅大LARGE  |  點擊量:1378次  |  2021年04月28日  

隔膜是鋰電池的重要組成部分之一,通常也被成為電池隔膜、隔膜紙、離子分離膜等。隔膜是鋰電池的重要組成部分,近年來隨著隔膜成功國產化后價格迅速下降,在鋰電池材料總成本的占比也有所下降,一般在7-15%左右。未來隔膜材料復合化也是性能提升的重要手段。

鋰電池隔膜的關鍵材料的分析

聚對苯二甲酸乙二酯

聚對苯二甲酸乙二酯(PET)是一種機械性能、熱力學性能、電絕緣性能均優異的材料。PET類隔膜最具代表性的產品是德國Degussa公司開發的以PET隔膜為基底,陶瓷顆粒涂覆的復合膜,其表現出優異的耐熱性能,閉孔溫度高達220℃。

聚酰亞胺

聚酰亞胺(PI)同樣是綜合性能良好的聚合物之一,具有優異的熱穩定性、較高的孔隙率,和較好的耐高溫性能,可以在-200~300℃下長期使用。其次,由于PI極性強,對電解液潤濕性好,所制造的鋰電池隔膜表現出極佳的吸液率。靜電紡絲制造的PI隔膜相比于Celgard隔膜具有較低的阻抗和較高的倍率性能,0.2C充放電100圈后容量保持率依然為100%。

間位芳綸

PMIA是一種芳香族聚酰胺,在其骨架上有元苯酰胺型支鏈,具有高達400℃的熱阻,由于其阻燃性能高,應用此材料的隔膜能提高鋰電池的安全性能。此外,由于羰基基團的極性相對較高,使得隔膜在電解液中具有較高的潤濕性,從而提高了隔膜的電化學性質。

聚對苯撐苯并二唑

新型高分子材料PBO(聚對苯撐苯并二唑)是一種具有優異力學性能、熱穩定性、阻燃性的有機纖維。其基體是一種線性鏈狀結構聚合物,在650℃以下不分解,具有超高強度和模量,是理想的耐熱和耐沖擊纖維材料。

鋰電池隔膜材料分析—兵家必爭之地

鋰電作為新能源汽車發展的動力支撐,可謂是全球新能源汽車企業的“兵家必爭之地”。

鋰電池的結構中,隔膜是關鍵的內層組件之一。隔膜的性能決定了電池的界面結構、內阻等,直接影響鋰電池的容量、循環以及安全性能等特性。而隔膜的材料決定了隔膜的特性。對于鋰電池系列,由于電解液為有機溶劑體系,因而需要有耐有機溶劑的隔膜材料,一般采用高強度薄膜化的聚烯烴多孔膜。

隨著科技水平日新月異的發展,消費電子產品廣泛應用并且高頻迭代,新能源汽車在政策驅動下迅速推廣普及,鋰電池作為綠色環保能源的價值凸顯。隔膜是組成鋰電池的四大關鍵材料之一,它將鋰電池的正負極分開,防止短路,并且允許鋰離子通過,保障鋰電池充放電功能的實現。因此,隔膜對于鋰電池的質量和安全性能有著重要的影響。

通過對國內外鋰電池隔膜十年來的專利情況的分析,我們認為日本企業技術水平領先,幾乎處于壟斷地位。國內鋰電池隔膜企業起步較晚,但專利成果產出多于大專院校或科研院所。隔膜材料種類將朝著多元化的方向發展,不僅僅局限于聚乙烯和聚丙烯類。隔膜結構形態調控正在研發中,但目前要克服生產率低,成本高的劣勢。未來隔膜材料復合化也是性能提升的重要手段。

上市公司進軍鋰電池隔膜領域,行業競爭將日趨激烈。就在此前不久,已有創新股份、璞泰來等多家上市公司發布公告,表示要大規模進軍鋰電池隔膜領域。這既反映出隔膜行業技術日益成熟,正吸引越來越多的企業進入,也預示著行業競爭將日趨激烈。

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