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干法是常用的制备工艺,方法简单且无污染,但是孔径及孔隙率较难控制,拉伸比较小,隔膜不能太薄。干法的锂离子电池隔膜存在的主要问题是温度升高时隔膜易收缩甚至熔化,严重威胁到动力锂离子电池的安全。
(2)湿法:
湿法又称相分离法或热致相分离法,是近年来发展起来的一种常用的制备微孔膜的方法。热致相分离法是通过热塑性和结晶性聚合物和某些高沸点的小分子化合物(稀释剂)在较高温度时形成均相溶液。
在温度降低时发生固—液或液—液分离,脱除稀释剂后形成聚合物多孔膜。湿法可以较好的控制孔径及孔隙率,但湿法制备的设备要求精度高,投入大,生产成本和难度也要高于一般的薄膜制备技术。
(3)新型制备方法
辐射法是指高分子膜经电子线、γ射线等辐照,在离子通过的路径上由于高密度能量沉积使其周围原子电离和激发,导致聚合物分子的长链断裂、重排和产生自由基,在此区域内材料有较高的化学反应能力,可以通过化学试剂蚀刻形成孔洞。
另外,基于静电纺丝法的高能离子电池隔膜系统主要包括了喷丝头、高压发生器以及输液系和接丝系统,接丝系统和喷丝头相互作用而形成的高压静电场中,高分子溶液的流束被分割为若干细流,从而使溶剂挥发,并在接丝系统中形成纤维膜,具有良好的孔隙率与机械强度。
总结:
在技术发展领域,隔膜已从单一的聚烯烃类材料向多种材料、复合材料的方向发展,从简单结构向复杂结构发展。对隔膜的研究目标是提高电池的安全性、保证电池功率性能的充分发挥。在锂电池向更高比能量体系发展的进程中,新型隔膜发展的机会将进一步显现。
2016年全球锂电池隔膜销量将达到18亿平方米,应用于动力电池隔膜比例将大幅上升。但国内的高端隔膜市场仍然以进口产品为主,锂电池隔膜由于投资风险大、技术门槛高,一直未能实现国内大规模生产,成为制约我国锂电池行业发展的瓶颈。
为此,我国的科研单位和相关企业需要加强沟通和协作,通过产、学、研相结合为隔膜技术的提高乃至动力电池技术的提高做出该有的贡献,实现中国新能源汽车的弯道超车。
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