锂电池耐高温隔膜——商业化发展?

来源:钜大LARGE    2017-11-06    点击量: 174
      锂电池隔膜在电池中起着很重要的作用,在锂电池中,它主要是用来分隔锂电池中的正负极,防止其发生短路的情况,所以在锂电池的安全上起着重要的作用。通常来说,隔膜的考察因素有以下几个方面:闭孔温度、破膜温度,、厚度、孔隙率、热稳定性、孔径及分布、穿刺强度、化学稳定性、浸润度、透气率。在电池领域,对于隔膜的研究,也主要是从这几个方面入手。
      据目前来看,市场上大规模应用的锂离子电池隔膜主要是聚烯烃类有机隔膜,这种隔膜生产成本低、力学性能和电化学稳定性均较好,但孔隙率偏低,对电解液的润湿性和热稳定性都较差,可能导致电池短路,严重时可引发火灾或爆炸等事故。
      不久前,中国科学院上海硅酸盐研究所研究员朱英杰带领的团队,与华中科技大学教授胡先罗带领的团队合作,在此前羟基磷灰石超长纳米线新型无机耐火纸的研究工作基础上,研发出一种新型羟基磷灰石超长纳米线基耐高温锂离子电池隔膜。据电池中国网了解,该电池隔膜热稳定性高、耐高温、阻燃耐火,在700℃的高温下仍可保持其结构完整性,在150℃高温环境中能够保持正常工作状态。
      日本三菱制纸株式会社则以无纺布为原料,开发新的隔膜,将陶瓷粒子涂敷在聚酯纤维构成的无纺布隔膜上,以增强电池隔膜的耐高温性能,其可耐三倍高温(达到470℃)。2018年,预计在日本高砂工厂投入近30亿日币设备,年生产能力增至3300万平方米。
      正是由于隔膜对解决锂电池爆炸问题所起的关键作用,西南石油大学材料工程与科学学院的一个项目团队也从隔膜的材料入手,研发出天然木质纤维素锂离子电池隔膜,经过性能测试,与世界上先进的隔膜产品相比,天然木质纤维素锂离子电池隔膜具有绿色环保、高效安全、工艺简便、成本低廉的优势。该项目团队负责人介绍,采用这种新材料,每张手机锂电池的隔膜生产成本只要一毛钱。
      新研发的隔膜产品,只有实现商业化生产,研发工作才能实现最大价值。中国科学院上海硅酸盐研究所研发的新型羟基磷灰石超长纳米线基耐高温电池隔膜,还有望应用于钠离子电池、超级电容器等多种类型的耐高温电池和储能电池体系中。日本三菱制纸株式会社开发的无纺布隔膜预计2018年量产,据了解,西南石油大学研发的天然木质纤维素锂离子电池隔膜也在寻求商业化合作。

 
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