锂离子电池隔膜及粘结剂基础知识.ppt

Editor: Frank Veken_Baowang FDFSFDF DF F 主要内容 锂离子电池隔膜简介 锂离子电池隔膜生产工艺 隔膜市场现状 隔膜部分生产设备 隔膜简介 锂离子电池对隔膜的要求 具有电子绝缘性，保证正负极的机械隔离； 有一定的孔径和孔隙率，保证低的电阻和高的离子电导率，对锂离子有很好的透过性； 耐电解液腐蚀，电化学稳定性好； 对电解液的浸润性好并具有足够的吸液保湿能力； 具有足够的力学性能，包括穿刺强度、拉伸强度等； 空间稳定性和平整性好； 热稳定性和自动关断保护性能好。 锂离子电池隔膜性能参数 ①厚度 对于消耗型锂离子电池（手机、笔记本电脑、数码相机中使用的电池），25微米的隔膜逐渐成为标准。然而，由于人们对便携式产品的使用的日益增长，更薄的隔膜，比如说 20 微米、18 微米、16 微米、甚至更薄的隔膜开始大范围的应用。 对于动力电池来说，由于装配过程的机械要求，往往需要更厚的隔膜，当然对于动力用大电池，安全性也是非常重要的，而厚一些的隔膜往往同时意味着更好的安全性，EV/HEV使用的是厚度为40微米左右的隔膜。 ③浸润度 为保证电池的内阻不是太大，要求隔膜是能够被电池所用电解液完全浸润，这与隔膜材料本身和隔膜的表面及内部微观结构相关。 粗略判断：取典型电解液（如 EC：DMC=1:1，1M LiPF6），滴在隔膜表面，看是否液滴会迅速消失被隔膜吸收 。 精确判断：用超高时间分辨的摄像机记录从液滴接触隔膜到液滴消失的过程，计算时间，通过时间的长短来比较两种隔膜的浸润度。 ④化学稳定性 要求隔膜在电化学反应中是惰性的，且对强还原、强氧化不活泼，机械强度不衰减，不产生杂质。一般认为，目前隔膜用材料PE或PP可满足化学惰性要求。 复合隔膜 此种隔膜有两层（PP/PE）隔膜、三层(PP/PE/PP）隔膜。三层膜在温度升高时，中部的PE在130度熔化收缩造成热关闭，但是由于外部的PP熔化温度为160度，隔膜还可以保持一定的安全性，因此三层膜也较适用于动力电池。目前Celgard与UBE掌握此种技术及专利权。 隔膜市场的现状 锂离子电池粘接剂 粘接剂的作用及性能；??????? (1)保证活性物质制浆时的均匀性和安全性；??????? (2)对活性物质颗粒间起到粘接作用；??????? (3)将活性物质粘接在集流体上；??????? (4)保持活性物质间以及和集流体间的粘接作用；??????? (5)有利于在碳材料(石墨)表面上形成SEI膜。 锂离子电池粘接剂 对粘接剂的性能要求；??????? (1)在干燥和除水过程中加热到130—180℃情况下能保持热稳定性；??????? (2)能被有机电解液所润湿；??????? (3)具有良好的加工性能；??????? (4)不易燃烧；??????? (5)对电解液中的LiClO4、LiPF6等以及副产物LiOH，Li2C03等稳定； ??????? (6)具有比较高的电子离子导电性；??????? (7)用量少，价格低廉； 锂离子电池粘接剂 以往的镍镉、镍氢电池，使用的电解液是水溶液体系，粘接剂可以使用PVA，CMC等水溶性高分子材料，或PTFE的水分散乳液。锂离子蓄电池电解液是极性大(因此溶解能力和溶胀能力高)的碳酸酯类有机溶剂体系，粘接剂必须能耐碳酸酯(至少是不溶解)，而且必须满足上述的几点要求，特别是必须满足在电化学环境中的稳定性，在负极中处于锂的负电位下不被还原，在正极中发生过充电等有氧产生的情况下不发生氧化。 锂离子电池粘接剂 锂离子电池中的特点是伴随充放电过程，锂在活性物质中的嵌入—脱出引起活性物质的膨胀—收缩(如石墨的层间距变化达到10％一11％)，要求粘接剂对此能够起到缓冲作用。锂离子电池的电极在干燥过程中加热温度最高可以达到200℃，粘接剂必须能够耐受这样高的温度。 The End! * 锂离子电池隔膜及粘结剂基础知识 在锂离子电池中，隔膜的作用主要有两个方面：一方面起到分隔正、负极，防止短路的作用；另一方面，隔膜能够让锂离子通过，形成充放电回路。 隔膜性能的优劣直接影响着电池内阻、放电容量、循环使用寿命以及安全性能。隔膜越薄，孔隙率越高，电池内阻越小，高倍率放电性能越好，性能优异的隔膜对提高电池的综合性能具有重要的作用。 锂离子电池隔膜作用示意图 锂离子电池隔膜实物图 ②透气率 MacMullin 数 ：含电解液的隔膜的电阻率和电解液本身的电阻率之间的比值 。此数值越小越好，消耗型锂离子电池的这个数值为接近 8。 Gur