锂电池用芳纶涂覆隔膜的制备及其性能

氮气气氛下,以对苯二胺、对苯二甲酰氯为单体,N-甲基吡咯烷酮为溶剂,氯化钙为助溶剂,合成了对位芳纶聚合物胶液。将芳纶胶液(固含量5%)和氧化铝(Al2O3)加入到N-甲基吡咯烷酮,进行高速分散,得到芳纶涂布液,将涂布液涂覆在聚乙烯多孔基材上,通过浸渍相反转的方法得到锂离子电池用芳纶涂覆隔膜。在芳纶基体中加入成核剂无机Al2O3后,能够促进异相成核,降低孔成核所需克服的自由能垒,增大相分离过程中成孔概率。结果表明,涂层中Al2O3的含量增大时,表面纤维致密性降低,孔尺寸增大,孔数量增多。当Al2O3与芳纶的质量比由1∶2变为5∶1时,单位涂层厚度Gurley值由33 (s/100 cm^(3))/μm减小至10 (s/100 cm^(3))/μm (减小了69.7%),透气度提升明显。当Al2O3与芳纶的质量比为1∶2时,热针刺面积由纯PE膜的6.22 mm^(2)减小至0.36 mm^(2),相较于PE膜减小了94.21%,与此同时,130℃下芳纶隔膜的热收缩率也相应减小,表明使用芳纶涂覆PE膜能够提升PE膜在锂电池中使用过程中的安全性能。

溶剂型多层复合隔膜的制备及其性能研究

将聚偏氟乙烯(PVDF)粉末和陶瓷氧化铝(Al_(2)O_(3))加入到二甲基乙酰胺(DMAC),进行高速分散,得到陶瓷/PVDF涂布液。采用陶瓷膜为基材,在其双面均匀涂覆陶瓷/PVDF涂布液,通过浸渍相反转的方法得到陶瓷混胶隔膜。与传统的商用陶瓷涂胶膜相比,PVDF凝胶层中加入无机陶瓷颗粒和丙烯酸酯类黏合剂,既能提高复合隔膜的正极黏结性能、热稳定性及离子传导性,降低复合隔膜的热收缩率,又能有效提高复合隔膜层间的剥离强度,降低复合隔膜的材料成本,复合隔膜具有综合性能表现,进而可提升锂电池的使用性能。复合隔膜剥离强度为125 N/m,是同等类型陶瓷涂胶膜的5倍。黏接强度由陶瓷膜的0.1 N/m提升至11.3 N/m,吸液率由85%提升至108%,提高了27%。溶剂型多层复合隔膜均通过全面的试验验证,并成功侧应用到锂电池产品中。

锂离子电池用溶剂型PVDF混涂隔膜制备及性能

将聚偏氟乙烯(PVDF)粉末和氧化铝(Al_(2)O_(3))加入二甲基乙酰胺中进行高速分散,得到溶剂型PVDF涂布液,将涂布液涂覆在聚乙烯多孔基膜上,通过浸渍相反转的方法得到锂离子电池用PVDF混涂隔膜。将Al_(2)O_(3)、粘结剂、助剂和水混合搅拌均匀得到水系陶瓷浆料,在上述水系陶瓷浆料中添加PVDF得到水系PVDF混涂浆料,使用研磨设备使浆料分散均匀,在聚乙烯多孔基膜单面或两面均匀涂覆水系陶瓷浆料或水系PVDF混涂浆料,直接干燥得到水系陶瓷涂覆隔膜和水系PVDF混涂隔膜。探究了三种隔膜的粘接强度、吸液保液能力等性能。结果表明,溶剂型PVDF混涂隔膜的粘接强度为11.5 N/m,是同等规格水系PVDF混涂隔膜(0.85 N/m)的13倍,而水系陶瓷涂覆隔膜几乎无粘接性能;溶剂型PVDF混涂隔膜的剥离强度达到了205 N/m,比水系PVDF混涂隔膜提高了55%,同时,对电解液的吸液率和保液率也分别提升了35%和31%。

动力锂离子电池复合隔膜研究进展

介绍了锂离子电池隔膜的主要作用及性能,阐述了复合隔膜主要制备方法中共挤复合、涂覆、热轧、非织造和凝胶填充复合工艺方法。针对动力锂离子电池对隔膜耐热性、电解液浸润性及力学性能等方面较高的要求,对3层共挤隔膜、涂覆膈膜、热轧复合隔膜、静电纺丝复合隔膜及凝胶填充复合隔膜的研究成果进行了综述,并讨论了此类复合隔膜的特点和在电池中的应用情况。最后,对隔膜产品的发展前景进行了展望。