某锂离子电池隔膜企业职业健康风险评估

目的 对某锂离子电池隔膜企业职业病危害因素所导致的职业健康风险进行评估,为该企业职业病危害风险管理提供理论依据。方法 2024年3—4月选择某锂离子电池隔膜企业进行职业卫生现场调查,采用直接测量法、接触指数法及风险评估指数法,对职业病危害因素的暴露级别进行职业健康风险评估。结果 直接测量法显示,职业病危害因素检测结果均符合职业接触限值;化学因素接触指数法显示,接触石蜡烟、氧化铝粉尘的岗位为低风险,接触二氯甲烷、聚乙烯粉尘、膨润土粉尘、一氧化碳的岗位均为中等风险;物理因素风险评估指数法显示,接触噪声、高温的岗位均为中级别风险;三种评估方法均能识别关键岗位,并且与体检结果基本保持一致。结论 该企业生产过程中存在的各种职业病危害因素对劳动者健康造成不良影响,职业病危害风险管理应根据不同的风险水平采取相应的风险控制措施。

退火对PE-UHMW湿法锂离子电池隔膜的影响

在锂离子电池的组成材料中,隔膜是关键的内层组件之一,隔膜是具有纳米级微孔结构的高分子功能材料,隔膜的性能对于电池的整体性能有着至关重要的影响,包括理化特性、力学性能、热性能及电化学性能等多个方面,其中,孔径大小与分布的均一性对电池性能有直接的影响,孔径分布越窄、越均匀,电池的电性能越优异。目前,商用锂电池隔膜以微孔聚烯烃膜为主,但聚烯烃膜的孔径大小难调控,限制了锂离子在锂电池正负极之间的传输效率。使用热致相分离法制备铸片,用退火的方式对铸片进行处理,并结合同步双轴拉伸工艺制备了孔径可调的超高分子量聚乙烯(PE-UHMW)锂离子电池隔膜,并通过差示扫描量热仪、X射线衍射仪、扫描电子显微镜、高温凝胶色谱仪、万能拉伸机和孔径分布仪等表征了PE-UHMW锂离子电池隔膜的基本性能,并对其退火机理进行了研究。结果表明,铸片退火后消除了挤出后一面接触冷辊一面接触空气形成的差异,经双向拉伸制备的隔膜结晶度和晶粒尺寸增大、力学性能更高、孔径增大、孔径分布更均匀。

静电纺PAN/CNCs锂离子电池隔膜复合材料的碳化工艺探究

隔膜是锂离子电池结构中的关键组件,开发以生物基原料为主的电池隔膜对电池行业的绿色可持续发展有重要意义。本文以纤维素纳米晶(CNCs)和聚丙烯腈(PAN)为主要材料,通过静电纺丝技术制备PAN/CNCs复合纤维膜,并对所得纤维膜进行预氧化及碳化处理,得到碳化复合膜。对所得碳化复合膜的结构与性能进行测试分析,探究电纺溶液组成、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)添加和预氧化-碳化工艺参数对其结构性能的影响。结果表明,PAN/CNCs质量比、PVP的加入和预氧化温度对复合膜形貌结构影响很大,而碳化温度则会影响复合膜的石墨化程度和电导率。

锂离子电池隔膜专用聚丙烯T 98系列产品的性能及其应用

为满足国内锂离子电池隔膜专用料的市场需求,中国石油独山子石化公司采用Spheripol双环管工艺生产出锂离子电池隔膜专用聚丙烯(PP)T 98系列产品,剖析了T 98 G/T 98 F/T 98 D/T 98 CD等产品的基础性能、力学性能、热性能、相对分子质量及其分布以及隔膜制品性能。结果表明:与进口典型对标试样相比,T 98系列产品的氧化诱导时间(约38 min)较长,数均分子质量(约12.0×10^(4))更大,相对分子质量分布(约3.1)更窄;T 98 F/T 98 G适用于干法双向拉伸工艺,T 98 D/T 98 CD适用于干法单向拉伸工艺;与进口试样制品相比,T 98 D/T 98 CD生产的锂离子电池隔膜制品透气层间极差分别降低8.8%,19.8%,纵向拉伸强度分别提高11.6%,25.4%,隔膜孔径集中度好、分布均匀、无明显双峰。

生物基聚合物材料在锂离子电池隔膜中的可行性探讨

随着锂离子电池的广泛应用,对高性能隔膜材料的需求也越来越迫切。传统隔膜材料如聚丙烯(PP)和聚乙烯(PE)存在成本高、性能有限、环境污染等问题。生物基聚合物材料具有可再生、可降解、环境友好等优点,为锂离子电池隔膜材料的开发提供了新解决思路。本文从生物基聚合物材料的种类、制备方法、性能、应用等方面入手,先对生物基聚合物材料在锂离子电池隔膜中的应用进行研究,并展望了生物基聚合物材料隔膜的未来发展趋势。

锂离子电池隔膜研究与应用进展

隔膜是锂离子电池的核心关键材料之一,其性能决定了电极的界面结构、电池的内阻和注液量等,进而影响电池的倍率、循环及安全性能等特性。介绍了聚烯烃微孔膜、无纺布隔膜及涂层复合隔膜的制备方法、结构特征及其优缺点,评述了隔膜制备的关键技术和关键工艺。并对锂离子电池隔膜的改进方式和发展方向提出了建议和展望。

PAN-PVDF复合增强静电纺锂离子电池隔膜

静电纺丝纳米纤维膜作为锂离子电池隔膜使用时具有优良的性能,但是由于纤维间抱合力较小,强度较低,其应用受到了极大限制。通过耐高温相PAN与低熔点相PVDF两种聚合物混纺,并经过适当的热压后处理,使PVDF部分熔融形成点粘结,制备PAN-PVDF复合纳米纤维膜,并测试其相关性能。发现在保留静电纺膜优良性能的前提下,其强度相对处理前提高了近10倍,并表现出良好的电化学性能:室温下离子电导率达到1.32×10-3S/cm,聚合物电解质分解电压高达5.24 V,界面阻抗仅为45Ω,0.2 C首次放电比容量高达152 m Ah/g,综合性能远优于美国CELGARD2400。

EVOH-SO_3Li/PET电纺锂离子电池隔膜电化学性能

采用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)与乙烯-乙烯醇共聚物的磺化物(EVOH-SO_3Li)进行交替静电纺丝,制备EVOH-SO_3Li/PET复合锂离子电池隔膜,通过扫描电子显微镜对隔膜的微观形貌进行观察,并利用IM6型电化学工作站对隔膜的电化学性能进行分析测试。结果表明:EVOH-SO_3Li/PET纤维膜的平均直径为387nm,两种纤维均呈现均匀的网状结构。相比纯EVOH-SO_3Li纤维,改性后EVOH-SO_3Li/PET复合纤维之间粘连现象明显降低,且纤维表面更加光滑,纤维间孔隙增大;组装的锂离子电池的电化学稳定窗口为5.3V,界面阻抗降至212.31Ω,离子电导率则提高至2.347×10^(-3)S/cm,与EVOH-SO_3Li隔膜相比各项性能均有所提高。

锂离子电池隔膜及技术进展

介绍了锂电池隔膜的功能及影响其性能的因素。总结了近十年来在锂电隔膜研发和技术领域的热点,即高安全性、新材料、陶瓷涂覆和提高润湿性等。分析了包括3C锂电池及动力锂电池等两类电池对隔膜性能的要求,指出了3C锂离子电池隔膜需要往厚度更薄、孔隙率更高、耐热温度更高、均匀性更好等方向发展,动力锂电池则着重于提高能量密度,扩大电化学稳定窗口,提升耐高电压特性。并从聚烯烃改性、聚烯烃-陶瓷复合隔膜、新材料体系、新工艺方法等方面介绍了隔膜领域的主要技术进展。最后,分析并展望了我国隔膜产业的现状,指出在提高产能的同时,应更加注重对技术及工艺的自主研发以保证产品质量。

静电纺丝法制备PVDF锂离子电池隔膜工艺条件的研究

主要研究静电纺丝法制备PVDF锂离子电池隔膜的最佳纺丝条件。实验表明:纺丝浓度18%(wt,质量分数,下同),纺丝电压22kV,纺丝速率0.0007mm/s为静电纺丝制备PVDF隔膜的最佳纺丝条件。静电纺丝法制备PVDF锂离子电池隔膜与Celgard的PP/PE/PP三层隔膜相对比,静电纺丝法制备PVDF锂离子电池隔膜形貌较好,串珠结构更少。

取向增强复合锂离子电池隔膜的制备及其性能

为获得纵向拉伸性能优异的静电纺丝锂离子电池隔膜,首先在不同转速条件下制备聚丙烯腈(PAN)纤维膜,分析得出在700 r/min时,PAN纤维排列取向性最好。然后将在700 r/min条件下制备得到的PAN增强层纤维膜作为中间层,结合上下2层杂乱分布的聚酯(PET)纤维膜形成取向增强复合隔膜,在低速(100 r/min)条件下制备了PET/PAN/PET各向同性纤维膜作为对比膜。表征了2种隔膜的物理力学性能及电化学性能。结果表明:取向增强复合隔膜的吸液率为371%,热收缩率为4.1%,室温下离子电导率为0.553 mS/cm,电化学稳定窗口为5.27 V;由其制备的电池首次放电比容量为138.2 mA·h/g;纵向拉伸断裂强度为9.2 MPa,比对比膜提高了130%,该取向增强复合隔膜机械强度显著提高,综合性能优于PET/PAN/PET各向同性纤维膜。

纳米纤维素与木浆混抄制备锂离子电池隔膜的性能研究

以纳米纤维素和针叶木浆为原料,通过湿法造纸工艺,可以获得性能优异的纳米纤维素(NFC)隔膜。研究表明,与国产聚丙烯(PP)隔膜和美国Celgard 2400 PP隔膜相比,NFC隔膜具有较高的孔隙率、良好的润湿性、较高的吸液率,此外,NFC隔膜有很好的热稳定性,在200℃加热1 h后几乎没有收缩。

湿法无纺布型锂离子电池隔膜研究

以氧化包覆改性的聚丙烯纤维和棉纤维为主要材料,采用湿法无纺布抄造的方法制备出了锂离子电池隔膜.研究了不同纤维配比对隔膜的抗张强度、孔隙率、吸液率、保液率和热收缩等性能的影响,并对锂离子电池隔膜的形貌和电导率进行了分析.结果表明,当棉纤维与改性聚丙烯纤维的质量配比为1∶1时,其抗张强度达到1.647 1kN/m,孔隙率为45.45%,吸液率和吸液高度分别为687.3%和39.2mm,相应的保液率为121.3%,得到了性能良好的锂离子电池隔膜.通过热收缩性能测试得出,加入棉纤维可以提高隔膜的热稳定性.SEM结果表明,改性聚丙烯纤维与棉纤维之间相互交织形成隔膜,所得隔膜在电解液中的电导率为2.39×10^(-3) S/cm.

P(VDF-HFP)/Al_2O_3复合锂离子电池隔膜的电化学性能

通过在P(VDF-HFP)溶液中填充不同质量分数的Al2O3,采用静电纺丝法制备了P(VDF-HFP)/Al2O3复合隔膜,并考察分析了Al2O3含量对隔膜形貌、热收缩性、力学性能和电化学性能的影响。结果表明,复合隔膜的耐热收缩性、力学性能和电化学性能均有明显提高,热收缩率由4.67%下降到1.64%,断裂强度由3.52 MPa提高到8.25 MPa,电化学稳定窗口由4.63 V增加到5.32 V。以Li Co O2为正极材料,使用复合膜组装的电池首次放电比容量高达152.7 m Ah/g。

增强静电纺P(VDF-HFP)锂离子电池隔膜的电化学性能

采用静电纺丝法制备了P(VDF-HFP)/PEG复合纳米纤维膜,并对其进行热压处理,PEG成分熔融在纤维间形成粘结点,制备了P(VDF-HFP)增强纳米纤维(PFP)膜。相对于静电纺P(VDF-HFP)(PF)膜,PFP膜断裂强度提高了约2.19倍。考察并分析了PFP膜的热收缩性、电化学性能和组装电池的首次充放电性能。结果表明:PFP膜150℃、1 h热处理收缩率为6.40%,其室温离子电导率为1.30×10-3S/cm,聚合物电解质分解电压为4.94 V,电池首次循环放电比容量为134.4 m Ah/g。

EVOH-SO3Li/P(VDF-HFP)/HAP锂离子电池隔膜的制备及电化学性能

以聚偏氟乙烯-六氟丙烯(P(VDF-HFP))、纳米羟基磷灰石(HAP)和聚乙烯-乙烯醇共聚物的磺化物(EVOH-SO3Li)为原料进行高压共混静电纺丝,制备出EVOH-SO3Li/P(VDF-HFP)/HAP锂离子电池隔膜。利用FTIR,SEM,电化学工作站和电池检测系统对隔膜进行测试分析。结果表明:EVOH-SO3Li隔膜为粗细均匀的三维网络结构,加入P(VDF-HFP)和HAP后,EVOH-SO3Li/P(VDF-HFP)/HAP复合隔膜呈现出树枝形状的三维网状结构,提高了隔膜的孔隙率和吸液率,与纯EVOH-SO3Li隔膜相比,分别提高了37.5%和91.6%。同时表现出良好的电化学性能,组装的锂离子电池的电化学稳定窗口为5.65V,界面阻抗降至184.24Ω,离子电导率则提高至2.686×10^-3 S·cm^-1;在0.5 C放电电流下循环100次后容量保持率为96.69%,与EVOH-SO3Li隔膜相比各项性能均有所提高。

国内锂离子电池隔膜发展简析及建议

锂离子电池行业近年来呈爆发式增长,锂离子电池用隔膜材料的产业规模和技术水平也取得长足进步。本文介绍了锂离子电池隔膜的国内外市场和技术发展情况,并指出十三五期间锂电隔膜发展的潜力和发展建议。

静电纺锂离子电池隔膜改性研究现状

介绍了静电纺锂离子电池隔膜的微孔结构以及润湿性、离子电导率、电化学稳定性及热尺寸稳定性等性能。综述了静电纺锂离子电池隔膜的改性研究现状,对共混改性、复合改性、填充改性和离子液体改性等方法进行了评述,采用相关的改性方法可以提高电池隔膜的性能。

静电纺丝制备高强度聚偏氟乙烯锂离子电池隔膜

静电纺丝聚偏氟乙烯(PVDF)纤维膜具有比表面积大、孔隙率高和电解液润湿性好等优点,但聚合物纤维仅靠简单的搭接形成膜,相互之间的黏接力较弱,因而静电纺丝纤维膜难以满足隔膜在锂离子电池装配过程中的受力要求。文中通过增大静电纺丝接收装置的转速来提高PVDF纤维的取向度,使得纤维膜沿纤维取向方向的力学强度有效增强,然后在PVDF熔点温度以下将取向纤维膜90°交叉叠加后进行热压处理,得到纵、横2个方向拉伸强度均达到15.6 MPa的新型锂离子电池隔膜;交流阻抗测试表明热压处理后的PVDF取向膜离子电导率达到1.52 mS/cm,远高于商业PP隔膜,同时隔膜与锂电极之间的界面电阻也小于PP隔膜;充放电循环测试表明,使用热压PVDF取向膜装配的锂离子电池在0.2 C倍率循环50次之后,放电容量仍能达到140.1 mA·h/g,同时电池还展现出良好的大倍率放电性能。

锂离子电池隔膜材料专利概览

锂离子电池作为目前商用电池中的主要电池类型,在技术上已经较为成熟,并且在以动力电池为代表的大型电池以及以手机电池为代表的小型电池等多个方面均具有广泛的应用。锂离子电池的主要结构部件包括正极、负极、隔膜以及电解液。