锂电隔膜产业的9大问题

从2002年新乡市中科科技有限公司成立,我国锂电隔膜产业化之路已走过了15年。而隔膜的研发历程至少20年,几乎是经过了一代人的努力。而2017年,无疑是对新兴的电动汽车行业、锂电池行业以及锂电池相关材料行业具有重要影响的一年。与锂电池相关的上市公司在股市上都有不俗的表现;很多隔膜生产企业在这一年纷纷被上市公司争相并购。

从电解铝阴极炭块处理废水中回收冰晶石

在以浮选法处理电解铝阴极碳素内衬后产生的废水中添加不同含铝和含钠化合物来合成冰晶石,考察了不同因素对氟离子去除的影响。得到最佳反应条件为:AlCl_(3)与NaCl的物质的量比1∶3,pH 6,温度60 ℃。在此条件下,氟离子的去除效率最高,所获得的冰晶石最多。

逗号刮刀涂布流场理论分析与数值模拟

逗号刮刀转移涂布是锂电池极片生产中的一种常用的涂布方式,研究涂布设备上刮刀狭缝高度与涂布湿厚度的关系具有重要的理论意义和实用价值。首先将二维流体力学基本方程纳维-斯托克斯方程按适用于刮刀涂布的条件简化为一维的雷诺润滑方程,进而应用于逗号刮刀的涂布流场研究。在该流场内,结合流场几何参数,建立了逗号刮刀压力微分方程。然后,以刮刀流场进口和出口压力为零作为边界条件,积分求解该方程,得到了涂布湿厚度与流场几何参数的关系式。研究发现,涂布湿厚度Hw与刮刀狭缝高度H0的比值在几何参数K=R/2H0的取值范围(10~2000)内趋近于2/3(0.66)。即使逗号刮刀上游几何尺寸有明显差距,它的无因次压力-位置曲线也几乎是重合的。作为该理论的验证,以Fluent软件建立了锂电池极片涂布的2D模型,通过软件参数设置中改变刮刀辊、涂布辊的半径,以及刮刀缝隙、涂布速度、涂布浆料黏度等模拟参数,求解涂布厚度并模拟流场行为。软件模拟与理论计算得到涂布厚度和流场压力分布结果高度吻合。另外,两者结果也表明涂布湿厚度Hw与刮刀狭缝高度H0比值不受涂布浆料黏度变化和涂布速度变化的影响。本研究的结果可实际用于涂布技术人员对极片涂布厚度的预测,有助于提高极片涂布的效率并减少物料损失。

拉伸率对聚乙烯隔膜性能的影响

在5.5%~7.0%设置不同纵向和横向拉伸率组合,研究拉伸率对湿法双向拉伸聚乙烯隔膜抗拉强度、透气性、热收缩性和孔径形貌等性能的影响,并进行电池性能测试,以获得综合性能最优的参数。纵向和横向拉伸率越大,隔膜的抗拉强度、透气性越好,但热收缩性却越差,其中横向6.0%、纵向6.5%且极差率大于0.5%时,隔膜材料的纵向、横向抗拉强度分别为165 MPa、160 MPa,热收缩率低于2%、孔隙率均匀完整。使用该隔膜的电池,在电流为0.2 C、0.5 C、1.0 C、2.0 C和5.0 C时的放电比容量分别为158 mAh/g、152 mAh/g、144 mAh/g、134 mAh/g和121 mAh/g,具有相对较高的放电比容量和较好的倍率性能。

不同复合沉积方式制备导电海绵的研究

分别采用化学镀及电镀的方法在聚氨酯海绵表面沉积镍基纳米埃洛石管(Al_(4)[Si_(4)O_(10)](OH)_(8))复合镀层,研究了2种沉积方式所得导电海绵的阻燃及电磁屏蔽性能。扫描电镜观察表明电沉积样品表面镀层致密,严密包覆聚氨酯基体。锥形量热仪、四探针电导率仪和矢量网络分析仪的表征结果表明,电沉积镍基纳米埃洛石管复合镀层导电海绵具有良好的导电性及阻燃性,在5~9 GHz中高频段内具备优良的电磁屏蔽效能。

石蜡油添加比例对隔膜性能的影响

作为湿法隔膜工艺中重要的造孔剂,石蜡油的添加比例(即在隔膜制作时占原料的质量分数)与隔膜性能有较强的相关性。研究石蜡油在湿法双向拉伸聚乙烯隔膜制备工艺中添加比例对隔膜性能的影响,重点探讨隔膜孔隙率、拉伸强度、吸液率、孔径形貌及电池的电化学性能。石蜡油添加比例高于80%时,由于残油量过高,隔膜吸液率严重降低;比例低于75%时,因孔径过大导致隔膜拉伸强度严重降低;比例为75%时,可获得孔径均匀、吸液率达105%、拉伸强度为163 MPa的高性能隔膜,组装的电池以0.2 C倍率首次循环的放电比容量为136.2 mAh/g,循环100次的容量保持率为71.7%。

给电方式对聚乙烯薄膜电镀镍性能的影响

采用阳极端部给电及分布给电方式,研究了以立式电镀在聚乙烯(PE)薄膜表面沉积金属镍层的性能,探讨了给电方式对镀层均匀性、形貌、耐腐蚀性能以及在1~6 GHz频率下电磁屏蔽性能的影响。结果表明:在立式电镀中,端部给电方式的阳极面积有效利用率只有25%,而分布给电方式下高达98.5%,且分布给电可以获得晶粒细致均匀、耐蚀性较优、电磁屏蔽性能更稳定的导电聚乙烯薄膜。