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锂离子电池隔膜

实验指南    2021-09-18 15:07

锂电池隔膜,静电纺丝,纳米材料,电极材料

非织造布系列的锂电池隔膜目前主要的制备方法就是静电纺丝方法,而且以目前的技术来看,静电纺丝法可实现纳米纤维规模化生产,适用于多种高分子材料纳米纤维的植被,具有其他纳米纤维制备方法无法比拟的特点:

  1. 相对而言,静电纺丝设备加工的精度要求不高,加工成本较低;

  2. 设备操作简单,构造结构简单,易拆卸易维护,维护维修成本低廉;

  3. 静电纺丝工艺便于通过在基材表面进行原位纺丝制备复合膜;

  4. 静电纺丝的生产效率可通过设备改造和工艺的完善进一步提高,具有客观的工业化生产潜力;

  5. 静电纺丝法制备的无纺布型锂离子电池隔膜与聚烯烃薄膜型的隔膜相比,它的结构特点是呈现三维孔的结构,有研究者认为,该结构可有效避免因为针孔造成的短路现象,并有效提高透气性、孔隙率、保液率、电化学稳定性等。一般薄膜型隔膜的孔隙率在40%左右,而无纺布型的隔膜材料可以达到60%以上,由于其结构上的特点,在保液率等性能方面更具优势。

PVDF材料为例,用静电纺丝工艺制备的PVDF

电池隔膜在结构和性能上一般具有以下特点:

  1. 孔隙率可控:40-80%

  2. 厚度可控:20-50μm

  3. 通透性3D

  4. 浸润性好;

  5. 持液率高:400~700%

  6. 热稳定好:通过150℃;

  7. 电化学性能稳定;

  8. 倍率性能好:可满足10C以上大电流放电;

  9. 循环寿命高。