1、锂离子电池对隔离膜的要求,,深圳邦凯新能源股份有限公司,吴华斌,目录,,一、锂离子电池隔膜的现状,据亚化咨询数据显示，2011年，日本企业占据锂电池隔膜市场的份额超过50%，美国企业占据28%以上，韩国为12%，中国企业约为6%。,全球锂电池隔膜的市场份额,,我国锂离子电池隔膜市场容量,数据来源：国家信息中心/模型预测及专家整理,,隔膜的锂离子电池应用领域,数码电池,电动工具电池,动力/储能电池,,二、锂离子电池隔膜的分类,按产品材质分类：,PE（聚乙烯）PP（聚丙烯）PP/PE/PP（三层复合膜）,按制作工艺分类：,干法湿法,,干/湿法隔膜制作工艺：,干法工艺：由凝结核造成结晶缺陷或不加成核
2、剂通过控制造成不均匀结晶，用机械外力造成结晶缺陷处破裂形成微孔的加工方式； 湿法工艺：由不同相物质混合成均相混合物，然后进行抽提一种物质的加工方式。,,,Wet V.S Dry,,三、锂离子电池隔膜的性能要求,,,,隔膜厚度,隔膜的厚度均匀性直接影响隔膜卷的外观质量以致内在性能；其中横向厚度均匀性尤为重要。隔膜厚度一般要求控制在1m以内,厚度不均匀可能会造成的影响：,收卷不整齐,隔膜拉伸张力不一致,螺旋,收缩率,收缩率与隔膜的抗拉强度存在有正相关性，尤其是横向强度，过大会导致横向收缩率增大，而这种收缩将会加大电池在受热时正、负极接触的机率。,热冲击13030min,外部短路,隔膜收缩,隔膜收缩
3、,,,穿刺强度,锂电池在充放电过程中正负极片会发生厚度变化，隔膜因此受到一定的压力，由于极片表面为微小的凹凸面，为防止极粉的接触短路，隔膜须具备一定的抗穿刺强度。电池厂家一般用该数据来表征隔膜在装配过程中发生短路的概率，一般穿刺强度值在300-500g。,测试条件：速度值：10010mm/min D1.0mm圆头探针,,透气性与孔隙率,隔膜透气性的大小是隔膜孔隙率、孔径、孔的形状及孔曲折度等隔膜内部孔结构综合因素影响的结果。孔径一般在0.03-0.12um。孔径太小增加电阻，孔径太大易使正负极接触或被枝晶刺穿短路，同时会加大自放电性能。 孔隙率在3845%之间。,干法,湿法,,浸润性及润湿速度
4、,较好的润湿性有利于提高隔膜与电解液的亲和性，扩大隔膜与电解液的接触面，从而增加离子导电性，提高电池的充放电性能和容量。隔膜对电解液的润湿性可通过测定其吸液率和持液率来衡量。,测试方法：1. 称重法：将隔膜纸浸泡在电解液中，称取前后隔膜的重量；2. 吸附法：将电解液滴在隔膜的表面上，测量其所被吸收的时间；3. 润湿速度：将隔膜一端浸泡在电解液中，观察在一定时间内电解液所上升的高度或上升一定高度所需的时间,,化学稳定性,隔膜在电解液中应当保持长久的稳定性，不与电解液和电极物质反应。其化学稳定性是通过测定耐电解液腐蚀能力来评价的。,隔膜正常,循环后电池,,热稳定性,当温度升高的时候，隔膜应当保持原
5、有的完整性和一定的力学性能，发挥隔离正负极，防止短路的作用。,隔膜完好,,闭孔温度/破膜温度,目前锂电池用隔膜一般都能够提供一个附加的功能，就是热关闭。这一特性可以为锂离子电池提供一个额外的安全保护。该功能主要参数为闭孔温度和破膜温度。闭孔温度是微孔闭合时的温度，即为闭合温度。指电池内部发生放热反应自热、过充或者电池外部短路时，这些情况都会产生大量的热量。由于聚烯烃材料的热塑性，当温度接近聚合物熔点时，微孔闭合形成热关闭，从而阻断离子的继续传输而形成断路，起到保护电池的作用。一般PE膜为130-140，PP膜为150。破膜温度是指电池内部自热，外部短路使电池内部温度升高，超过闭合温度后微孔闭塞
6、阻断电流通过，热熔性能温度进一步上升，造成隔膜破裂、电池短路。破裂时的温度即为破膜温度。做为锂电池厂家都希望隔膜有较低的闭孔温度和较高的破裂温度。,,闭孔温度/破膜温度,不同材质隔膜的闭孔温度与破膜温度,备注：Sample0 PP/PE/PP；Sample1-2 PE；Sample3-5 PP,锂离子电池隔膜发展趋势：应用,数码产品： 手机/PDA/对讲机 数码相机/摄像机 笔记本电脑 便携式DVD GPS,性能追求： (1)高容量 (2)高倍率 (3)高安全性 (4)多功能化,四、锂离子电池隔膜的未来发展,隔膜：高安全性、耐热性（特殊物质涂覆隔膜）更薄隔膜(9m)多功能复合薄膜,动力工具、设备，储能装置： (1)电动工具 (2)电动自行车等 (3)电动汽车 (4)风能、太阳能储能设备,,Thank You !,激情！ 创新！ 责任！ 奉献！,
