锂电池隔膜是锂电池中的关键组成部分,它是一种具有绝缘性和良好离子透过性的薄膜,起到隔离电池正负极以防止短路的同时,允许锂离子通行从而完成电池的充放电循环。常见的锂电隔膜制备方法包括以下几种: - 干法拉伸法是通过物理拉伸的方式制备隔膜,原材料为高分子材料(如聚丙烯 PP 或聚乙烯 PE)。 - 材料在高温下被压延成薄膜,随后在机械力的作用下进行定向拉伸。
- 拉伸后的薄膜形成微孔结构,这些微孔可以让锂离子通过。
2. 湿法拉伸法:
- 湿法拉伸法与干法拉伸法类似,区别在于高分子材料会被溶剂和非溶剂的混合物浸泡。
- 在该混合物中,高分子形成凝胶状,随后进行机械拉伸。
- 拉伸制成的薄膜随后经过洗涤以去除残留的溶剂,最后经过烘干和定型处理。
3. 相转化法(相转移法):
- 利用高分子和溶剂的相转化原理,高分子在特定溶剂中全溶解。
- 然后通过控制蒸发速度或加入沉淀剂使材料从溶液中逐渐析出,形成多孔结构。
- 最终获得具有一定孔隙率和孔径分布的隔膜。
4. 电纺丝法:
- 电纺丝是一种使用高电压力使聚合物溶液喷射成丝的技术。
- 在电力作用下,高分子溶液从喷嘴喷出,形成极细的纤维并在收集板上形成网状结构。
- 纤维网经过烘干和热压处理,最终形成隔膜。
5. 纳米纤维自组装法:
- 利用特定材料的自组装性质,通过特殊工艺如电化学沉积,形成纳米纤维结构。
- 这种方法可以获得具有高孔隙率和均匀孔径分布的纳米纤维隔膜。
每种方法都有其特点,制备过程中要严格控制生产条件,包括高分子材料的选择、溶剂和非溶剂的配比、温度、拉伸速度等参数,以确保隔膜的性能符合锂电池的要求。目前,工业上常用的都是干法拉伸和湿法拉伸这两种相对成熟的制备方法。
锂电隔膜的质量对电池的安全性、稳定性和性能有着直接影响,因此隔膜技术的研究和发展仍然非常活跃。