隔膜是钠电池的四大主要材料之一,作为绝缘层和半透层,是钠电池不可或缺的核心组件。

认识钠电池之隔膜

一、钠电池隔膜基本沿用锂电池隔膜,主要包括PP膜和PE膜

良好的隔膜应具有丰富的孔洞结构、均匀的孔径分布、合适的厚度、达标的机械强度、合适的孔隙度、良好的热传导性和碘化学稳定性,有助于促进钠离子传导。PP膜、PE膜由于耐腐蚀性强、强度高等优点,被广泛应用锂电池中。由于钠电池技术与锂电池一脉相承,所以目前钠电池基本沿用锂电池隔膜。

目前,商业化锂电池隔膜主要是聚乙烯(PE)隔膜、聚丙烯(PP)隔膜以及 PE 和 PP 复合多层微孔膜。

二、隔膜生产分干法和湿法两种工艺

 

其中,干法隔膜生产工艺又分单拉和双拉两种技术。2008 年,星源材质自主研发成功干法单向拉伸技术,并取得专利技术。干法双向拉伸技术由中国科学院化学所自主研究开发,但因性能不佳,目前已很少应用。干法工艺设备成熟,流程相对简单,因几乎没有热收缩现象而具有较高的安全性,同时,成本较低,适用于储能、消费电池以及磷酸铁锂类动力电池领域。

湿法隔膜较干法的成本高,但孔隙率、孔径的均匀性和透气性更好,可以生产出更轻薄的隔膜。

三、湿法+涂覆是隔膜的发展趋势

 

聚烯烃隔膜存在非常明显的缺点,比如,热稳定性差,因此,对聚烯烃隔膜进行涂覆改性成为趋势方向。

涂覆,通俗地说,就是在原来的隔膜上涂一层新物质,以改善它的性能,经涂覆后,薄膜耐热性和耐穿刺强度都有显著改善,从而缓解了动力电池快充放热,隔膜热收缩造成电池正负极接触、燃烧、爆炸的安全问题。

湿法隔膜占比的提升,部分原因正是因为涂覆解决了湿法工艺在安全性上的短板。涂覆材料降低了隔膜的热收缩率,还大大提高了隔膜的抗穿刺能力,同时,不会影响透气性,保证了锂离子的流动。

综合来看,湿法涂覆隔膜相对于干法隔膜,具有更好的孔径均匀度、孔隙率和透气度,相对于湿法隔膜,显著提升了穿刺强度和热稳定性,“湿法基膜+涂覆层”隔膜被认为更适合制造高能量密度的动力电池。

文章来源:认知复利

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作者 808, ab