隔膜培训手册.doc

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1、目录一、简介(一)锂离子电池隔膜基础知识(二)电池隔膜的分类(三)锂离子电池隔膜的功能及机理(四)锂离子电池隔膜主要用途二、聚烯烃隔膜原料和原理(一)聚烯烃隔膜的分类(二)聚烯烃隔膜的主要原料(三)聚烯烃隔膜主要生产方法(四)聚烯烃隔膜结构和特点三、性能参数和使用要求(一)隔膜主要性能表征参数及意义(二)锂离子电池对隔膜的要求四、发展趋势(一)动力电池隔膜(二)锂离子电池隔膜的发展五、隔膜知识和注意事项(一)隔膜知识问与答(二)注意事项简介（一）锂离子电池隔膜基础知识锂离子电池隔膜是一种具有纳米级微孔的高分子功

2、能材料，随着锂离子电池的广泛使用而走进人们的生活。可充电锂离子二次电池具有高比能量、长循环寿命、无记忆效应的特性，又具有安全、可靠且能快速充放电等优点，因而成为近年来新型电源技术研究的热点。由于锂离子电池是绿色环保型无污染的二次电池，符合当今各国能源环保方面大的发展需求，在各行各业的使用量正在迅速增加。锂离子电池电芯主要由正极材料、负极材料、电解液和隔膜组成，其中隔膜是电芯的重要组成部分，起到将电芯正极和负极隔开的作用，具有电子绝缘性和离子导电性。其锂离子传导能力直接关系到锂离子电池的整体性能，其隔离正负极的作

3、用使电池在过度充电或者温度升高的情况下能限制电流的升高，防止电池短路引起爆炸，具有微孔自闭保护作用。隔膜的性能决定了电池的界面结构、电解质的保持性和电池的内阻等，进而影响电池的容量、循环性能、充放电电流密度等关键特性，所以，隔膜性能的优劣直接影响了电池的综合性能。在我国，锂离子电池原材料已基本实现了国产化，但是隔膜材料却主要依靠进口，一些制作隔膜的关键技术被日本和欧美垄断。最近几年，隔膜在我国已有生产，各项指标也接近或达到了国外产品的水平。本手册主要介绍锂离子电池用聚烯烃隔膜，从隔膜的生产原理、性能特性、应用等

4、方面来介绍有关隔膜知识。（二）电池隔膜的分类制造隔膜的材料有天然或合成的高分子材料、无机材料等。根据原材料特点和加工方法不同，可将隔膜分成有机材料隔膜、编制隔膜、毡状膜、隔膜纸和陶瓷隔膜等。电池用隔膜的分类如下图：图1电池用隔膜分类从上图可知，隔膜可分为半透膜与微孔膜两大类。半透膜的孔径一般小于1nm，而微孔膜孔径在10nm以上，甚至到几微米。（三）锂离子电池隔膜的功能及机理1、隔膜在锂离子电池中的主要功能●在电池内部将正、负极分隔开来，防止接触造成短路；●有良好的离子通过能力；●有保持电解液的能力；●有一定的

5、保护电池安全的能力。2、隔膜机理隔膜中具有大量曲折贯通的微孔，电解液中的离子载体可以在微孔中自由通过，在正负极之间迁移形成电池内部导电回路，而电子则通过外部回路在正负电极之间迁移形成电流，供用电设备利用。（四）锂离子电池隔膜的主要用途各种液态锂离子电池，如手机电池、便携式DVD电池、笔记本电脑电池、电动工具电池、GPS电池、电动车和储能装置电池等。聚烯烃隔膜原料和生产原理（一）聚烯烃隔膜分类分类方法按材料分类按工艺分类按结构分类种类PP、PE、PP/PE复合干法、湿法单层PP、PE多层PP、PE三层PP/PE/

6、PP（二）聚烯烃隔膜的主要原料隔膜使用的聚烯烃材料目前主要是聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）两类。聚烯烃材料具有强度高、耐酸碱腐蚀性好、防水、耐化学试剂、生物相容性好、无毒性等优点，在众多领域得到了广泛的应用。当前，商品化的液态锂离子电池大多使用微孔聚烯烃隔膜，因为聚烯烃化合物在合理的成本范围内可以提供良好的机械性能和化学稳定性，而且具有高温自闭性能，更加确保了锂离子二次电池在日常使用上的安全性。（三）聚烯烃隔膜的主要生产方法1、热致相分离法（湿法—TIPS）利用高分子材料和特定的溶剂在高温条件下完全相容，冷却后

7、产生相分离的特性，使溶剂相连续贯穿于聚合物相形成的连续固态相中，经过拉伸扩孔后，将溶剂萃取后在聚合物相中形成微孔。在目前湿法隔膜制造过程中，通常将聚烯烃树脂原料和一些其它低分子量的物质同混合，加热熔融混合均匀、经挤出拉伸成膜，再用易挥发溶剂把低分子物质抽提出来，形成微孔膜。2、熔融拉伸法（干法—MSCS）熔融拉伸法的制备原理是，高聚物熔体挤出时在拉伸应力作用冷却下结晶，形成平行排列的结晶结构，经过热处理后的薄膜在拉伸后晶体之间分离而形成狭缝状微孔，再经过热定型制得微孔膜。在聚丙烯微孔膜制备中除了拉开片晶结构外，

8、还可以通过在聚合物中添加结晶成核剂，形成特定的β晶型，然后在双向拉伸过程中发生β晶型向α晶型转变，晶体体积收缩产生微孔。不同生产方法的隔膜特点生产方法干法湿法拉伸方式单向拉伸双向拉伸双向拉伸工艺原理晶片分离晶型转换相分离方法特点设备简单，投资较小，工艺复杂、成本高、环境友好设备复杂，投资较大，配方控制难度高，生产成本低设备复杂、投资较大、周期长、工艺复杂、成本高，能耗大、有环境污染产品