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锂离子电池新型隔膜材料—PI隔膜的研究

来源:小鱼儿玄机2站  日期:2019-10-16 13:44  浏览量:

  锂离子电池新型隔膜材料—PI隔膜的研究。聚酰亚胺(PI)拥有良好的热稳定性、化学稳定性和突出的力学性能,其长期使用温度可高达300℃,是现今综合性能最好的薄膜类绝缘材料。PI隔膜因具有出色的热稳定性和较好的电解液吸液保液性而被视为重点开发的下一代隔膜材料,为动力锂电池提供更好的安全保障。

  锂离子电池主要由正负电极材料、电解质及隔膜组成。在锂离子电池正极与负极之间有一膜材料,通常称为隔膜,它是锂离子电池的重要组成部分。锂离子电池隔膜的制备方法主要有熔融拉伸和热致相分离两大类方法。

  锂离子电池新型隔膜材料—PI隔膜的研究

锂离子电池隔膜.jpg

  PI是指主链上含有聚酰胺环的一类聚合物,是综合性能最佳的有机高分子材料之一。其耐高温在400℃以上,长期使用温度在200~300℃之间,无明显熔点,高绝缘性能,1000Hz下介电常数为4.0,介电损耗仅为0.004~0.007,属F至H级绝缘材料。已广泛应用在航空、航天、微电子、纳米、液晶、分离膜、激光等领域。

  作为锂离子电池隔膜来说,PI隔膜与传统的聚烯烃隔膜相比有着众多优点:首先,其耐高温性好,能够提高锂离子电池的安全性能;其次,PI多孔膜具有较高的孔隙率,且PI具有大量的极性基团,隔膜的离子电导率高,对电解液的浸润性非常好,使得锂离子电池适合在高倍率下充放电,缩短充电时间,并且延长锂离子电池的使用寿命。

  因此,PI隔膜有望作为下一代锂离子电池隔膜材料。PI除了被用于改性热稳定性较差的聚烯烃隔膜外,也可单独用于制备锂离子电池隔膜,在多种PI隔膜的制备方法中,以静电纺丝法、模板法、相转化法研究较多。

  到目前为止,国内外对PI隔膜的研究取得了较多的阶段性成果,但大多还是停留在实验室研究阶段,再加之缺乏PI锂电池隔膜的相关生产设备,材料成本高,导致国内市场上PI锂电池隔膜还有很大的空缺。

  因此,高分子材料企业需要在单体合成及聚合方法上寻找降低PI成本的途径,隔膜生产企业和设备加工企业互相合作,使PI锂电池隔膜早日实现产业化生产。

  PI材料有良好的耐热性能,但是难以加工,PI隔膜现阶段难以实现量产,因此,国内的隔膜产业需要领军企业做出表率作用。

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