胶粘剂及隔膜在锂离子电池工业中的应用

介绍了国内外锂电池中胶粘剂和隔膜的研究现状,阐述了其性能特征、制备方法及产业链发展态势,以及胶粘剂、隔膜在锂离子电池工业中的应用。     

锂离子电池隔膜材料研究进展

近年来,锂离子电池技术发展迅速,隔膜作为电池中的核心材料之一,决定着锂离子电池的性能,因此隔膜材料及制备技术亟需被深入研究。目前,商业化的锂电池隔膜以聚烯烃隔膜为主,制备工艺正从干法向湿法过渡,但是近几年已经发展出了不同材料体系、不同制备工艺的隔膜。本文简要介绍了聚烯烃隔膜生产技术,重点综述了非织造隔膜材料、涂层以及新型隔膜制备技术的研究成果,并展望了锂电池隔膜的发展方向。     

锂离子电池隔膜材料研究进展

近年来,锂离子电池技术发展迅速,隔膜作为电池中的核心材料之一,决定着锂离子电池的性能,因此隔膜材料及制备技术亟需被深入研究。目前,商业化的锂电池隔膜以聚烯烃隔膜为主,制备工艺正从干法向湿法过渡,但是近几年已经发展出了不同材料体系、不同制备工艺的隔膜。本文简要介绍了聚烯烃隔膜生产技术,重点综述了非织造隔膜材料、涂层以及新型隔膜制备技术的研究成果,并展望了锂电池隔膜的发展方向。     

锂离子电池隔膜的发展现状与进展

锂电池隔膜是锂离子电池的重要组成部分，对整个电池的安全及性能有显著影响。目前国内国产化步伐加快，在锂电池隔膜方面已有明显的成果进步，市场占有率和产能都位居世界前列，但高端隔膜市场却依旧被国外公司垄断，因此，为进一步提高高端化市场的国产化率，仍需加大锂电隔膜的研究力度。本文主要针对电池隔膜在电池中的主要作用、种类、性能差异及优缺点，详细阐述了相应的国内外研究和进展，同时还概括了锂电池隔膜的制备工艺方法等，包括湿法和干法制备工艺。对隔膜的种类以及不同的改性方法进行了概述，包括不同改性方法导致的隔膜性能上的差异，并以几种商业隔膜和纤维素纸基隔膜为例，进行了性能对比。最后对锂电池隔膜在工艺、新型锂电池隔膜发展以及研究方向等方面的未来发展趋势进行了总结展望。     

锂离子电池聚烯烃隔膜专利技术综述

在锂电池的结构中,隔膜是关键的内层组件之一,性能优异的隔膜对提高锂离子电池的综合性能具有重要的作用。目前市场化的锂电池隔膜主要以聚乙烯、聚丙烯为主的聚烯烃隔膜。文章从专利角度重点介绍锂离子电池聚烯烃隔膜的发展概况,结构和组成,并对具体技术进行了分析。     

锂离子电池隔膜的研究进展及发展方向

隔膜是锂离子电池的重要组件之一,直接影响锂离子电池的性能。锂离子电池主要存在消费型锂电池和动力型电池两大市场。阐述了不同用途的锂离子电池其对隔膜的性能要求,同时,介绍锂离子电池隔膜的研究进展,并对隔膜未来的发展方向做了展望。     

高性能锂离子电池隔膜的研究进展

隔膜作为锂离子电池的四大关键材料之一,其选择和使用显著影响着锂电池的电化学性能和安全性能。综述了锂离子电池隔膜的结构与性能、传统聚烯烃隔膜存在的缺陷以及高性能隔膜的改性方法,详细介绍了涂覆改性复合隔膜最新的研究进展,重点指出了聚偏氟乙烯及其共聚物在隔膜涂层改性技术中的应用。最后,对锂离子电池隔膜未来的发展方向作了展望。     

UHMWPE隔膜技术研发

正超高分子量聚乙烯(UHMWPE)锂电池隔膜是目前最具竞争力的隔膜材料之一。近年来,随着新能源汽车电池续航能力要求的不断提升,UHMWPE锂电池隔膜需求量也迅速增加,迎来扩产潮。同时其较高的毛利润也使隔膜厂商对生产技术的研发热情有增无减,都在尝试突破国外技术壁垒,掌握自主制备工艺。锂离子电池隔膜是锂电池中关键的内层组件,能够影响锂电池的容量、循环性能和充放电电流密     

塑料市场

正UHMWPE隔膜:扩产潮引发技术热超高分子量聚乙烯(UHMWPE)锂电池隔膜是目前最具竞争力的隔膜材料之一。近年来,随着新能源汽车电池续航能力要求的不断提升,UHMWPE锂电池隔膜需求量也迅速增加,迎来扩产潮。同时其较高的毛利润也使隔膜厂商对生产技术的研发热情有增无减,都在尝试突破国外技术壁垒,掌握自主制备工艺。锂离子电池隔膜是锂电池中关键的内层组件,能够影响锂电池的容量、循环性能和充放电电流密度等关键性能,处于新能源汽车产业链的上游部分。一     

国内外锂离子电池隔膜的研究进展

作为锂离子电池中的重要组成部分,隔膜对于锂离子电池的化学性能和安全性能有着至关重要的影响。本文简要介绍了锂离子电池隔膜的作用及性能要求,重点介绍了五种不同种类的隔膜:微孔聚烯烃隔膜、改性聚烯烃隔膜、聚酰亚胺锂电池隔膜、有机/无机复合隔膜、纳米纤维隔膜等,以及四种制膜工艺:干法、湿法、静电纺丝、熔喷法等,并展望了锂离子电池隔膜的未来发展方向。     

无机超细粉体改性锂离子电池隔膜的研究进展

综述了近年来无机超细粉体改性锂离子电池隔膜的研究进展,首先介绍了已在锂电隔膜改性上商业应用的Al₂O₃和AlOOH对传统聚烯烃膜和新型静电纺丝膜的改性方法和改性效果,随后又对常规无机材料TiO₂和SiO₂粉体对锂电隔膜的改性进行了叙述,最后对BN等非常规隔膜改性无机材料进行了简介;总结和讨论了无机材料改性后隔膜的组分、结构和性能对锂离子电池综合性能的影响,并对其无机材料改性锂电池隔膜的未来发展趋势进行了展望。     

废旧锂电池的回收和综合利用研究

锂离子电池由于其本身所具有的诸多优点,目前已广泛的应用于手机、笔记本电脑、摄像机等便携式设备中。文章综述了国内外废旧锂电池回收处理的发展情况,介绍了废旧锂离子电池有价金属回收技术,如湿法技术、干法技术等等。在我国电池的回收率很低,且存在诸多矛盾和问题,在此基础上,文中提出了提高认识,建立健全废电池回收利用网络和管理体系以及政策法规等对策与建议。     

陶瓷复合锂离子电池隔膜研究进展

相对于传统锂离子电池隔膜,有机-无机陶瓷复合隔膜兼具有机材料的柔韧性、无机材料的耐温性和电解液亲和性。本文对锂离子电池用陶瓷复合隔膜进行综述,首先介绍了此类隔膜相对于传统隔膜的优势,其次对目前研究的陶瓷锂离子电池隔膜的结构形式和主要成膜材料进行了讨论,并介绍了国内外主要公司的陶瓷复合隔膜的研究和发展现状,最后对陶瓷复合隔膜的应用前景和面临的挑战进行了简要分析。鉴于该新型隔膜的优势,随着锂离子电池在高端电子产品以及动力、储能等新兴领域的发展,高安全性陶瓷复合锂离子电池隔膜必将代替传统的聚烯烃隔膜,成为主流隔膜满足人们的需要。     

Study on performance of composite polymer films doped with modified molecular sieve for lithium-ion batteries

To improve the tensile strength and ionic conductivity of composite polymer films for lithium-ion batteries, molecular sieves of MCM-41 modified with sulfated zirconia (SO₄²⁻/ZrO₂, SZ), denoted as MCM-41/SZ, were doped into a poly(vinylidene fluoride) (PVdF) matrix to fabricate MCM-41/SZ composite polymer films, denoted as MCM-41/SZ films. Examination by transmission electron microscope (TEM) shows that modified molecular sieves have lower aggregation and a more porous structure. Tensile strength tests were carried out to investigate the mechanical performance of MCM-41/SZ films, and then the electrochemical performance of batteries with MCM-41/SZ films as separators was tested. The results show that the tensile strength (σ_t) of MCM-41/SZ film was up to 7.8 MPa; the ionic conductivity of MCM-41/SZ film was close to 10⁻³ S cm⁻¹ at room temperature; and the coulombic efficiency of the assembled lithium-ion battery was 92% at the first cycle and reached as high as 99.99% after the 20th cycle. Meanwhile, the charge-discharge voltage plateau of the lithium-ion battery presented a stable state. Therefore, MCM-41/SZ films are a good choice as separators for lithium-ion batteries due to their high tensile strength and ionic conductivity.     

动力电池正极材料LiFePO_4的产业化应用展望

磷酸铁锂正极材料兼具安全性好、容量高且对环境友好等优点,成为目前最具潜力的动力电池正极材料之一。但其较低的电子导电率及离子电导率等缺点也十分明显。主要从磷酸铁锂正极材料本身的性能,包括倍率性能、能量密度、循环寿命和高低温性能方面分析了其实际应用于动力电池的潜力,以及结合国内外锂离子电池正极材料供应商情况简述了目前国内外磷酸铁锂产业化现状和趋势。     

锂离子电池异构建模及内部传质机理探究：粒径分布的影响

锂离子电池是目前应用较广的储能设备,具有能量密度高、使用寿命长等特点。随着锂离子电池正极材料实际能量密度接近理论值,电池组装工艺参数的优化成了提升其性能的重要途径,其中电极颗粒粒径及分布是十分重要的参数。因此,本文针对石墨-LiFePO₄体系锂离子电池,利用异构模型构建单粒径和双粒径电极的几何结构,再结合Newman模型模拟其放电过程,定量研究了正极材料粒径分布对锂离子电池性能的影响,探究了存在粒径分布的电极中不同粒径的颗粒在充放电过程的作用机制。模拟结果表明,粒径的减小可以减小固相扩散系数对电池性能的影响,但会增加液相扩散阻力;而粒径的分布可以促进锂离子在电解液中的扩散,提高小粒径颗粒的锂嵌入量,但会引起极化增大,导致大颗粒的锂嵌入量降低。粒径分布宽度越大,总体粒度越大,锂离子电池的能量密度越小。选择合适的粒径分布宽度,适当减小总体粒度的大小,能有效提升电极的能量密度。研究结果对于锂离子电池电极活性材料颗粒粒径分布的选择提供了有益的基础知识和指导。     

Inorganic ceramic fiber separator for electrochemical and safety performance improvement of lithium-ion batteries

A separator based on ceramic fibers with excellent properties, utilized for powerful laminated lithium ion batteries, was prepared by low-cost production process. Physical and chemical characteristics of the separator and the electrochemical as well as the safety performance of lithium ion batteries were extensively investigated, and compared to commercialized polyethylene (PE) and ceramic-coating PE (C-PE) separators. The results demonstrated that inorganic ceramic fiber (CF) membrane exhibited higher porosity (85%), higher electrolyte uptake (381%) and higher ionic conductivity (1.48 mS/cm). Moreover, CF separator did not display thermal shrinkage at 160 °C for 1 h, manifesting that the separator possession of high thermal stability. The lithium nickel cobalt manganese oxide LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂/ graphite battery employing the CF membrane displayed superior rate capability, which delivered the discharge capacities of 13.206 A h (0.2 C), 12.729 A h (0.5 C), and 12.074 A h (1 C), respectively. In addition, this battery improved cycle stability, with the capacity retention of 101.4% following 100 cycles at 1 C rate. Results of safety tests presented that batteries with CF separator passed both nail penetration and extrusion tests, implying that the safety performance was remarkably improved. Additionally, CF membrane had only 20 cents in cost for 1 Ah cells, which was ten times lower than commercial PE and C-PE separators. The perfect combination of good properties and low cost made it possible for the CF separator to be a promising separator for laminated lithium-ion batteries, which are especially used in electric vehicles.     

锂离子电池负极材料研究进展

锂离子二次电池是应用和开发前景最好的一种电源,改善和提高锂离子电池电化学性能的关键是选取充放电性能良好的正负极材料。综述了锂离子电池负极材料的研究进展,介绍了碳素材料、锡基负极材料和其他负极材料。指出了今后锂离子二次电池负极材料的发展方向。     

化学交联聚酰亚胺隔膜增强锂离子电池性能研究

隔膜作为锂离子电池的重要组成部分,用于阻隔阴极和阳极直接接触,同时为锂离子在电极间的传输提供有效通道。聚酰亚胺隔膜因其具有充放电循环寿命长、机械强度适中、良好的电绝缘性能以及自熄能力等优点,而受到广泛关注。以对苯二甲胺作为交联剂,将聚酰亚胺隔膜进行化学交联,研究了交联时间与隔膜形貌、结构及性能之间的构效关系。随着交联时间的增加,隔膜的孔隙率和吸液率逐渐降低,电解液接触角和机械强度逐渐增大。电化学测试表明,随着交联时间的增加,隔膜的本体阻抗逐渐增大,进而离子电导率逐渐降低,而交联隔膜的界面阻抗均远小于未交联隔膜,且交联隔膜的电化学窗口也均大于未交联隔膜。通过组装半电池测试发现,交联隔膜所组装电池的倍率性能和循环性能均优于未交联隔膜,当交联时间为48 h时,电池性能表现最优,循环100次以后,放电比容量为130.2 mA·h/g,容量保留率为91.1%。     

锂离子电池正极涂层孔隙结构优化的数值模拟

以磷酸铁锂(LFP)为正极材料的锂离子电池在电子产品、电动汽车等领域应用广泛,但其能量密度仍有待提升以进一步满足不同场景应用需求。锂离子在正极孔隙电解液中的扩散过程是LFP锂离子电池性能的控制因素之一,通过优化电极孔隙结构可以在一定程度上减小锂离子在电解质中的扩散阻力进而提升能量密度。采用准二维模型描述电池内部的传质电化学过程,考察了当锂离子电池正极孔隙存在梯度分布后对锂离子电池能量密度的影响及作用机理。通过对比孔隙率均匀分布和梯度分布的电池模拟结果,发现孔隙率的梯度分布能提高单位活性材料的利用率,提升电解质通量和电极活性材料的嵌锂量,从而增加电池能量密度。随着电极厚度的增加,孔隙率分布的梯度越大,对能量密度的提升效果越显著,研究结果对于厚电极涂层的制备工艺具有重要意义。