锂离子电池隔膜技术研究进展

本文介绍了锂离子电池隔膜材料的作用及性能、研究与发展现状和技术领域的热点问题。探讨了隔膜的生产技术,重点介绍了微孔聚烯烃隔膜、改性聚烯烃隔膜、无纺布隔膜、涂层复合膜、纳米纤维膜和固体电解质膜,并展望了电池隔膜的未来发展方向。     

高耐热陶瓷涂覆锂离子电池隔膜研究进展

氧化铝外观为一种白色、粉末状,无杂物。分子式为α-Al_2O_3。氧化铝材料具有耐高温性、耐火性能优等特点,可以满足作为锂离子电池隔膜的涂覆材料的要求,从而可以达到锂离子电池对隔膜高安全性的要求。本文介绍了一种高耐热陶瓷涂覆锂离子电池隔膜的制备方法及涂覆陶瓷浆料后锂离子电池隔膜的微观结构、耐热收缩、机械强度等性能。     

锂离子电池隔膜材料的研究进展

我国开展中国制造2025计划后,锂离子电池的制造便成为"2025"计划中的重点项目之一,在项目进行时,如何提升锂离子电池的性能和安全性一直在困扰着相关研究人员。因此对大量锂离子电池制造的实例进行研究,不仅对锂离子电池隔膜材料进行分析,还将对其主要作用、性能、制造工艺、干湿法、国内外的研究进展等方面进行阐述。     

锂离子电池聚烯烃隔膜改性研究进展

聚烯烃隔膜生产成本较低,具有较好的机械强度、化学稳定性,无毒性等优点,但其在热稳定性、电解质浸润性、孔隙率等方面还有待提高,需进行改进以提高隔膜的透气性、孔隙率、孔隙均匀性、耐热性、热收缩性、热关闭性能及离子渗透性等。介绍了聚烯烃隔膜的2种制备工艺,对比分析了干法工艺和湿法工艺的优缺点,综述了聚烯烃隔膜涂覆改性、辐射接枝改性、凝胶填充改性及表面处理改性的改性方法及研究进展,总结了各个改性方法的特点,并对锂离子电池隔膜的发展趋势进行了展望,提出了进一步开发耐高温、电化学稳定及安全性高的隔膜是锂离子电池隔膜未来的研究热点。     

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。     

湿法锂离子电池隔膜的研究进展

聚乙烯(polyethylene,简称PE)是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂。在工业上,也包括乙烯与少量α-烯烃的共聚物。聚乙烯无臭,无毒,手感似蜡,具有优良的耐低温性能(最低使用温度可达-100～-70℃),化学稳定性好,能耐大多数酸碱的侵蚀(不耐具有氧化性质的酸)。常温下不溶于一般溶剂,吸水性小,电绝缘性优良,是制作锂离子电池隔膜最好的材料,经过与白油混合制浆后,经过铸片、拉伸、二萃取等工序,形成纯PE隔膜。     

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。     

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。     

氧化铝包覆锂离子电池正极材料的研究进展

锂离子电池正极材料的性能是锂电池技术发展的瓶颈。近年来,为了提高锂离子电池正极材料的循环寿命、热稳定性和倍率性能等,三氧化二铝涂覆正极材料已经被广泛研究。所讨论的三氧化二铝涂层分为粗糙涂层、超薄涂层和厚涂层。简要论述了三氧化二铝表面涂层改善正极材料的作用,如氟化氢清除剂、物理保护屏障、提高锂离子扩散速率、提升正极材料的热稳定性能、与六氟磷酸锂(LiPF₆)反应生成二氟磷酸锂(LiPO₂F₂)和抑制JahnTeller效应等。介绍表面改性的方法,包括浸渍法、沉淀法、干法包覆、溅射法和原子层沉积法等,以及其对锂离子电池正极材料钴酸锂(LiCoO₂)、锰酸锂(LiMn₂O₄)、磷酸铁锂(LiFePO₄)及三元材料(Li-Ni-Co-Mn-O)的影响。最后,展望了三氧化二铝表面包覆和原子层沉积技术的发展前景。     

锂离子电池正极材料磷酸铁锂的研究进展

介绍了橄榄石型L iFePO4正极材料的优缺点和造成L iFePO4导电率和锂离子迁移率低的原因,讨论了近年来各种制备L iFePO4的方法以及改性研究,并对今后的发展方向作出了展望。     

Novel preparation of lithium-ion battery wet-processed separator based on the synergistic effect of porous skeleton nano-Al2O3 in situ blending and synchro-draw

Routine lithium-ion battery separators with uneven micropores and poor electrolyte affinity raise ion transport barriers and become the battery-performance-limiting factors. A wet-processed separator with homogeneous porous structure and porous skeleton nano-Al₂O₃ in situ blending is readily prepared by thermally induced phase separation of paraffin, nano-Al₂O₃ and ultra-high molecular weight polyethylene (UHMWPE) in this work. SEM, ImageJ statistical analysis, porosity and Gurley calculation show that a separator that has undergone asynchronous drawing exhibits ample sturdy fibrils, heterogeneous pore size dispersion, poor permeability and strong anisotropy. However, UHMWPE deforms much more uniformly under a synchro-draw, which distinctly lessens coarse fibrils, centralizes porous construction after stretching and brings better isotropy for the separator. Additionally, nano-Al₂O₃ scattered in the cast film further weakens the heterogeneity of micropores stemming from the uneven thermally induced phase separation. Wettability tests and thermal diagnoses also show that nano-Al₂O₃ on the porous skeleton strengthens the thermal stability and electrolyte affinity of the separator. Consequently, batteries containing nano-Al₂O₃ composite separators show much higher electrochemical stability, ionic conductivity and Li⁺ transport number because of the synergistic effect of the even microvoids and nano-Al₂O₃ on the porous skeleton, which expedites Li⁺ transport and endows superior lithium-ion battery performance. © 2022 Society of Industrial Chemistry.     

锂离子电池浆料稳定性能研究

锂离子电池浆料稳定性对电池的性能有重要影响,主要讨论了在2种不同条件处理下正极浆料的性能变化情况,分别对浆料的黏度、固含量及流变性能做了比较。实验结果表明,在不断搅拌条件下的浆料,其黏度、固含量随时间的变化较小,表现出较为稳定的性质。而浆料的性质稳定,则有利于后序的极片涂布和电池电性能的发挥。     

电纺法制备锂电池纳米纤维材料的结构及应用

近年来,静电纺丝技术制备锂离子电池材料的研究在国际上相当活跃。介绍了静电纺丝技术制备的锂离子电池纳米纤维材料的结构,以及静电纺丝技术在制备氧化物、碳材料、聚阴离子材料、镍钴锰三元锂离子电池正负极材料和制备锂离子电池隔膜中的应用。静电纺丝这一纳米技术应用于锂离子电池领域,对于提高电池的能量密度、功率密度有着广阔的前景。相信随着研究的不断深入,静电纺丝技术制备锂离子电池材料将更加成熟并取得更多的突破。     

聚丙烯腈/聚酯无纺布微孔复合锂电隔膜的制备及性能

为了改善锂电隔膜的耐热性、电解液亲和性和机械性能,本文以聚丙烯腈为主要材料,采用相转化法制备了聚酯无纺布支撑的聚丙烯腈微孔复合锂电隔膜,对隔膜的理化性能（孔道结构、机械性能、电解液性能和耐热性）和电池性能（循环性能、倍率性能）进行系统研究。结果表明,复合隔膜具有均匀的微孔结构,平均孔径约为425nm,孔隙率为74%,拉伸强度为30MPa;电解液亲和性良好,吸液率为385%,接触角接近0°,锂离子电导率较市售隔膜显著提高,达到1.65mS/cm;在150℃、0.5h的热处理条件下,复合隔膜的热收缩率为0。鉴于良好的理化特性,该隔膜所装配的钴酸锂/锂金属电池表现出优异的循环容量和倍率容量保持性,如在0.2C倍率下,经历200次循环后电池的放电容量保持率为95.2%,在10C倍率下电池的放电容量为0.5C倍率下的58.3%。因此,相转化法制备的聚丙烯腈基微孔复合隔膜在锂离子电池中显示出较好的应用前景。     

超细粉体制备技术的应用和发展

介绍了超细粉体的制备方法,重点对超细粉碎设备,工艺及应用领域作了详细评述。     

超细碳化钨粉末的制备研究现状及进展

碳化钨是一种重要的硬质合金材料,也是一种性能优良的催化材料,本文对近年来超细碳化钨粉的制备方法分为气相法,液相法和固相法三大类,并围绕碳化钨的颗粒细化,从钨源和碳源的选择,工艺流程等方面进行了归纳,     

锂离子电池Sn-Co合金负极材料的研究进展

锡基合金有望替代碳成为新一代高容量锂离子电池的负极材料。Sn-Co合金是研究最为广泛的锡基合金负极材料之一,但该材料存在首次不可逆容量大、循环稳定性差等问题,限制了其实际应用。Sn-Co合金的电化学性能主要受Sn/Co比例、活性材料结晶形态、颗粒尺寸和电极结构等因素影响,纳米材料可提高电极循环稳定性,但易导致较大的首次不可逆容量,而多孔结构的Sn-Co活性材料或多孔结构的电极集流体,有利于电极综合性能的提高。Sn-Co合金中引入碳可明显改善电极的循环容量和循环稳定性。同时综述了Sn-Co合金负极材料的制备方法及其优缺点,并对锡基合金负极材料的发展方向进行了展望。