無紡布型鋰離子電池隔膜的研究進(jìn)展

鋰離子電池因?yàn)榫哂懈弑饶芰浚L(zhǎng)循環(huán)壽命、無記憶效應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)近年來行到飛速發(fā)展、但鋰離子電池的**性一直是制約其發(fā)展的關(guān)鍵的關(guān)鍵問題。隔膜正是關(guān)乎鋰離子電池**性的關(guān)鍵組成隔膜是具有多孔結(jié)構(gòu)的電絕緣性薄膜，主要作用是隔離正、負(fù)極并使電池內(nèi)的電子不能自由穿過，同過能夠讓離子（電解質(zhì)液中）在正負(fù)極間自由通過。其幾天能決定了電池的界面結(jié)構(gòu)、內(nèi)阻等，直接影響電池的容量、循環(huán)性能等特性。因此隔膜需具有高的離子通過率，良好的機(jī)械性能和耐溶濟(jì)（電解性）的性質(zhì)。

目前，鋰電池隔膜的材料主要為多孔的聚合物薄膜如聚丙烯（PP）、聚丙烯/（PP/PE/PP）膜以無紡布如玻璃纖維無紡布、合成纖維無紡布、陶瓷纖維等兩大類。隔膜 材料*主要的生產(chǎn)廠家包括（Ceglard,Tonen,Ube,Asashi,Binzer,MISUBISHI,Daramic)等。聚烯烴薄膜作為鋰電池材料技術(shù)相對(duì)成熟，目前商品化的鋰離子電池隔膜主要屬于此類。該材料的局限性在于：耐溫性能有限通常低于150℃使得鋰電池的**性降低：為進(jìn)一步提高鋰離子電池比能量，需要降低薄膜的厚度，這就使得二維孔結(jié)構(gòu)的薄膜拜的吸液率降低，同時(shí)影響**性。上世紀(jì)90年代后，開始出現(xiàn)了關(guān)于鋰離子電池隔膜材料的相關(guān)**報(bào)道。

為了進(jìn)一步提高鋰離子電池**性，以及大功率快速?zèng)_放電的鋰離子電池技術(shù)的民展，以無紡布為基材制造隔膜拜的技術(shù)正在引起人們的關(guān)注，無紡布在鎳氫、鎳鎘電池隔膜中應(yīng)用較為廣泛，近年來有越來越多的美國(guó)和日本**報(bào)道其在鋰離子電池隔膜領(lǐng)域的應(yīng)用，目前國(guó)內(nèi)對(duì)于該項(xiàng)領(lǐng)域的研究尚處于起步階段。

  無紡布型號(hào)鋰離子電池隔膜的結(jié)構(gòu)與性能

無紡布型的鋰離子電池隔膜與聚烯烴薄膜型號(hào)的隔膜相比，它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是呈現(xiàn)三維孔的結(jié)構(gòu)。

有研究者認(rèn)為，該結(jié)構(gòu)可有效避免因?yàn)獒樋自斐傻亩搪番F(xiàn)象，并有效提高保液率。透氣率、孔隙率、孔徑分布、厚度、電化學(xué)穩(wěn)定性、機(jī)械強(qiáng)度、電導(dǎo)率以及熱閉合溫度是隔膜材料的主要性能參數(shù)。GaneshVENUGOPAL等的研究給出上述參數(shù)的主要測(cè)試表征方法。其中透氣率主要通過Gurley數(shù)的測(cè)量表征，其與*大孔徑有一定對(duì)應(yīng)關(guān)系。孔徑分布的測(cè)試方法則主要通過PMI的測(cè)量技術(shù)。

但**性和均勻性的表征缺乏相關(guān)表征手段，目前主要通過制備成電池的循環(huán)性能、**性能等測(cè)試技術(shù)表征。一般薄膜型隔膜的孔隙率在40%左右，而無紡布型號(hào)的隔膜的孔可達(dá)到60%以一賊心不死于其結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)，在保液率等到性能方面更具優(yōu)勢(shì)，這在一些研究者的研究工作中得以證實(shí)，如**JP2003-123728中日本的王子制紙公司制備的濕法無紡布成形的PET隔膜材料，相比較于Celgard的PP薄膜，表現(xiàn)出更好的保液率和內(nèi)部短路率。