涂层改性锂离子电池隔膜研究进展_宋建龙.pdf

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1、REVIEWInformationRecordingMaterials2015Vol.16No.4涂层改性锂离子电池隔膜研究进展1223宋建龙，解华华，刘俊，高甲（1.乐凯胶片股份有限公司，保定071054；2.洛阳矿山机械工程设计研究院有限责任公司，洛阳471039；3.中国乐凯集团有限公司研究院071054）摘要:随着锂离子电池的迅速发展，作为锂电池结构关键材料之一的锂电隔膜逐渐成为锂电领域研究的热点。为了解锂电池隔膜尤其是能够满足动力电池使用要求的高安全性的涂层改性锂电池隔膜，本文介绍了锂电池的工作原理及锂电池隔膜

2、在其中所起的作用，讲述了现有市场主流隔膜的种类及存在的问题，对涂层改性隔膜的专利进行了分析，展望了涂层改性锂电隔膜的发展方向。关键词:锂离子电池；锂电隔膜；涂层改性中图分类号:TQ31文献标识码:A文章编号：1009-5624-（2015）04-0052-06DOI:10.16009/j.cnki.cn13-1295/tq.2015.04.0161引言膜以其高安全性、高稳定性和适应大功率放电的优锂电池隔膜技术指标要求比较苛刻，生产工艺点成为锂电隔膜市场研究的热点。本文综述了涂层要求比较高，核心制造技术被美国、韩国、日本等

3、少改性隔膜的国内外研究现状，展望了涂层改性锂电数国家垄断。我国锂电池行业发展相对比较晚，前期隔膜的发展方向。锂电池隔膜几乎全部依靠从国外进口，尤其是高端2锂电池的工作原理隔膜的需求，是的我国锂电池产业的发展受到极大[1,2]锂离子电池的工作原理，以石墨为负极、的限制。LiMOx为正极（其中M为Co、Ni、Mn、Fe等）为例，如目前，隔膜产品多为中低端聚烯烃微孔膜，一般图1所示。充电时，Li+从正极脱嵌，经过电解液和隔难以满足高端市场应用的锂电池的大电流和高倍率膜后嵌入负极；放电时，Li+从负极脱嵌，经过电解液放电，较高的

4、耐热性和尺寸稳定性，以及良好的吸附和隔膜后嵌入正极。隔膜作为锂离子电池的一个重电解液和保持电解液的能力等要求。而在高端市场要部件，其功能主要有2个：第1，将锂电池的正负应用领域，尤其是动力电池应用领域会存在起火、爆极分隔开，防止正负极直接接触发生电池短路，同时炸等安全隐患。因此，开发能够满足高端市场应用的允许Li+自由通过使得锂电池形成闭合回路；第2，高性能隔膜成为锂电行业的迫切需求。涂层改性隔当温度过高时，隔膜能够通过及时闭孔切断电路，避收稿日期：2015-04-08作者简介：宋建龙（1984-），男，河北保定人，本科

5、，现从事锂离子电池隔膜免破膜，防止温度继续上升导致电池爆炸。研究开发工作。52信息记录材料2015年第16卷第4期综述隔锂电池正负极，避免内部短路，同时为锂离子提供[6]自由通道，实现闭合回路。隔膜材质本身是绝缘的，其物理化学特性对锂电池的综合性能具有直接[7]影响。目前行业内用于电池隔膜的材料多是聚烯[8,9]烃类多微孔膜，无纺垫或多层组成的多孔膜，应用于动力电池方向的隔膜要求具有大的放电功率图1锂离子电池工作原理和较高的安全性，涂层改性隔膜成为首选。Fig1Theprincipleofalithium-ionbatt

6、ery3.3锂离子电池隔膜的发展现状3.3.1锂离子电池隔膜的种类3锂离子电池隔膜简述不同种类的隔膜应用于不同应用领域的电[10]3.1锂离子电池隔膜的定义池。目前，锂离子电池体系中，电解液多为有机锂离子电池隔膜作为锂离子电池的重要组成溶剂体系，因此，要求锂电隔膜材料具有化学惰部分之一，一直备受关注，锂电隔膜性能的优劣直性而不与有机溶剂反应或被腐蚀，一般采用高强接影响到锂电池的电流、容量、循环寿命等关键性度的聚烯烃微孔膜。为满足高能量密度和大倍率[3]能指标。主要功能分隔锂电池正负极，避免短路，放电的动力型电池的要求，改

7、性锂离子电池隔膜同时为锂离子提供通道，实现闭合回路。由于电池的的研究日趋增多。电解液为有机溶剂体系，因此，锂离子电池隔膜是一目前市场上隔膜材料产品类型主要有有单层PP、[4]种具有纳米级微孔的高分子功能膜材料，要求其不单层PE、双层PP/PE、双层PP/PP和三层PP/PE/PP与锂电池体系内电解液等其它相关材料发生反应。等，其中前2类产品主要用于3C小电池领域，后[11]3.2锂离子电池隔膜的作用几类产品主要用于动力锂电池领域。锂离子电池具有高能量密度、无记忆效应、循环在动力锂电池用隔膜材料产品中，双层PP/PP寿命长

8、、对环境友好等优点而被广泛地使用。隔膜作隔膜材料主要为国产化，主要使用范围在中国大陆，为锂离子电池的核心材料之一，直接影响着电池的这主要是因为目前中国企业还没有突破将PP与PE能量密度、功率密度、循环寿命和安全性。锂离子电制成双层复合膜的技术壁垒。而全球汽车动力锂电池隔膜作为锂电池四大关键原材料之一，其性能对池使用的