动力锂电池概述

动力锂电池，又被称作“锂离子动力电池”，当下常用的锂电池结构，通常涵盖正极材料、隔膜、电解液、负极材料以及外壳。当中，正极材料是由锂金属氧化物构成的，比方说磷酸铁锂、锰酸锂；电解质一般会挑选LiAsF6、LiBF4等锂盐；隔膜一般来讲是聚烯烃多孔膜；负极材料一般是石墨。在负极性能相类似的情形下，锂离子电池的性能在很大程度上取决于正极材料；因为外壳材料存在差异，锂电池便有了金属外壳和软包外壳的区分。常见的动力锂电池，当下有钴酸锂材质的电池，还有磷酸铁锂材质的电池，也有锰酸锂材质的电池，以及三元材料的锂电池 。

动力锂电池隔膜技术要求

目前，锂离子电池隔膜生产工艺存在干法单向拉伸、干法双向拉伸以及湿法工艺这三种，产品涵盖单层聚乙烯即PE隔膜、单层聚丙烯也就是PP隔膜、双层PP与PE隔膜、双层PP跟PP隔膜、三层PP夹PE夹PP复合隔膜。用于汽车动力锂电池的隔膜材料主要是三层PP夹PE夹PP复合隔膜、双层PP跟PE隔膜 。

同通讯所用的锂电池相比较而言，动力锂电池具备着更高的能量密度以及功率密度，在出现过充或者过放，抑或是处在其他非正常使用的极限状况之下，电池内部的温度会快速地升高，达到隔膜材料PP或者PE熔点之上的温度，致使隔膜发生熔融而断裂，正极与负极直接接触在一起，引发电池短路，进而导致电池起火或者爆炸，造成重大的安全事故。所以动力锂电池针对隔膜提出了更高的要求，要求隔膜拥有更高的机械强度，具备更好的耐热以及闭孔性能。

与此同时，动力锂电池状况下需要隔膜具备更高的均匀程度以及一致性，并且孔径分布得更为均匀。当前这一刻，存在这样的情况，锂离子电池材料其中的正极材料、负极材料、电解液这般的核心材料已然取得了长足的进步，动力锂电池于这样的形势下安全性能已经有了极为显著的提高，大容量单体电芯的生产由此而将成为一种可能。

动力锂电池隔膜技术研究进展

3.1涂层隔膜

涂层隔膜主要存在以下几种情况：其一，是以PP微孔膜作为基体材料，陶瓷材料作为涂层材料，实施单面涂覆或者双面涂覆作业；其二，是以PE微孔膜作为基体材料，陶瓷材料作为涂层材料，开展单面涂覆或者双面涂覆活动；其三，是以聚对苯二甲酸乙二酯膜为基体来进行涂层改性的隔膜；其四，是以耐热聚合物为涂层的隔膜等。经过涂层处理的这种隔膜能够起到改善耐热性能的作用，可以进一步解决亲电解液性能问题，还能够延长循环寿命等等，从而满足动力锂电池对于隔膜的要求。譬如在聚烯烃基质微孔膜的上表面或上表面和下表面复合陶瓷涂层，陶瓷涂层的厚度为2～5 ，绿色高性能陶瓷涂层锂电池隔膜的总厚度为8～40 。聚烯烃基质微孔膜上孔的轴截面为波浪状，孔隙率为42%～52%，孔径为0.15～1.50 。用这种绿色高性能陶瓷涂层隔膜制成的锂离子电池，具备较好的安全性，能把现有的锂电池隔膜陶瓷涂层脱落、不耐高温以及锂离子电池因隔膜引发的安全问题，利索地给解决掉；这种锂离子电池隔膜，孔隙率偏高，拥有特别棒的电解液润湿性、力学性能以及耐温性能，并且还具备关断保护性能，能够广泛应用于动力锂离子电池 。

3.2纳米纤维隔膜

近年来，纳米纤维膜的制备技术备受广泛关注，其中静电纺丝是最为主要的那一种方法。美国的杜邦公司掌握着这项技术；国内的中科院理化技术研究所，经过多年的不懈努力，在利用静电纺丝设备制备纳米纤维锂电池隔膜这个特别项目中取得了突破性进展，该进展产生的成果是，与装配进口隔膜的电池相比较而言，其循环使用的对应性能获得了提高，热稳定性也得到了明显的改善，在14C放电的具体条件之下，电池的能量保持率处于75%～80%前后的范围之内，然而进口PE/PP隔膜的保持率仅仅只有15%～20% 。

3.3有机/无机复合隔膜

聚烯烃类的有机隔膜，于热稳定性、亲液性等层面存有欠缺，当作动|力锂电池隔膜时，其安全性能需加以提升；有机/无机复合隔膜于制备PE隔膜那般情况进程里面加入无机纳米粉，于复合膜隔之中构成刚性骨架，能够达成提升隔膜耐热性这一目标，借此推进这是动力锂电池安全性能上的提升结果。

有研究表示，按比例将有机树脂、无机粒子和稀释剂在150～280℃条件下搅拌形成均相溶液，然后在150～220℃条件下热压成厚度为20～1000 的平板膜；用0～100℃的水浴或以0～200℃/min的降温速率使平板膜冷却至室温，对平板膜进行先拉伸后萃取或先萃取后拉伸，再经干燥处理得到无机粒子质量分数为0.1%～20.0%，有机树脂质量分数为10.0%～70.0%的复合膜。这种膜具备这样一些优点：孔隙率能够容易地被控制，孔径是那种可以进行调节的，微孔拥有贯通性，并且在高温之下稳定性比较优良 。

3.4聚酰亚胺（PI）类隔膜

PI属于综合性能不错的聚合物当中的一个，具备优异的热稳定性能，还有力学性能。其孔隙率较高，内在化学结构致使薄膜拥有良好的离子迁移率，以及电解液润湿性，能够耐受400℃以上的高温，长期使用温度处于-200～300℃之间，绝缘性能良好。和传统PP/PE/PP隔膜的性能相比较，PI隔膜的溶解温度高于500℃，在350℃时横、纵向收缩率为0，极大地改善了电池在高温工作状态下的稳定性。

溶液是聚酰胺酸溶液，经静电纺丝制成聚酰胺酸纳米纤维膜，而后在pH值处于8至10的氨水溶液里刻蚀60秒形成交联结构，经过水洗，执行干燥操作，于300℃进行亚胺化制成隔膜。使用该方法制备出来的锂离子电池隔膜具备力学性能良好、热稳定性很高、孔隙率较高以及电化学性能出色的特性。该电池隔膜存在交联结构能解决无纺PI纳米纤维膜强度低下以及孔结构过于开放的问题， 。同时，该电池隔膜孔隙率处于大概80%的水平，能够耐受300℃的高温，却不会产生任何形式的变形，成功克服了聚烯烃微孔隔膜孔隙率低以及耐温性能不佳的弊病，并且，隔膜在电池大倍率快速充放电状况下的比容量显著优于传统的聚烯烃微孔隔膜。

动力锂电池隔膜技术发展中需要注意的问题

业内专家表明，当下，电池隔膜行业的发展趋向主要存在两种，其一为趋向于更为轻薄的消费类锂电池隔膜，其主要是针对手机，以及笔记本电脑，还有物联网应用等分布式应用架构体系，以此提升锂电池的容量以及便携性；其二为趋向于运用厚膜或者多层复合隔膜的动力电池类隔膜，其主要是针对电动汽车，以及大规模储能电站等大型动力类应用，这类应用要求能量输出以及功率特性较好，且对安全性要求极为严苛，还要能够兼顾锂电池的容量以及安全性能。这便需要留意以下三个方面的问题：

首要的是提升企业的自主创新水准，保证产品质量的稳定连贯性。隔膜往后的研发关键在于新能源汽车动力电池隔膜。鉴于锂电池存在潜在的爆炸风险，隔膜的安全性极为关键，故而要着重处理隔膜的耐热性能，制造出在充放电进程里，大面积正、负极短路以后仍可维持隔膜完整性的耐高温复合隔膜。

其次，要着重关注隔膜专用原料的研发工作。之所以我国隔膜产品和国外存在差距，很大程度上是因为原材料质量未达标准。国外不少知名隔膜厂家，要么自己生产原料，要么和原料厂家联合开发隔膜专用料，然而国内市场呈现“各自为政”局面，生产和使用间的断层问题屡屡发生 。

到最后，要去建造那种有着独特风格的隔膜生产线。隔膜生产线呢，它的工艺性是非常强的，要是想要去研发属于自己的工艺路线，那就得建成这么一批具备高效率、契合自身工艺特点的生产线才行，如此这般才能完全满足生产所需要求。

结 语：

鉴于对环境保护标准的持续提升，我国政府积极大力推行新能源动力汽车普及，因而致使动力锂电池的需求呈现增长态势，进而使得动力锂电池隔膜的市场前景充满光明广阔，在此情形下，这便要求相关隔膜制造企业以及动力锂电池企业二者之中加强彼此间的沟通交流以及协作配合，借助产、学、研相互结合的方式，加速推进产业化发展的进程步伐