市场化的隔膜材料主要是以聚乙烯(polyethylene,PE)、聚丙烯(polypropylene,PP)为主的聚烯烃(Polyolefin)类隔膜,其中PE 产品主要由湿法工艺制得,PP 产品主要由干法工艺制得。至于PE 和PP 这两种材料的特性。总体而言:①PP 相对更耐高温,PE 相对耐低温;②PP 密度比PE 小;③PP 熔点和闭孔温度比PE高;④PP 制品比PE 脆;⑤PE 对环境应力更敏感。主要的隔膜材料产品有单层PP、单层PE、PP+陶瓷涂覆、PE+陶瓷涂覆、双层PP/PE、双层PP/PP 和三层PP/PE/PP 等,其中前两类产品主要用于3C 小电池领域,后几类产品主要用于动力锂电池领域。在动力锂电池用隔膜材料产品中,双层PP/PP 隔膜材料主要由中国企业生产,在中国大陆使用,这主要是因为还没有中国企业能将PP 与PE 制成双层复合膜的技术和能力。而全球汽车动力锂电池使用的隔膜以三层PP/PE/PP、双层PP/PE以及PP+陶瓷涂覆、PE+陶瓷涂覆等隔膜材料产品为主。与此同时,其他一些新型隔膜材料产品也在不断涌现并开始实现应用,不过,因量少价高,主要还是用在动力锂电池制造领域。这些产品主要有:涂层处理的聚酯膜(PET,Polyethylene Terephthalate)、纤维素膜、聚酰亚胺膜(PI)、聚酰胺膜(PA),氨纶或芳纶膜等等。隔膜是电解反应时,用以将正负两极分开防止在电解池中直接反应损失能量的一层薄膜。贵州1000立方PPS隔膜
锂电池隔膜的生产方法主要分为两种:1、熔融拉伸法制备原理是聚合物熔体在高应力场下结晶 形成具有垂直于挤出方向而又平行排列的片晶结构,然后经过热处理得到所谓硬弹性材料。具有硬弹性的聚合物膜拉伸后片晶之间分离并出现大量微纤,由此而形成大量的微孔结构,再经过热定型即制得微孔膜。商品如美国的Celgard隔膜。2、热致相分离法热致相分离法是近年来发展起来的一种制备微孔膜的方法。它是利用高聚物与某些高沸点的小分子化合物在较高温度( 一般高于聚合物的熔化温度) 时形成均相溶液,降低温度又发生固-液或液- 液相分离,这样在富聚合物相中含有添加物相,而富添加物相中又含有聚合物相,拉伸后除去低分子物则可制成互相贯通的微孔膜材料。商品如日本的Tonen。此外,Bellcore法、倒相法、静电纺丝法等方法是高性能隔膜的研究热点。四川水电解制氢PPS隔膜隔膜与电解液之间的相容性(隔膜的亲水性,离子电导率)很大程度上影响了电解槽的内阻。
隔膜是电解反应时,用以将正负两极分开防止在电解池中直接反应损失能量的一层薄膜。锂电池的结构中,隔膜是关键的内层组件之一。隔膜的性能决定了电池的界面结构、内阻等,直接影响电池的容量、循环以及安全性能等特性,性能优异的隔膜对提高电池的综合性能具有重要的作用。市场化的隔膜材料主要是以聚乙烯(polyethylene,PE)、聚丙烯(polypropylene,PP)为主的聚烯烃(Polyolefin)类隔膜,其中PE产品主要由湿法工艺制得,PP产品主要由干法工艺制得。至于PE和PP这两种材料的特性。
为防止阴、阳两极产物混合,避免可能发生的有害反应,在电解槽中,基本上都用隔膜将阴、阳极室隔开。此前常用的隔膜材料是聚烯烃,但聚烯烃材料的电解液浸润性和热稳定性比较差,高温下也容易产生收缩熔融。而PPS材料的耐化和耐热性能,也有一定的改性应用潜力。目前主要做法是对PPS隔膜表面涂覆,制备复合隔膜。这种方法已经从学术研究开始逐渐走向产业应用:以PPS无纺布为基材,PVS作为涂覆材料,经过物理涂覆、干燥、热压处理,制备出PVS/PPS无纺布锂电池复合隔膜。PPS织物作为基底能够提供一定的物理支撑作用。
表面涂覆的主要目的是改善隔膜的亲水性,提高隔膜与电解液的相容性,降低了电解槽的内阻。未来几年,由复合材料制成的导电、不熔膜、PPS改性膜等,由于使用领域更为广阔,将成为PPS薄膜细分市场的主要发展重点。从区域上看,华东和华南是PPS薄膜市场的主要集中区域,这与PPS薄膜的下游集群分布有关。在PPS隔膜重,介电越低,损耗越少,5G高频下更是如此PPS本身具有良好的耐热、阻燃、耐化性能,是一种前途无量的材料。为防止阴、阳两极产物混合,避免可能发生的有害反应,在电解槽中,基本上都用隔膜将阴、阳极室隔开。苯环结构使PPS具有较大的刚性,而硫醚键(-S-)则提供了一定的柔顺性。目前主要做法是对PPS隔膜表面涂覆,制备复合隔膜。除了合金之外,低介电填料也是可行的方法之一。至今商品化锂电池隔膜材料仍主要采用聚乙烯、聚丙烯微孔膜。中国香港水电解PPS隔膜
由于运行过程中阴极与阳极的压差波动,隔膜的气密性也在很大程度上影响了电解槽的安全运行。贵州1000立方PPS隔膜
早期是使用石棉作为隔膜材料,但是石棉在碱性电解液中的溶胀性与石棉对人体的伤害使得其逐渐被淘汰。目前,行业内较为广使用的隔膜为以聚苯硫醚(PPS)织物为基底的新型复合隔膜。从宏观角度来讲,复合隔膜是在PPS基底两面涂覆浆料构成的,以Agfa的ZIRFON产品为例,表面涂覆浆料中含有二氧化锆和聚合物,其中二氧化锆等无机氧化物纳米颗粒是改善其亲水性的主要物质,其改善亲水性的机理可能是氧化锆中的氧离子与电解液中的水形成氢键。因此,表面涂覆的主要目的是改善隔膜的亲水性,提高隔膜与电解液的相容性,降低了电解槽的内阻。同时,由于表面浆料与PPS直接的相互作用,复合隔膜也通常会表现出比PPS基底更高的物理稳定性。贵州1000立方PPS隔膜
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