中國粉體網(wǎng)訊 隔膜是鋰離子電池的四大主要部件之一,,在鋰離子電池中起到隔離正負(fù)極、防止正負(fù)極接觸短路和給鋰離子提供通道允許鋰離子通過的作用,。目前為了更好的匹配動力電池的安全和性能要求,,涂層隔膜運用于動力電池中已逐漸成為主流。
鋰電池涂覆材料種類介紹
當(dāng)前市場上涂覆材料種類主要分為無機涂覆,、有機涂覆,、有機+無機涂覆三種方式。
涂覆材料種類介紹
以勃姆石,、氧化鋁為主要涂覆材料的無機涂覆較以聚偏氟乙烯(PVDF),、芳綸為代表的有機涂覆和有機無機混合涂覆技術(shù)更加成熟。無機涂覆隔膜的可拉伸強度和熱收縮率更好,,下游客戶已形成產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用,。根據(jù)研究機構(gòu)EVTank聯(lián)合伊維經(jīng)濟研究院共同發(fā)布的《中國鋰離子電池隔膜行業(yè)白皮書(2020年)》,2019年中國鋰電池涂覆材料出貨量為1.55萬噸,,其中無機涂覆材料出貨1.4萬噸,,占比達90.32%,,有機涂覆材料、有機和無機結(jié)合的涂覆材料占比不到10%,。
勃姆石
勃姆石(AlOOH)在焙燒中能夠保持原有的介觀形貌,,因此可作為制備不同形貌納米氧化鋁的前驅(qū)體。除此之外,,AlOOH還可用作陶瓷材料,、催化劑及載體材料、鋰電池隔膜涂層以及光學(xué)材料等,。
作為鋰電池涂覆材料,,勃姆石主要用于鋰電池電芯隔膜和極片的涂覆。涂覆在鋰電池電芯隔膜上能夠提高隔膜的耐熱性,,增強隔膜的抗刺穿性,,提高鋰電池的安全性能;涂覆在鋰電池的極片中,,可避免正極材料極片分切過程中產(chǎn)生的毛刺刺穿隔膜,,提高鋰電池的安全性能,改良電池生產(chǎn)工藝,,提高能量密度,。此外,受益于磁性異物含量低,、吸水率低,、比重低、莫氏硬度低的特點,,勃姆石還能有助于改善電池的倍率性能和循環(huán)性能,,提升電芯的良品率,并減少電池在使用過程中的自放電,,是提升鋰電池安全可靠性的重要材料,。
氧化鋁
氧化鋁在自然界中含量豐富,具有優(yōu)異的化學(xué)惰性,、熱穩(wěn)定性和機械性能,。作為鋰電池隔膜陶瓷涂層其具有如下優(yōu)勢:
1)氧化鋁涂層具有耐高溫性,在180℃可以保持隔膜完整形態(tài),;
2)氧化鋁涂層可以中和電解液中游離的HF,,提升電池的耐酸性和安全性能;
3)納米氧化鋁在鋰電池中可形成固溶體,,提高倍率性和循環(huán)性能,;4)納米氧化鋁粉末具有良好的潤濕性,有一定的吸液及保液能力,;5)氧化鋁涂層可以增加微孔曲折度,,自放電低于普通隔膜,。
勃姆石在無機涂覆材料中的使用滲透率有望持續(xù)提升
相比于高純氧化鋁,AlOOH作為鋰電池隔膜陶瓷涂層具有如下優(yōu)勢:
1)硬度低,,在切割和涂覆過程中,,對機械的磨損小,能夠降低設(shè)備磨損和異物帶入的風(fēng)險,;
2)耐熱溫度高,與有機物相容性好,;
3)密度小,,相同質(zhì)量的AlOOH比高純Al2O3多涂覆25%的面積;4)涂覆平整度高,、內(nèi)阻�,。�
5)能耗低,,生產(chǎn)過程對環(huán)境更加友好,;
6)制備過程更為簡單,生產(chǎn)成本低,。
近年來,,AlOOH開始逐漸取代氧化鋁成為新型的鋰電池隔膜商用改性粉體。勃姆石在無機涂覆材料應(yīng)用中的占比逐漸提升,。據(jù)統(tǒng)計,,2019年勃姆石占無機涂覆膜用量的比例為44%,較2016年增長30%,,預(yù)計2025年勃姆石占無機涂覆膜用量的比例為75%,。
中國無機涂覆膜用量及勃姆石膜占比(億平方米)
小結(jié)
在隔膜表面涂覆一層陶瓷,利用陶瓷材料良好的熱穩(wěn)定性,、較高的機械強度,、豐富的孔結(jié)構(gòu)和良好的電解液浸潤性,可提升鋰離子電池的安全性,、改善鋰離子電池的電化學(xué)性能,。受益于下游新能源汽車需求的持續(xù)增長以及勃姆石在鋰電池電芯隔膜涂覆的滲透率提升,勃姆石市場空間將呈放大趨勢,。
參考資料:
楊永鈺等.無機超細(xì)粉體改性鋰離子電池隔膜的研究進展
程睿等.陶瓷在液態(tài)鋰離子電池隔膜材料中的應(yīng)用
信達證券.壹石通:全球勃姆石龍頭,,專精特新“小巨人”
(中國粉體網(wǎng)編輯整理/黑金)
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