随着新能源及储能市场的飞速发展,高性能电池的应用场景日益多元化,那么对于具备高安全性、高能量密度以及高循环寿命的电池需求也在不断攀升。隔膜作为锂离子电池的“安全阀”,是决定电池安全性的关键。
因此,如何提升电池的安全性以及循环寿命,开发出高耐热、高性能的电池隔膜一直是LG化学探索的方向。
电池“安全阀”之电池隔膜。
锂离子电池是由正极材料、负极材料、隔膜、电解液组成,隔膜是防止正极与负极材料相接触的材料。
锂离子电池是通过锂离子往返于正负极之间引起的化学反应来进行充电和放电。其中,若正负极材料直接接触则会发生短路而导致引发火灾等安全事故。因此,起到物理阻隔正极与负极材料接触的正是电池隔膜(LiBS, Lithium-ion Battery Separator)。
在避免正负极接触的同时,隔膜的微孔可以使锂离子正常移动于正负极材料之间进行充电、放电。当锂离子经过微孔时,若电池内部温度升高或经过较大电流时,该微孔将自行关闭,有效防止短路及电池过热现象。
最具代表性的隔膜材料有由聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP),其成本较低、易于加工、且具备良好的化学稳定性和力学性能。隔膜按照制造方法可分为干法隔膜和湿法隔膜。
干法工艺是将PE和PP薄膜单向拉伸获得微孔隔膜。相比于湿法工艺,该制造过程相对简单,无溶剂去除工艺,不产生有害物质且绿色环保。
由于其形成的孔径难以均匀、机械强度较弱、厚度较厚,主要应用于低能量密度的电池,如储能电池和电动公交车电池等。
目前,LG化学拥有可以承受200℃高温的安全增强型隔膜SRS®(Safety Reinforced Separator®),通过在隔膜表面涂覆陶瓷材料和高分子粘合剂,大幅提升隔膜的性能及电池的安全性。该隔膜自2009年首次量产以来,始终保持着世界领先的制造水平。
未来,LG化学将扩大隔膜等附加电池材料业务,持续开发具备高耐热性的电池隔膜,以及新一代涂层技术等。同时,还将继续研发提高电动汽车续航里程的高能量密度薄型隔膜。
来源:LG化学
原文始发于微信公众号(LG化学):新一代电池材料解决方案!高性能电池隔膜