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无纺布隔离膜技术将大大提高高容量锂动力电池的安全性

更新时间:2015-04-27 08:59:55 点击: 编辑:锂辉电池

  正极、负极、电解液和隔离膜构成了锂电池四大基本电极材料。不像前三者,隔离膜由于本身不参与电池中的电化学反应,因此长期没有受到学术界和产业界的广泛关注。隔离膜最基本的功能是导通锂离子,并且将电池的正、负极机械分隔开来防止两极接触而造成短路。目前锂电池隔离膜的主要材质为多孔聚烯烃膜,包括聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)等,一般根据应用采用不同规格的隔离膜,如单层、双层及三层的湿法或者干法隔离膜。
 

  目前市场上主流的隔离膜生产工艺包括两大技术流派,即干法(熔融拉升工艺)、湿法(热致相分离工艺),其中干法工艺又可细分为干法单向拉伸工艺和干法双向拉伸工艺。常见PE隔离膜闭孔温度在130℃左右,破膜温度在150℃左右;PP隔离膜的闭孔温度在145℃左右,破膜温度在170℃左右。PP/PE复合隔离膜则结合了PP/PE膜的优点,机械强度好,安全性更高,但透气性差。目前动力电池主要采用的是PP/PE复合隔离膜。此外,陶瓷涂覆隔离膜(主要是Al2O3陶瓷涂覆)也可以有效改善隔离膜的热稳定性。


  相较于毛利率不到10%的正负极材料,锂电池隔离膜利润率一度曾经高达70%。因此,众多的国内隔离膜企业如雨后春笋般地蜂拥而入。但是相对于正负极和电解液而言,隔离膜是一个高技术门槛的行业。做出隔离膜不难,但是做出品质好的高端隔离膜则非常难。由于缺乏技术沉淀和持续的研发投入,国内隔离膜质量和批次稳定性仍然不及国外进口隔离膜。在产品没有核心竞争力的情况下,同质化严重而导致价格战愈演愈烈。目前干法双拉隔离膜均价已下降至4元以下,单拉隔离膜5元左右;湿法隔离膜价格在4-6元之间,降幅超过30%。就目前的现状而言,无纺布隔离膜价格肯定比国产聚烯烃隔离膜贵不少。聚酰亚胺和芳纶隔离膜甚至高于10元/m2。PET和纤维素隔离膜具有价格上的潜在优势,最终产业化后应该可以做到低于10元/m2以下。
 

  目前,对于无纺布隔离膜最大的优势就是高容量锂动力电池,尤其是大型三元动力电池的安全性问题。如果无纺布隔离膜企业能够以此为切入口,结合无纺布隔离膜对于锂电池的倍率性和使用寿命的提高从而生产出高品质的产品,那么不排除无纺布隔离膜后来居上的可能性。国内隔离膜厂也应该加强技术积累,随时密切关注国外相关无纺布隔离膜技术的产业化进展,及早应对。

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