鋰離子電池新型隔膜材料—PI隔膜的研究

來源：存能電氣  日期：2019-10-16 13:44  瀏覽量：次

　　鋰離子電池新型隔膜材料—PI隔膜的研究。聚酰亞胺（PI）擁有良好的熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性和突出的力學(xué)性能，其長期使用溫度可高達(dá)300℃，是現(xiàn)今綜合性能最好的薄膜類絕緣材料。PI隔膜因具有出色的熱穩(wěn)定性和較好的電解液吸液保液性而被視為重點(diǎn)開發(fā)的下一代隔膜材料，為動(dòng)力鋰電池提供更好的安全保障。

　　鋰離子電池主要由正負(fù)電極材料、電解質(zhì)及隔膜組成。在鋰離子電池正極與負(fù)極之間有一膜材料，通常稱為隔膜，它是鋰離子電池的重要組成部分。鋰離子電池隔膜的制備方法主要有熔融拉伸和熱致相分離兩大類方法。

　　鋰離子電池新型隔膜材料—PI隔膜的研究

　　PI是指主鏈上含有聚酰胺環(huán)的一類聚合物，是綜合性能最佳的有機(jī)高分子材料之一。其耐高溫在400℃以上，長期使用溫度在200～300℃之間，無明顯熔點(diǎn)，高絕緣性能，1000Hz下介電常數(shù)為4.0，介電損耗僅為0.004～0.007，屬F至H級絕緣材料。已廣泛應(yīng)用在航空、航天、微電子、納米、液晶、分離膜、激光等領(lǐng)域。

　　作為鋰離子電池隔膜來說，PI隔膜與傳統(tǒng)的聚烯烴隔膜相比有著眾多優(yōu)點(diǎn)：首先，其耐高溫性好，能夠提高鋰離子電池的安全性能；其次，PI多孔膜具有較高的孔隙率，且PI具有大量的極性基團(tuán)，隔膜的離子電導(dǎo)率高，對電解液的浸潤性非常好，使得鋰離子電池適合在高倍率下充放電，縮短充電時(shí)間，并且延長鋰離子電池的使用壽命。

　　因此，PI隔膜有望作為下一代鋰離子電池隔膜材料。PI除了被用于改性熱穩(wěn)定性較差的聚烯烴隔膜外，也可單獨(dú)用于制備鋰離子電池隔膜，在多種PI隔膜的制備方法中，以靜電紡絲法、模板法、相轉(zhuǎn)化法研究較多。

　　到目前為止，國內(nèi)外對PI隔膜的研究取得了較多的階段性成果，但大多還是停留在實(shí)驗(yàn)室研究階段，再加之缺乏PI鋰電池隔膜的相關(guān)生產(chǎn)設(shè)備，材料成本高，導(dǎo)致國內(nèi)市場上PI鋰電池隔膜還有很大的空缺。

　　因此，高分子材料企業(yè)需要在單體合成及聚合方法上尋找降低PI成本的途徑，隔膜生產(chǎn)企業(yè)和設(shè)備加工企業(yè)互相合作，使PI鋰電池隔膜早日實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。

　　PI材料有良好的耐熱性能，但是難以加工，PI隔膜現(xiàn)階段難以實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，因此，國內(nèi)的隔膜產(chǎn)業(yè)需要領(lǐng)軍企業(yè)做出表率作用。