锂离子电池隔膜国内外分析研究

锂离子电池隔膜国内外研究

锂离子电池具有高比能量、长循环寿命、无记忆效应的特性，又具有安全、可靠且能快速充放电等优点，因而成为近年来新型电源技术研究的热点。隔膜是锂离子电池的重要组成部分，其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。锂离子电池隔膜的材料主要有聚丙烯、聚乙烯单层微孔膜，以及它们的多层复合微孔膜。目前，世界上只有日本、美国等少数几个国家拥有锂离子电池聚合物隔膜的生产技术和相应的规模化产业。我国在锂离子电池隔膜的研究与开发方面起步较晚，但近年来出现了不少研究成果。

国外研究

株式会社巴川制纸所研究的锂离子二次电池隔板，具有含聚烯烃的多孔质基质材料，和在该多孔质基质材料的至少一个平面上含有偏二氟乙烯系树脂作为主成分的多孔质层。其电解液保持性、与电极的密合性、粘接性、尺寸稳定性优良，具有均匀性好的离子传导性，降低了与电极的界面电阻，进而具有断路特性。通过使用这种隔板，提供容量特性、充放电特性、循环特性、安全性、信赖性、等等优良的锂离子二次电池[CN1495936<申请日：2003.09.15、公开日：2004.05.12）]。

帝人株式会社研究的无水电解质的锂离子二次电池隔膜，主要由多孔片材制成。所述隔膜包括平均膜厚为10-35微M、基重为10-25克/M2的多孔膜，所述多孔膜包含平均膜厚为10-35微M、基重为6-20克/M2，根据JIS8117测定的透气性不大于100秒的片材

[CN1372706<申请日：2001.03.07、公开日：2002.10.02）]。

株式会社巴川制纸所研究的电子元件用隔膜，可在锂离子二次电池、聚合物锂离子二次电池、铝电解电容器以及电偶极子层电容器上使用时，一面良好地保持各种实用特性、一面具有在过热时热收缩也极少的、高可靠性的优良作业性。该电子元件用隔膜，由熔点高于或等于180℃的物质构成的多孔基材、及设置在其至少一面和/或内部的树脂结构体构成，该多孔基材和/或树脂结构体含有填充粒子[CN1670989<申请日：2005.03.18、公开日：2005.09.21）]。

OJI PAPER公司研究的锂离子二次电池隔膜，通过电子束辐射处理隔膜，防止高温贮存时因隔膜收缩引起的电池内部短路。经电子束辐射处理，隔膜于100℃的热机械分析

TOMOEGAWA PAPER CO LTD研究的电子部件隔膜，可用于锂离子二次电池，聚合物锂二次电池等。该隔膜的具体结构如下图所示。隔膜<10）有一由树脂制成的多孔膜，微粒<12）分散在膜内部和/或表面<具体结构如下图）。所述的微粒选自交联聚丙烯腈和交联聚甲基甲基丙烯酸酯[JP2004281208

TEIJIN LTD(JP>、NISHIKAWA SATOSHI(JP>、HONMOTO HIROYUKI(JP>、DAIDO TAKAHIRO(JP>、SANO HIROKI(JP>曾联合研究了一种锂离子二次电池的隔膜，该隔膜为一多孔层，主要由芳香族聚酰胺组成，两边为非纺织织物。该隔膜有高的热阻性，操作方便，使用该隔膜能改善锂离子二次电池的安全性[WO2006123811

2006.11.23）]。

MITSUI CHEMICALS INC、DENSO CORP曾联合研究的一种锂离子电池用隔膜，是压缩成型非纺织织物得到，该织物包括4-甲基-1戊烯聚合物或4-甲基-1戊烯和α-烯烃的共聚物。纤维的平均直径为0.8-5μm，重要9-30g/m2,空隙度30-60% [JP2006080057

ASAHI CHEMICAL IND研究的锂电池隔膜，是由多孔膜制成，多孔膜的组成为高于10wt%分子量大于1000000的聚乙烯，高于5wt%分子量小于100000的聚乙烯，和占聚乙烯和聚丙烯总重量的5-45%平均分子量为10000-1000000的聚丙烯。多孔膜的厚度为10-500μm，孔率40-85%，最大孔径0.05-5μm。该电池隔膜是通过挤出成形混合物包括上述特定分子量聚乙烯、上述特定平均分子量的聚丙烯、有机液体和精细无机粉末，形成薄膜，然后从薄膜中提取有机液体和无机粉末。该薄膜不仅具有优良的稳定性，而且有优良的耐化学性、机械强度和离子渗透性[EP0547237

Asahi Kasei Chemicals Corporation研究的聚烯烃基多孔膜，是将包括二氧化硅精细粉末20%，粘度7.0dL/g聚乙烯19.2%，和邻苯二甲酸二辛酯48%的混合物，挤出成板，用二氯甲烷和氢氧化钠提取邻苯二甲酸二辛酯和二氧化硅，得到多孔膜。两层膜于110℃下加热，长度方向伸展4.5折叠；130℃下加热，宽度方向伸展2.0折叠，得到的测试膜厚度18mm，孔率46%，透气性100s/100cc，破裂强度4.8N，最大孔径0.134mm，平均孔径0.098mm，电阻0.9W-m2，粘度4.9dL/g，可用于锂离子电池隔膜[WO2005061599(AD:2004.12.20，PD:2005.07.07>]。

德国德古萨公司研究的锂电池隔膜，是基于片状的挠性基体，所述基体具有许多开口，并且所述基体上和基体中具有多孔的无机电绝缘涂层，所述涂层使基体的开口封闭，所述基体材料选自不导电的无纺聚合物纤维，并且所述无机电绝缘涂层包括金属氧化物颗粒，该隔膜的特征在于：在不存在电解质时，该隔膜具有锂离子导电性能。在它们填充有其它的锂离子导电的电解质之后，所得到的离子导电性能高于非锂离子导电的隔膜和电解质组合时的该性能。该隔膜特别适用于高功率锂电池[CN1679185<申请日：2003.07.21、公开日：2005.10.05 ）]。

美国思凯德公司研究的离子二次电池的电池隔膜是具有辅料的微孔薄膜，包括：微孔薄膜，所述薄膜具有25μm或更