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    隔膜性能的优劣决定电池的界面结构和内阻,进而影响电池的容量、循环性能
充放电电流密度等关键特性,可见,性能优异的隔膜对提高电池的综合性能有
重要作用。

    

    对隔膜的基本要求是:具有足够的隔离性和电子绝缘性,能保证正负极的机
械隔离和阻止活性物质的迁移;有一定的孔径,对锂离子有很好的透过性,保
证低电阻和高离子传导率;由于锂离子电池采用有机溶剂和非水电解液,因此
应具有足够的化学稳定性和电化学稳定性,有一定的耐湿性和耐腐蚀性;对电
解液的浸润性好,有足够的吸液保湿能力和离子导电性;具有足够的力学性能
和防震能力,并且厚度尽可能小;自动关断保护性能好。隔膜的力学性能是影响
其应用的一个重要因素,如果隔膜破裂,就会发生短路,降低成品率,因此要
求隔膜有一定的强度、弹性和耐摩擦性能。

      2 锂离子电池隔膜制备方法    

    聚乙烯

(PE)、聚丙烯(PP)微孔膜具有较高孔隙率、较低的电阻、较高的抗撕裂强

度、较好的抗酸碱能力、良好的弹性及对非质子溶剂的保持性能,因此锂离子电
池研究开发初期用其作为隔膜材料。目前市场化的锂离子电池隔膜主要有单层
PE、单层 PP、3 层 PP/PE/PP 复合膜。    

    锂离子电池隔膜按制备工艺的不同可分为干法和湿法两大类,主要区别在于
隔膜微孔的成孔机理不同。

      2.1 干法工艺    

    干法是将聚烯烃树脂熔融、挤压、吹膜制成结晶性聚合物薄膜,经过结晶化处
理、退火后,得到高度取向的多层结构,在高温下进一步拉伸,将结晶界面进行
剥离,形成多孔结构,可以增加薄膜的孔径。干法按拉伸方向不同可分为干法单
向拉伸和双向拉伸。

    

    干法单向拉伸工艺是通过硬弹性纤维的方法,制备出低结晶度的高取向 PE 或
PP 隔膜,再高温退火获得高结晶度的取向薄膜。这种薄膜先在低温下进行拉伸
形成银纹等缺陷,然后在高温下使缺陷拉开,形成微孔。目前美国

Celgard 公司、

日本宇部公司均采用此种工艺生产单层

PE、PP 以及 3 层 PP/PE/PP 复合膜。该

工艺生产的隔膜具有扁长的微孔结构,由于只进行单向拉伸,隔膜的横向强度
比较差,但横向几乎没有热收缩。由于受国外专利保护,国内采用单向拉伸方法
制备隔膜的工业化进展很慢,目前杭州的一条生产线通过在

PP 中加入成核剂以

及油类添加剂来加速退火过程中的结晶速率而制备的单层

PP 隔膜已在市场上销

售。

    

    干法双向拉伸工艺是中科院化学研究所

20 世纪 90 年代初开发的具有自主知

识产权的工艺。通过在

PP 中加入具有成核作用的 β 晶型改进剂,利用 PP 不同

相态间密度的差异,在拉伸过程中发生晶型转变形成微孔。与单向拉伸相比,其
在横向方向的强度有所提高,而且可以根据隔膜对强度的要求,适当的改变横