世界最薄鋰電池?zé)o紡隔膜技術(shù)誕生

俊莉

全世界都在提倡電動(dòng)車，能耗低，無污染?？墒悄阒绬?？限制其發(fā)展的瓶頸卻是鋰電池間的無紡隔膜，由于厚度高而阻止了相關(guān)的效能。美國公司近日研發(fā)出一專利技術(shù)，即僅為10～12微米的鋰電池?zé)o紡隔膜，這為研發(fā)高效能鋰電池創(chuàng)造了條件。該技術(shù)依賴于較其他非織造電池隔膜更輕的重量和更高的壓縮性。這項(xiàng)創(chuàng)新將讓非織造隔膜的傳統(tǒng)優(yōu)勢以更低的成本、更高的安全性實(shí)現(xiàn)，且厚度最適宜傳統(tǒng)鋰離子電池隔膜。其厚度只有超級電容器行業(yè)主流產(chǎn)品的二分之一。這種鋰電池隔膜厚度極低，屬于世界上最薄的無紡隔膜。

在鋰電池的結(jié)構(gòu)中，隔膜是超級電容器中最關(guān)鍵的內(nèi)層組件之一。隔膜的性能決定了電池的界面結(jié)構(gòu)、內(nèi)阻等，直接影響電池的容量、循環(huán)以及安全性能等特性，性能優(yōu)異的隔膜對提高電池的綜合性能具有重要意義。隔膜的主要作用是使電池的正、負(fù)極分隔開來，防止兩極接觸而短路，此外還具有能使電解質(zhì)離子通過的功能。隔膜材質(zhì)是不導(dǎo)電的，其物理化學(xué)性質(zhì)對電池的性能有很大的影響。電池的種類不同，采用的隔膜也不同。對于鋰電池系列，由于電解液為有機(jī)溶劑體系，因而需要耐有機(jī)溶劑的隔膜材料，一般采用高強(qiáng)度薄膜化的聚烯烴多孔無紡膜。

由于隔膜性能的優(yōu)劣直接影響著電池內(nèi)阻、放電容量、循環(huán)使用壽命以及電池使用的安全性能，故鋰電池制造對隔膜材料產(chǎn)品的一致性要求極高，除了厚度、表面密度、力學(xué)性能這些基本要求之外，對隔膜微孔的尺寸和分布的均勻性也都有很高的要求。因此，鑒于技術(shù)工藝的難度，隔膜材料一度成為中國唯一還沒有實(shí)現(xiàn)自給的鋰電池關(guān)鍵材料之一。

不過，到2011 年中國隔膜的自給率已經(jīng)超過半數(shù)，達(dá)到了58.52%，遠(yuǎn)高于多數(shù)研究機(jī)構(gòu)給出的數(shù)據(jù)。照此速度發(fā)展下去，用不了幾年，中國的隔膜材料就將實(shí)現(xiàn)自給。而且，現(xiàn)在部分日韓知名鋰離子電池企業(yè)已經(jīng)在開始考慮采購中國企業(yè)生產(chǎn)的隔膜材料產(chǎn)品，這在一定程度上說明了中國企業(yè)的隔膜產(chǎn)業(yè)化技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了相當(dāng)?shù)乃健５?，鋰電池的蓄電量大小取決于其重量和較高的壓力。專用的無紡隔膜是新型鋰電池研發(fā)的關(guān)鍵點(diǎn)。長期以來，電動(dòng)車受困于蓄電量低而行程短的問題。這一關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)成功可使電動(dòng)車使用的傳統(tǒng)鋰電池隔膜厚度降低二分之一，而蓄電量更大，更安全成本更低。

這家美國公司的CEO認(rèn)為，這是專為開發(fā)超級電容器而研發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)。電池隔膜厚度的降低，促使全世界的能源蓄電密度更高，電池蓄電量更大，而使用壽命更長，最重要的是，它可有效降低使用成本，即降低昂貴的電解液使用量。因此，可以預(yù)言，在幾年時(shí)間內(nèi)，鋰電池工業(yè)將發(fā)生根本轉(zhuǎn)變。

（據(jù)美國《紡織世界》最新資料http：//www.textileworld.com/textile-world/nonwovens-technical-textiles/2016/03/dreamweaver-international-develops-technology-for-worlds-thinnest-nonwoven-battery-separator/）