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聚酰亚胺隔膜改善锂离子电池的性能

2016-03-21单香丽王庆杰张云朋

电池 2016年1期

单香丽,王庆杰,张云朋,毛 敏

(梅岭电源有限公司,贵州 遵义 563003)

聚酰亚胺隔膜改善锂离子电池的性能

单香丽,王庆杰,张云朋,毛 敏

(梅岭电源有限公司,贵州 遵义 563003)

研究聚酰亚胺(PI)隔膜的吸液率、孔隙率和耐温性能。分析PI隔膜和Celgard隔膜组装的电池的倍率性能、循环性能和安全性能。PI隔膜具有比Celgard隔膜更好的耐温性能及更高的吸液率,组装的电池在以高于1.500C的倍率放电时,电压平台及输出容量与0.100C输出容量的比值分别比Celgard隔膜组装的电池至少高出0.024 V和1.000%。

聚酰亚胺(PI)隔膜; 锂离子电池; 倍率性能; 安全性

隔膜的性能直接影响电池的内阻、放电容量、循环性能及安全性能。良好的电池隔膜应具有较高的电子绝缘性、一定的孔径及孔隙率、耐电解液腐蚀、优良的电解液浸润性、较强的力学承受能力和较高的热稳定性[1]。聚烯烃材料具有较高的强度和化学稳定性,作为一种热塑性材料,多孔聚烯烃在高于玻璃化温度的条件下具有收缩孔隙的功能,阻抗明显上升,限制通过电池的电流,防止电池因过热而引起的爆炸等问题[2]。目前,锂离子电池隔膜的主流产品是聚乙烯(PE)微孔薄膜、聚丙烯(PP)微孔薄膜和PP/PE/PP三层微孔复合膜,孔隙率在40%左右,厚度为25~40 μm。当电池温度超过150 ℃时,聚烯烃隔膜会熔化,造成正、负极片直接接触,导致电池短路,可能引起起火或爆炸[3]。

由均苯四甲酸二酐(PMDA)和二胺基二苯醚(DDE)在强极性溶剂中缩聚并流延成膜,再经亚胺化而成的聚酰亚胺(PI)隔膜,具有优良的耐高、低温性能,电子绝缘性能,耐辐射性能及耐介质性能,可在-269~280 ℃的温度内长期使用,短时间耐热温度可达400 ℃;……

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