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[技术] 电池隔膜材料学

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发表于 2008-12-5 04:02:11 | 显示全部楼层

电池隔膜材料学

  电池的隔膜是怎样的材料
  朱修剑

  电池在我们生活中的套用非常广氾,近年来随着便携式电子装置的发展,电池的作用也就越发突出了。而隔膜材料正是是电池中除正负电极和电解液之外的另一重要组成,它是将正极和负极隔开的一层具有电子绝缘性和离子导电性的薄膜。这些薄膜的厚度一般小于0.2公釐,比我们平时所看的书的纸张都要薄一些的。因此,虽然它在整个的电池中只佔有很小的位置,但是却发挥着重大的作用。

  在实际使用中,我们总是希望电池的个头较小和用的更久一些,因此在制备电池时总是想让其中的正负电极靠的更近一些。但是正负极靠得太近会有短路的危险,这时电池就完全失去作用了。隔膜的作用就在这里了,它既可使正负电极尽量靠近,又可避免它们相互接触短路,更可让电解液良好的通过。现在我们生活中使用的可重复利用的电池主要为锂离子电池和镍氢电池等,里面使用的隔膜大多是聚丙烯隔膜。到2004年止,中国电池企业光使用在锂离子电池上的聚丙烯隔膜便有3000万平方米之多。而聚丙烯隔膜在外观上看就象我们生活常用的白色的塑料带,它究竟有什麽神奇的本领被如此大规模套用且发挥这样大的作用呢?

  其实,聚丙烯隔膜能成为优良的电池隔膜材料在于它本身经过特殊的工艺复合和加工后所具有的优越特性。以聚丙烯为主要原料,经过一系列的熔融、拉伸、热定型等工艺,才能制备出微孔聚丙烯锂离子电池隔膜材料。而聚丙烯的原料成本仅为7千元/吨,将其加工成隔膜后,其价值便能达到300万元/吨,可以看出其需要经过复杂和精确的工艺程序。聚丙烯隔膜分布有非常均匀的小于30目的孔径大小,这样的微孔是用肉眼无法看出的。这样的微孔分布在隔膜上还有大于90%的面积来保证电池电解液中离子的快速通过。通常以我们日常生活的思维,这样布满空洞的物体是很容易被撕裂的。然而,用做电池隔膜的聚丙烯膜有着很高的抗撕裂强度,5釐米长的隔膜一般可承受3公斤的重量。聚丙烯隔膜还有着一种重要的特征,即较高的吸液率。我们在生活中洗衣服的时候可以发现,大多数衣服在水中浸泡之后便重了许多,聚丙烯隔膜经电解液浸泡之后增加的重量的倍数便是吸液率了,通常使用的聚丙烯隔膜吸液率要大于500%。最后的,聚丙烯隔膜材料还是能耐的住各种电解液的腐蚀的。

  然而,作为锂电他的重要组成部分的这些隔膜材料,目前却只有日本、美国等少数几个国家拥有技术并产业化。但是,随着国家科研排程的立项,我国掌握聚丙烯电池隔膜材料的技术指日可待。
发表于 2015-12-16 08:03:31 | 显示全部楼层
潜水的路过,前来论坛学习。
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