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新能源领域:陶瓷隔膜

新能源领域:陶瓷隔膜

  • 分类:行业动态
  • 作者:ZC-New Material
  • 来源:
  • 发布时间:2024-03-29
  • 访问量:0

【概要描述】陶瓷隔膜是一种采用陶瓷颗粒涂覆技术制备的隔膜材料,主要应用于锂电池领域。陶瓷隔膜的主要优点包括提高隔膜的耐高温、耐热收缩性能和穿刺强度,进而提高电池的安全性能。

新能源领域:陶瓷隔膜

【概要描述】陶瓷隔膜是一种采用陶瓷颗粒涂覆技术制备的隔膜材料,主要应用于锂电池领域。陶瓷隔膜的主要优点包括提高隔膜的耐高温、耐热收缩性能和穿刺强度,进而提高电池的安全性能。

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陶瓷隔膜是一种采用陶瓷颗粒涂覆技术制备的隔膜材料,主要应用于锂电池领域。陶瓷隔膜的主要优点包括提高隔膜的耐高温、耐热收缩性能和穿刺强度,进而提高电池的安全性能。

 

1. 提高耐高温和耐热收缩性能:陶瓷复合层具有较高的热稳定性,可以有效提高隔膜的耐高温和耐热收缩性能,从而提高电池的安全性能。

2. 提高穿刺强度:陶瓷颗粒具有较高的硬度和强度,可以有效提高隔膜的穿刺强度,防止电池内部短路和燃烧。

3. 良好的浸润性和吸液保液能力:陶瓷复合层具有良好的浸润性和吸液保液能力,可以提高电池的使用寿命。

4. 中和电解液中的氢氟酸:陶瓷复合层还可以中和电解液中的氢氟酸,防止电池气胀,进一步提高电池的安全性能。

 

一、陶瓷隔膜在锂电池中的应用

1. 防止电池内部短路:锂电池的正负极之间需要通过隔膜进行隔离,以防止电池内部短路的发生。陶瓷隔膜具有优异的高温稳定性和耐热收缩性能,能够在高温甚至热滥用条件下保持隔膜的完整性和稳定性,从而防止电池内部短路的发生。

 

2. 提高电池的安全性能:陶瓷隔膜具有良好的热稳定性和化学稳定性,能够抵御电池内部产生的热量和化学反应,防止电池热失控和燃烧。此外,陶瓷隔膜还可以中和电解液中的氢氟酸,防止电池气胀,进一步提高电池的安全性能。

 

3. 提高电池的循环寿命:陶瓷隔膜具有良好的浸润性和吸液保液能力,能够提高电池的离子传导性能和充放电性能,从而提高电池的循环寿命。

 

4. 用于高端锂电池产品:陶瓷隔膜的性能优异,适用于高端锂电池产品,如动力电池、储能电池等。在这些应用中,陶瓷隔膜能够提供更高的安全性能和循环寿命,满足高端产品的需求。

 

 

 

二、陶瓷隔膜的制备过程陶瓷隔膜的制备过程通常包括配料、混合、成型、烧成等步骤。首先,选择合适的原料,如氧化铝、二氧化硅等陶瓷颗粒,与基体材料(如PP、PE或多层复合隔膜)进行混合。然后,通过特殊的工艺处理,使陶瓷颗粒涂覆在基体材料表面,形成一层致密的陶瓷复合层。最后,经过高温烧成,使陶瓷复合层与基体材料紧密结合,形成稳定的陶瓷隔膜。每个环节都需要严格控制工艺参数和操作过程,以确保最终产品的质量和性能。通过不断优化和改进制备工艺,可以进一步提高陶瓷隔膜的性能和安全性,推动锂电池技术的持续发展和进步。

 

1. 材料选择与处理陶瓷隔膜的制备首先需要选择高质量的原料。常用的原料包括氧化铝、二氧化硅等陶瓷颗粒。在选择原料时,需要考虑其纯度、粒度分布以及热稳定性等因素。原料经过初步筛选后,需要进行进一步的破碎、研磨和干燥处理,以获得满足工艺要求的粉体。

 

2. 陶瓷浆料制备将经过处理的陶瓷粉体与适量的溶剂、分散剂、粘合剂等混合,形成均匀的陶瓷浆料。制备过程中需要严格控制各组分的比例,以及搅拌速度和搅拌时间,确保浆料的均匀性和稳定性。

 

3. 涂布与干燥将制备好的陶瓷浆料均匀涂布在基体材料(如PP、PE或多层复合隔膜)的表面。涂布过程中需要控制浆料的流量、速度和涂布厚度,以确保陶瓷层在基体材料上的均匀分布。涂布完成后,需要进行干燥处理,以去除浆料中的溶剂,使陶瓷颗粒与基体材料紧密结合。

 

4. 高温烧结将涂布并干燥后的陶瓷隔膜进行高温烧结。烧结过程中,陶瓷颗粒之间需要发生固相反应以形成致密的陶瓷层。然而,烧度、时间和气氛等参数的控制难度较高,需要根据具体的陶瓷材料和工艺要求进行精确优化。

 

5. 表面修饰与处理为了提高陶瓷隔膜的性能,可能需要进行表面修饰与处理。然而,这些处理过程可能涉及到复杂的化学反应或物理过程,需要精细控制以实现预期的效果。例如,可以通过化学气相沉积(CVD)或物理气相沉积(PVD)等方法,在陶瓷表面引入一层具有特殊功能的薄膜,如提高浸润性、吸液保液能力或导电性等。

 

6. 性能检测与评估制备完成的陶瓷隔膜需要进行一系列的性能检测与评估,包括厚度、孔隙率、吸液率、离子传导性能、高温稳定性、热收缩性能、穿刺强度等。这些性能指标可以反映陶瓷隔膜的质量和性能,为后续的应用提供依据。

 

7. 后处理与包装经过性能检测与评估的陶瓷隔膜需要进行后处理与包装。后处理可能包括清洗、干燥等步骤,以确保隔膜的清洁度和干燥度。包装过程中需要选择适当的包装材料和方法,以防止隔膜在运输和存储过程中受到损坏或污染。

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