高純氧化鋁涂覆層對鋰電池聚乙烯隔膜的影響

編號：CYYJ01757

篇名：高純氧化鋁涂覆層對鋰電池聚乙烯隔膜的影響

作者：張瑞珠 馮家赫 李炎炎 馬淑云

關(guān)鍵詞： 鋰電池 聚乙烯 高純氧化鋁 聚丙烯酸酯 涂層 復合隔膜

機構(gòu)： 華北水利水電大學 河南天馬新材料股份有限公司

摘要： 目的提高電池隔膜的安全性能。方法采用聚乙烯隔膜為基膜,用聚丙烯酸酯和高純氧化鋁制備涂覆液,研發(fā)出單側(cè)的高純氧化鋁涂層隔膜,用穿刺力測試儀CCY-02檢測隔膜的穿刺強度,用XLW智能電子拉伸力試驗機測定隔膜的拉伸強度,用TQD-G1透氣度測試儀檢測隔膜的透氣度,并稱量計算隔膜吸液率,室溫下采用RSY-R1熱縮實驗儀檢測隔膜的熱縮性,研究了涂覆層的引入對隔膜機械性能、熱穩(wěn)定性、透氣度以及水分含量等的影響,并通過傅里葉變換紅外光譜儀(FTIR)、X射線能譜分析儀(EDS)及掃描電鏡(SEM)對復合隔膜的成分及微觀形貌進行表征。結(jié)果引入高純氧化鋁涂覆層后,復合隔膜的綜合性能得到明顯改善,當涂覆溶液中聚丙烯酸酯的添加量為6%、高純氧化鋁的添加量為40%時,隔膜的整體性能達到最佳,耐穿刺強度值到達785 g,橫向拉伸強度為158.6 MPa,縱向拉伸強度為121.7 MPa,透氣度為263 s/100 mL,吸液率為300%;在130℃的真空條件下保存1 h,其橫向熱收縮為2.18%,縱向收縮為0.83%。對涂覆前后的電池隔膜進行微觀表征發(fā)現(xiàn),經(jīng)高純氧化鋁涂覆后的隔膜表面形成了分布均勻的微孔結(jié)構(gòu),對鋰離子在正負兩極之間的轉(zhuǎn)移起到促進作用。結(jié)論由于氧化鋁本身的物化特性,對鋰電池隔膜的耐熱性有一定的提高,引入高純氧化鋁涂覆層后,鋰離子電池隔膜的綜合性能得到了極大改善。