锂离子电池隔膜的开发

可充电锂离子二次电池具有高比能量、长循环寿命、无记忆效应的特性，又具有安全、可靠且能快速充放电等优点，因而成为近年来新型电源技术研究的热点。由于锂离子电池是绿色环保型无污染的二次电池，符合当今各国能源环保方面大的发展需求，在各行各业的使用量正在迅速增加。目前二次锂离子电池除广泛用于日常熟知的手机、笔记本电脑以及MP3等数码电子产品外，近年在电动车、电动自行车等一些大功率电池方面也已经开始使用。其中，聚烯烃微孔膜作为锂离子电池的隔膜材料，已得到市场的充分认可。然而，该材料仍主要从国外进口，这极大地制约了国内电池行业的发展。

本项目利用湿法工艺制备聚烯烃微孔膜，具有工艺稳定，重现性好的优点。湿法又称相分离法或热致相分离法，将高沸点小分子作为致孔剂添加到聚烯烃中，加热熔融成均匀体系，然后降温发生相分离，拉伸后用有机溶剂萃取出小分子，可制备出相互贯通的微孔膜材料。

主要技术、指标：

1、化学稳定性

①隔膜在电解液中应当保持长期的稳定性，在强氧化和强还原的条件下，不与电解液和电极物质发应。②应用温度：-60——80℃

2、电化学稳定性：①在电解液中不溶解，溶胀度<3％。

②温度稳定性：200℃以下无分解，且高温分解后应无毒性物质排出

3、力学性能①抗刺穿强度：250gf

②抗张强度：纵向（机械方向）≥60Mpa （屈服应力≥50Mpa）

横向（垂直方向）≥25Mpa

4、结构特性①孔径和分布： 100nm<孔径<3000nm 微孔在整个隔膜材料中的分布应当均匀；②厚度：10——60微米；③孔隙率：≥40％

通常的锂离子二次电池由正/负极材料、电解液、隔膜以及电池外壳包装材料组成。隔膜是液态锂离子二次电池的重要组成部分，在电池中起着防止正/负极短路，同时在充放电过程中提供离子运输电通道的作用，其性能决定了电池的界面结构、内阻等，直接影响电池的容量、循环性能以及安全性能等特性，性能优异的隔膜对提高电池的综合性能具有重要的作用。锂离子电池隔膜的材料主要有聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）单层微孔膜，以及由PP和PE复合的多层微孔膜。目前，世界上只有日本、美国等少数几个国家拥有锂离子电池聚合物隔膜的生产技术和相应的规模化产业。我国在锂离子电池隔膜的研究与开发方面起步较晚，锂离子电池隔膜主要仍然依赖进口，导致市场价格高居不下，隔膜的平均价格在8～15元/m2，其成本占到了整个电池成本的约1/3。按照电池产量10亿只估计，每年隔膜的消耗量在3亿～5亿ｍ２之间，市场价值在10～15亿元。目前国内隔膜市场80％以上被美、日进口产品占领，国产隔膜主要在中、低端市场使用。所以实现隔膜的国产化，生产优质的国产化隔膜，一方面有望能够降低整个隔膜的市场价格，同时还能为国家节省大量外汇，创造巨大的经济效益。