大型電池研究步四入正軌三 隔膜

1、從新材料到空氣電池，大型電池研究步入正軌（三）：隔膜% _( 7 $ f- t3 m9 e# _+ r- & i( l隔膜方面，為了應(yīng)用于大型電池，安全性研究正在開展之中。舊有隔膜的基材使用的是聚乙烯（pe）和聚丙烯（pp）等微多孔性膜，這些材料的耐熱性差。因此在最近，在舊有隔膜表面設(shè)置陶瓷層，提高耐熱性的措施占據(jù)了主流 # n7 pi/ |5 x# i; z d3 u, r ) t0 e隔膜 6 u1 ek4 r2 |/ b7 - db# t& s# e0 b0 r4 _# c ! o o5 _6 o利用高耐熱性無(wú)紡布 8 i, s) 6 i; eob$ g1 t* 5 k4 p5 k# x

2、 o0 h6 l# x) i隔膜方面，為了應(yīng)用于大型電池，安全性研究正在開展之中。舊有隔膜的基材使用的是聚乙烯（pe）和聚丙烯（pp）等微多孔性膜，這些材料的耐熱性差。因此在最近，在舊有隔膜表面設(shè)置陶瓷層，提高耐熱性的措施占據(jù)了主流。 7 * i( u2 n- k1 q# w+ b3 l; g3 o; ) & w: c m( p n! y- o6 z( f圖6：耐熱性與倍率性能優(yōu)良的無(wú)紡布隔膜1 a- 5 7 c. y/ ?# v* r/ o在180的保持試驗(yàn)中，無(wú)紡布隔膜沒有大的變化（a）。使用層疊型單元的試驗(yàn)結(jié)果顯示，無(wú)紡布隔膜在倍率性能和循環(huán)特性方面都更為優(yōu)異（b，c）。圖片由本站根據(jù)三

3、菱制紙的資料制作。% - j( + 2 p* p* 6 j. x, s2 h; 在本屆電池討論會(huì)上，三菱制紙和東京理科大學(xué)對(duì)不使用低耐熱性基材，直接使用高耐熱性纖維素和聚對(duì)苯二甲酸乙二酯（pet）的無(wú)紡布隔膜進(jìn)行了發(fā)表（圖6）（注11）。 ( f3 w. u5 y2 a* z6 t4（注11）以“ 使用非織布隔膜的鋰離子電池特性”演講序號(hào)：1b25為題進(jìn)行了發(fā)表。 . l/ l1 + m# b/ f* w+ * f$ o$ f5 % 通過在180下放置3小時(shí)的試驗(yàn)，比較了無(wú)紡布隔膜和具備氧化鋁（al2o3）耐熱陶瓷層的pp制隔膜。其結(jié)果顯示，無(wú)紡布隔膜在3小時(shí)后仍未出現(xiàn)收縮，而具備耐熱陶瓷層的

4、pp制隔膜5分鐘即發(fā)生了收縮。 ( |: il9 r- # e. 1 9 f6 m e% e% m( x% q; e+ n意欲應(yīng)用于層疊型單元 ) rn# s; y8 w! c+ _接著，二者還制作正極使用limn2o4，容量約為30mah的層疊型單元，對(duì)其倍率性能和充放電循環(huán)特性進(jìn)行了比較。無(wú)紡布隔膜不僅耐熱性好，因孔隙率大，電解液滲透性也十分優(yōu)良。因此，在倍率性能方面，與pp制隔膜相比，放電倍率越高，無(wú)紡布隔膜的容量維持率越高。 , n8 i5 m1 k6 i在充放電循環(huán)特性方面，從循環(huán)100次之后的容量維持率來(lái)看，無(wú)紡布隔膜在25下高達(dá)85以上，在50下高達(dá)70左右。與之相對(duì)，pp制隔膜

5、在25下為77，在50下僅為66.5。 * a2 x1 b除此之外，把重復(fù)進(jìn)行充放電的單元進(jìn)行拆解觀察隔膜的結(jié)果顯示，無(wú)紡布隔膜基本未出現(xiàn)變化，而pp制隔膜的表面發(fā)生變色，因氧化發(fā)生了劣化（注12）。 - ! x* k1 x. c( r: q# , p z+ p- l- m, w& o, w（注12）以0.2/0.5/1/3/5/10/20c的倍率分別進(jìn)行了5個(gè)循環(huán)的充放電試驗(yàn)。 * f7 h4 r; _5 s/ n! b0 ?8 q0 c. e3 g% q 7 t# z. k+ n) u圖7：通過覆蓋固體電解質(zhì)提高全固體電池的性能, f* y$ 6 _+ o/ a, g2 e# a/ h! b/ o$ z大阪府立大學(xué)就正極活性材料上覆蓋固體電解質(zhì)的全固體電池的單元特性進(jìn)行了發(fā)表（a）。經(jīng)截面觀察確認(rèn)，正極材料的活性材料表面覆蓋有高密度的固體電解質(zhì)（b）。試制單元表現(xiàn)出了良好的充放電循環(huán)特性（c）。圖片由本站根據(jù)大阪府立大學(xué)辰巳砂研究室的資料制作。% i0 n _/ _, f無(wú)紡布隔膜沒有在達(dá)到某一溫度后停止傳導(dǎo)鋰離子的關(guān)斷功能*，延展性等機(jī)械特性也與舊有隔膜大不相同。因此，三菱制紙希望面向制造方法不同于以往的大型層疊型單元，擴(kuò)大無(wú)紡布隔膜的銷售。 （未完待續(xù)，記者：狩集 浩志，久