高纯氧化铝涂覆层对锂电池聚乙烯隔膜的影响

• 作者: 张瑞珠 冯家赫 李炎炎 马淑云
• 来源期刊: 表面技术
• 关键词: 锂电池 聚乙烯 高纯氧化铝 聚丙烯酸酯 涂层 复合隔膜
• 年，卷（期）: 2021,（9）
• 所属期刊栏目: 表面功能化|Surface Functionalization
• 页码范围: 162-168
• 页数: 7页
• 分类号: TG174.4
• 语种: 中文
• DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2021.09.016

摘要

目的 提高电池隔膜的安全性能.方法 采用聚乙烯隔膜为基膜,用聚丙烯酸酯和高纯氧化铝制备涂覆液,研发出单侧的高纯氧化铝涂层隔膜,用穿刺力测试仪CCY-02检测隔膜的穿刺强度,用XLW智能电子拉伸力试验机测定隔膜的拉伸强度,用TQD-G1透气度测试仪检测隔膜的透气度,并称量计算隔膜吸液率,室温下采用RSY-R1热缩实验仪检测隔膜的热缩性,研究了涂覆层的引入对隔膜机械性能、热稳定性、透气度以及水分含量等的影响,并通过傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、X射线能谱分析仪(EDS)及扫描电镜(SEM)对复合隔膜的成分及微观形貌进行表征.结果 引入高纯氧化铝涂覆层后,复合隔膜的综合性能得到明显改善,当涂覆溶液中聚丙烯酸酯的添加量为6％、高纯氧化铝的添加量为40％时,隔膜的整体性能达到最佳,耐穿刺强度值到达785 g,横向拉伸强度为158.6 MPa,纵向拉伸强度为121.7 MPa,透气度为263 s/100 mL,吸液率为300％;在130℃的真空条件下保存1 h,其横向热收缩为2.18％,纵向收缩为0.83％.对涂覆前后的电池隔膜进行微观表征发现,经高纯氧化铝涂覆后的隔膜表面形成了分布均匀的微孔结构,对锂离子在正负两极之间的转移起到促进作用.结论 由于氧化铝本身的物化特性,对锂电池隔膜的耐热性有一定的提高,引入高纯氧化铝涂覆层后,锂离子电池隔膜的综合性能得到了极大改善.