纸基锂离子电池隔膜材料研究

DOI : 10.11949/j.issn.0438-1157.20170985锂离子电池隔膜材料研究进展王振华，彭代冲，孙克宁（北京理工大学北京市化学电源与绿色催化重点实验室，北京 100084）摘要：近年来，锂离子电池技术发展迅速，隔膜作为电池中的核心材料之一，决定着锂离子电池的性能，因此隔膜材料及制备技术急需被深入研究。

目前，商业化的锂电池隔膜以聚烯烃隔膜为主，制备工艺正从干法向湿法过渡，但是近几年已经发展出了不同材料体系，不同制备工艺的隔膜。

本文简要介绍了聚烯烃隔膜生产技术，重点综述了非织造隔膜材料、涂层以及新型隔膜制备技术的研究成果，并展望了锂电池隔膜的发展方向。

关键词：锂离子电池；隔膜；聚合物；涂层；制备中图分类号：TQ 028.8 文献标志码：A 文章编号：Research progress of separator materials for lithium ion batteriesWANG Zhenhua ，PENG Daichong ，SUN Kening(Beijing Key Laboratory of Chemical Power Source and Green Catalysis ，Beijing Institute of Technology ，Beijing 100084，China)Abstract : In recent years, lithium-ion battery technology has developed rapidly. As one of the core materials in the battery, the separator determines the performance of lithium-ion battery, because its characteristics influence on the influence rate, cycle and safe performance for batteries. Therefore, we need further research in the fields of separator material and preparation technology. At the present, polyolefin separator is still the main production of the commercial lithium-ion battery separator, but the preparation process is transferring from dry process to wet process. In the field of research, different material systems have been developed, such as PET 、PVDF 、PMIA and so on. Firstly, the production technology of polyolefin separator briefly introduced. Then the results of nonwoven separator material, coating material research, and new separator preparation technology are mainly reviewed. Finally, the outlooks and future directions in this research field are given.Key words : lithium ion battery ；separator ；polymers ；coating ；preparation2017-07-26收到初稿，2017-10-30收到修改稿。

锂离子电池隔膜的研究进展锂离子电池作为一种重要的储能技术，已经广泛应用于移动电子设备、电动汽车等领域。

而隔膜作为锂离子电池中的关键组件之一，对于电池的性能和安全性具有重要影响。

随着对于高能量密度和高安全性的要求不断提高，锂离子电池隔膜的研究也取得了许多进展。

本文将从材料设计、结构优化和功能改进几个方面介绍锂离子电池隔膜的研究进展。

首先，材料设计是锂离子电池隔膜研究中的关键问题。

隔膜要求具有较高的离子输运率和机械强度，以及良好的耐化学和热稳定性。

传统的锂离子电池隔膜一般采用聚烯烃材料，如聚丙烯、聚乙烯等。

近年来，研究人员通过添加纳米材料、共聚物改性等方法，使得隔膜的性能得到了显著提升。

例如，石墨烯作为一种优异的二维材料，具有高导电性和机械强度，可以用于增强隔膜的导电性和力学性能。

另外，也有研究采用多孔结构、纳米纤维等新型材料来设计隔膜，以提高其离子传输速率和机械强度。

其次，结构优化是另一个重要的研究方向。

传统的锂离子电池隔膜一般为单层结构，隔膜厚度约为10-20μm。

然而，随着电池能量密度的提高，对于隔膜的厚度也提出了更高要求。

因此，研究人员开始尝试设计多层薄膜结构的隔膜，以增加其机械强度和离子传输通道。

例如，研究人员采用层叠结构的隔膜，通过交叉叠放多层薄膜，提高了隔膜的厚度和力学强度。

另外，还有一些研究采用斜纤维结构、多级孔结构等方式来优化隔膜的结构，以提高其离子传输通道和抗击穿性能。

最后，功能改进也是锂离子电池隔膜研究的重要方向之一、随着对电池的高安全性要求的提高，研究人员开始关注隔膜自熄性能和耐热性能的改进。

一些研究采用添加无机材料、阻燃剂等方式，改善隔膜的自熄性能，提高电池的安全性。

另外，也有研究关注隔膜的耐高温性能，采用热稳定性较好的材料和结构设计来提高锂离子电池的耐高温性能。

总的来说，锂离子电池隔膜的研究进展主要体现在材料设计、结构优化和功能改进几个方面。

未来随着研究人员对电池性能和安全性要求的不断提高，锂离子电池隔膜的研究还将取得更多的进展。

锂离子电池隔膜材料进展分析随着新能源不断被开发与利用，使得日益严峻的环境污染、能源短缺等问题得到了一定程度的缓解，在世界范围内已经成为各个国家重点研究的领域。

在这种条件下，锂离子电池通过自身所具有各种优势出现在各个领域之中，并得到了极为广泛的应用与研究。

1 锂离子电池隔膜材料的相关制备工艺1.1 锂离子电池隔膜材料制备工艺——干法工艺锂离子电池隔膜材料干法制备工艺的实现，主要就是通过对聚烯烃树脂采取的一系列工序而实现的，主要工序包括融化、挤压、吹膜等，通过这些工序能够获得具有结晶性质的聚合物薄膜，然后再对这种薄膜采取多种提纯工艺，比如结晶化处理工艺、退火工艺等，进而实现得到多层次结构薄膜的目的，最后再经过高温环境的处理来对薄膜实施拉伸，进而使其结晶的界面实现剥离的目的，这样才能够使薄膜的结构上拥有较多的孔洞，促使薄膜的孔径得以提升。

此外，在实施干法制备工艺拉伸环节的时候，可以与拉伸方向相结合来进行拉伸方法的划分，分别为干法单向拉伸方法与干法双向拉伸方法。

干法单向拉伸方法，主要与薄膜自身在硬弹性纤维的具体方向相结合，进而保证制造出的聚丙烯、聚乙烯薄膜具有低晶度、高取向的性质，然后再配合高温退火提纯技术，进而保证获得的薄膜具有取向性。

由于薄膜处于低温环境中进行拉伸是无法形成银纹状薄膜的，所以工艺在具体实施的时候必须要处于高温环境下才能够实施相关的拉伸处理，这样才能使其内部形成所需的微型孔洞。

但是，这种工艺也是存在缺点的，尤其是在吸收性、收缩性方面体现的较差，并且在横向强度方面也不高等等。

干法制备工艺干法双向拉伸制备工艺，属于一项衍生的制备工艺，是由我国中科院首先进行提出的，主要是通过在聚丙烯材料中掺入改进剂的方式来实现性质转变的，这个改进剂必须要具备成核成分，其中β晶型改进剂就是最好的选择，它能够实现对各种不同材料虽具备的不同密度的充分利用，进而在具体实施拉伸的时候，发生良好的性质转变，使其表面能够形成相应的微型空洞，這种工艺下的薄膜在透气性好、渗透性、吸收性等方面都极佳。

·电池隔膜·锂离子电池隔膜研究进展张晓晨1，2刘文1，2，*陈雪峰1，2刘俊杰3沈臻煌3（1.中国制浆造纸研究院有限公司，北京，100102；2.制浆造纸国家工程实验室，北京，100102；3.中轻（晋江）卫生用品有限公司，福建晋江，362200）摘要：隔膜位于锂离子电池的正极和负极之间，是电池的重要组成部分之一，对电池的安全性起着至关重要的作用。

本文介绍了聚烯烃基、非织造布和纤维素纸基锂离子电池隔膜及其复合隔膜的研究进展，分析了各类隔膜材料的优缺点及其对电池电化学性能的影响，并对锂离子电池隔膜的发展趋势进行了展望。

关键词：锂离子电池；隔膜；生产工艺；纤维素中图分类号：TS761.2文献标识码：ADOI ：10.11980/j.issn.0254-508X.2022.02.016Research Progress of Lithium -ion Battery SeparatorsZHANG Xiaochen 1，2LIU Wen 1，2，*CHEN Xuefeng 1，2LIU Junjie 3SHEN Zhenhuang 3（1.China National Pulp and Paper Research Institute Co.，Ltd.，Beijing ，100102；2.National Engineering Lab for Pulp and Paper ，Beijing ，100102；3.Sinolight （Jinjiang ）Hygiene Products Research Co.，Ltd.，Jinjiang ，Fujian Province ，362200）（*E -mail ：liuwen0412@ ）Abstract ：The separator is located between the positive and negative electrode of a lithium -ion battery ，which is one of the important compo⁃nents of the battery and plays a vital role in the safety of the battery.This paper reviews the research progress of polyolefin -based ，non -woven fabric ，and cellulose paper -based/composite lithium -ion battery separators.The advantages and disadvantages of various separator materials and their impact on battery performance are analyzed ，and the development trend of lithium -ion battery separators is prospected as well.Key words ：lithium -ion battery ；separator ；production technology ；cellulose可充电锂离子电池作为一种可以将化学能与电能相互转化的电化学电池，具有功率密度高、无记忆效应、自放电率低等优点[1]，在手机、平板电脑等便携式电子产品[2]，航天器、月球探测器等航天设备[3]及储能系统和新能源汽车[4]等新兴领域中得到广泛应用。

锂离子电池隔膜技术分析及研究进展锂离子电池是一种重要的可充电电池，广泛应用于电动汽车、手机、笔记本电脑等电子产品中。

而隔膜作为锂离子电池的重要组成部分，起着电解液与正负极之间隔离的作用，对锂离子电池的性能有着重要影响。

本文将对锂离子电池隔膜的技术分析和研究进展进行探讨。

隔膜的主要功能是隔离正负极的接触，防止电池内部短路，同时允许锂离子的传输。

高性能的隔膜应具有以下几个特点：高离子导电性、较低的电子导电性、良好的机械强度、抗针刺性、较高的热稳定性和较低的内阻。

在离子导电性方面，一种常用材料是聚合物，如聚丙烯膜。

然而，聚丙烯膜存在着电解液渗漏的问题，会导致电池的短路。

为了解决这个问题，研究人员提出了各种改进措施。

例如，通过改变聚丙烯膜的孔径和微观结构来降低电解液的渗漏。

同时，也可以选择其他材料作为隔膜的替代品，如陶瓷材料和液体电解质。

陶瓷隔膜具有较高的离子导电性、优良的机械强度和热稳定性，但电子导电性较高，会增加电池的内阻。

为了解决这个问题，研究人员尝试使用复合材料制备隔膜，如陶瓷纤维增强聚合物复合膜。

这种隔膜兼具聚合物和陶瓷的优点，具有较低的电子导电性和较高的离子导电性。

此外，液体电解质也被用作锂离子电池的隔膜材料。

液体电解质通过浸渍到隔膜中，形成固态-液态结构，既能实现离子的传导，又能阻挡电池内部的短路。

但液体电解质隔膜的稳定性较差，易受到温度和环境湿度的影响。

在目前的研究中，隔膜的改进主要集中在以下几个方面：材料改良、结构优化和功能化设计。

材料改良包括合成新材料、改善现有材料的制备工艺，以提高离子导电性和机械性能。

结构优化主要通过调整孔隙结构、厚度和形状，来实现电解液的均匀分布和减少内阻。

功能化设计则是将隔膜与其他功能材料结合，实现多种功能，如自修复、阻燃和柔性性能。

总之，锂离子电池隔膜的技术分析和研究进展主要集中在提高离子导电性、降低电子导电性、改善机械强度和热稳定性等方面。

未来的发展方向包括材料的进一步改良、结构的优化和功能化设计的实现，以提高锂离子电池的性能和安全性。

锂离子电池隔膜材料的研究现状和发展趋势学院：班级：学号：姓名：时间：指导老师：一、锂离子电池隔膜概述电池隔膜是指在锂离子电池正极与负极中间的聚合物隔膜，是锂离子电池最关键的部分，对电池安全性和成本有直接影响。

目前已经商业化的锂离子电池隔膜主要由聚乙烯或聚丙烯材料制成。

其主要作用有：隔离正、负极并使电池内的电子不能自由穿过；使电解质液中的电子在正负极间自由通过。

由于隔膜自身对电子和离子都是绝缘的，在正、负电极之间加入隔膜后不可避免地会降低正、负极之间的离子电导。

动力锂离子电池的安全运行需要具有更好热尺寸稳定性、热化学稳定性、更高机械强度的隔膜和聚合电解质材料。

隔膜和聚合电解质材料应该达到如下性能：电导率接近或达到液态电解质的导电率值10-3～10-2S/cm，锂离子迁移数尽可能接近1，电解质体系电化学稳定窗口大于4.5V；在电池工作的全部温度(-40℃～150℃)范围内，电解质（包括隔膜）具有良好的热稳定性、足够的力学稳定性；由于动力电池的运行温度一般在50℃～80℃之间，因而要求电解质（包括隔膜）耐温性能也要有大幅度的提高，至少要求能耐受150℃的热冲击。

从锂离子电池整体成本来看，正极材料占制造成本30%～40%，负极材料占15%～20%，电解液5%～10%，隔膜材料占15%～20%。

但其中附加值最高的材料为隔膜材料，毛利率达到70%，经济效益十分显著。

二、锂离子电池隔膜的生产工艺(1)干法干法是将聚烯烃树脂熔融、挤压、吹制成结晶性高分子薄膜，经过结晶化热处理、退火后得到高度取向的多层结构，在高温下进一步拉伸，将结晶界面进行剥离，形成多孔结构，可以增加隔膜的孔径；多孔结构与聚合物的结晶性、取向性有关，该法主要用PP。

干法按拉伸方向不同可分为单向拉伸和双向拉伸。

干法的关键技术在于聚合物熔融挤出铸片时要在聚合物的粘流态下拉伸300倍左右以形成硬弹性体材料，干法工艺见图1。

图1 干法工艺（单向拉伸）(2)湿法湿法的挤出铸片利用热致相分离，是将液态的烃或一些小分子物质与聚烯烃树脂混合，加热熔融后形成均匀混合物，挥发溶剂，进行相分离，再压制得到膜片；将膜片加热至接近结晶熔点，保温一定时间,用易挥发物质洗去残留溶剂，加入无机增塑剂粉末使之形成薄膜，进一步用溶剂洗去无机增塑剂，最后将其挤压成片。

锂电池隔膜研究报告锂电池是目前应用最为广泛的二次电池系统之一，在移动电子设备、电动汽车等领域得到了广泛应用。

锂离子电池的正负极材料分别是锂离子嵌入型材料，通过嵌入/脱出和扩散的化学反应来储能和释放能量。

两个电极材料通过隔膜隔开，防止短路和化学反应的发生。

隔膜是锂离子电池中至关重要的组成部分，其主要作用是隔离正负电极并允许电解质在两个电极之间传输离子，同时保持良好的电化学稳定性。

传统隔膜材料主要包括聚乙烯、聚丙烯等有机高分子材料以及玻璃纤维等无机材料。

有机隔膜材料具有较好的机械稳定性和较低的电导率，但容易引起电解液的分解和挥发等问题，严重影响锂离子电池的效率、安全性和寿命。

无机隔膜材料具有较好的耐温性和化学稳定性，但制备成本高、脆性较大、导电性差等问题限制了其广泛应用。

随着锂离子电池的不断发展和应用需求的增加，人们对隔膜材料的性能和应用进行了广泛的研究。

近年来，纳米材料、多孔材料、复合材料等新型隔膜材料受到了广泛的关注。

纳米隔膜材料具有极高的比表面积和有效孔径，对离子传输的过程有很好的调控作用，同时具有良好的电阻率和化学稳定性。

常用的纳米隔膜材料包括氧化铝、二氧化硅、氧化锌等。

多孔隔膜材料具有良好的离子传输性能和高的机械强度，可以有效地提高锂离子电池的导电性和循环稳定性。

常用的多孔隔膜材料包括多孔陶瓷、多孔聚合物等。

复合隔膜材料通过将不同的材料组合成一个整体，可以兼具不同材料的优点，同时弥补各自的缺点，具有广泛的应用前景。

除了隔膜材料的种类，其物理化学性质也对锂离子电池的性能和安全性有重要影响。

隔膜材料的孔径大小和分布、孔隙率、厚度、化学稳定性和热稳定性等参数都需要进行合理设计和控制。

例如，水解稳定性较差的隔膜材料可能会导致电解液中的水分解产生气体，从而引起热失控和爆炸。

从隔膜材料的制备方法和表面改性方面入手，可有效地提高隔膜材料的物理化学性质和应用性能。

综上所述，隔膜材料是锂离子电池中至关重要的组成部分，其性能和质量直接关系到锂离子电池的安全性、循环寿命和能量密度。

锂离子电池隔膜的研究进展一、本文概述随着全球能源需求的日益增长和环境保护压力的加大，锂离子电池作为一种高效、环保的能源储存与转换装置，在电动汽车、便携式电子产品以及可再生能源系统等领域的应用越来越广泛。

而作为锂离子电池中的关键组件之一，隔膜的性能对电池的安全性和电化学性能具有重要影响。

因此，对锂离子电池隔膜的研究进展进行综述，对于推动锂离子电池技术的进一步发展具有重要意义。

本文首先介绍了锂离子电池隔膜的基本结构和功能，阐述了隔膜在电池中的作用及其重要性。

然后，重点回顾了近年来锂离子电池隔膜在材料、结构和制备工艺等方面的研究进展，包括无机隔膜、有机隔膜和复合隔膜等不同类型的隔膜材料，以及纳米技术、表面改性等先进制备工艺的应用。

本文还讨论了锂离子电池隔膜研究面临的主要挑战和未来发展趋势，如提高隔膜的机械强度、热稳定性和离子透过性等。

通过综述锂离子电池隔膜的研究进展，本文旨在为相关领域的研究人员提供全面的参考和借鉴，促进锂离子电池技术的不断创新和发展，为推动可持续能源利用和环境保护做出贡献。

锂离子电池隔膜是电池内部的一种关键组件，其主要功能是在正负极之间提供一个物理屏障，防止电池在工作过程中发生短路和燃爆。

隔膜还需要允许电解液中的离子通过，以保证电池的正常充放电过程。

隔膜的材料通常需要具备良好的化学稳定性、高的机械强度、优秀的热稳定性和低的离子电阻。

目前，商业化的锂离子电池隔膜主要由聚烯烃材料（如聚乙烯、聚丙烯）制成，这些材料在电解液中具有良好的化学稳定性。

一些先进的隔膜还采用了多层结构、纳米涂层、陶瓷涂覆等技术，以提高其性能。

隔膜的性能对锂离子电池的性能有重要影响。

理想的隔膜应该具有高的孔隙率、合适的孔径和孔径分布，以提供足够的离子通道。

同时，隔膜的厚度、机械强度、热稳定性等也需要与电池的其他组件相匹配，以保证电池的安全性和长寿命。

近年来，随着锂离子电池在电动汽车、储能系统等领域的大规模应用，对隔膜的性能要求也越来越高。

锂离子电池隔膜的研究进展锂离子电池作为一种重要的储能技术，在电动汽车、移动通信、可再生能源等领域具有广泛的应用前景。

隔膜作为锂离子电池中的关键部件，主要功能是隔离正负极，防止直接电池短路，同时允许锂离子的传输。

隔膜的性能直接影响锂离子电池的安全性、循环稳定性和功率性能，因此针对隔膜的研究一直备受关注。

本文将对锂离子电池隔膜的研究进展进行详细介绍。

首先，隔膜的材料选择是影响锂离子电池性能的关键因素之一、早期的锂离子电池隔膜主要采用的是聚烯烃类材料，如聚丙烯（PP）和聚乙烯（PE）。

然而，由于聚烯烃类材料的熔点较低、导热性差、机械强度不高，容易发生熔融和穿孔，导致电池短路，因此热稳定性不佳。

近年来，聚合物复合材料作为一种新型隔膜材料，不仅具有高熔点、高强度、良好的化学稳定性、良好的电导率和电化学稳定性，同时也具有较高的热稳定性和忍受高电压的能力。

这些优点使得聚合物复合材料成为锂离子电池隔膜的研究重点。

随后，研究人员通过改变隔膜的结构和表面形态，进一步提高了锂离子电池的性能。

例如，引入纳米纤维或纳米孔结构可以增加隔膜的孔隙率和电导率，提高锂离子的传输速率。

同时，研究人员还通过在隔膜表面涂覆陶瓷材料，如氧化铝和氧化硅，来增强隔膜的机械强度和耐热性。

此外，还有研究报道通过在隔膜中添加纳米材料，如纳米颗粒和纳米纤维，来增强隔膜的机械性能和化学稳定性。

这些结构和表面形态的改变，显著地改善了锂离子电池的循环稳定性和安全性能。

此外，也有研究人员在隔膜中引入功能化添加剂，如磷酸盐、硅烷和石墨烯等，来增强隔膜的性能。

例如，磷酸盐具有独特的离子导电性能和热稳定性，可以提高隔膜的电导率和热稳定性。

硅烷具有较高的机械强度和化学稳定性，可以改善隔膜的机械性能和耐化学腐蚀性。

石墨烯具有优异的电导率和高表面积，可以增强隔膜的电导率和锂离子的传输速率。

这些功能化添加剂的引入，有效地提高了锂离子电池的循环寿命和功率性能。

此外，还有一些新型隔膜材料被提出，如固体聚合物电解质、无机氧化物和硅基材料等。

锂离子电池隔膜技术分析及研究进展一、锂离子电池隔膜概述锂离子电池由正极材料、负极材料、电解液和隔膜4个部分组成，图1为锂离子电池的工作原理以及结构示意图。

该隔膜是一种具有微孔结构的功能膜材料，厚度一般为8～40μm，在电池体系中起着分隔正负极、阻隔充放电时电路中电子通过、允许电解液中锂离子自由通过的作用，可在电池充放电或温度升高的情况下有选择地闭合微孔，以限制过大电流、防止短路，其性能的优劣直接决定了电池的整体性能。

图1锂离子电池工作原理及结构示意图二、传统锂离子隔膜制备方法传统锂离子电池隔膜为聚烯烃隔膜，多为单层或三层结构，如单层PE、单层PP、PP/PE/PP复合膜等。

按照常规制备工艺可分为干法和湿法工艺。

1、干法工艺干法工艺是最常采用的方法，利用挤压、吹膜的方法，将熔融的聚烯烃树脂制成片状结晶薄膜，并通过单向拉伸或双向拉伸在高温下形成狭缝状多孔结构。

单向拉伸工艺制备的薄膜微孔结构扁长且相互贯通，导通性好；生产过程中不使用溶剂，工艺环境友好；薄膜的纵向强度优于横向，且横向基本没有热收缩；代表公司主要有美国Celgard、日本UBE及国内的星源材质、沧州明珠和东航光电。

双向拉伸工艺是中科院化学研究所开发的具有自主知识产权的工艺，通过在PP 中加入具有成核作用的β晶型改进剂，利用PP不同相态间密度的差异，在拉伸过程中发生晶型转变形成微孔。

双向拉伸工艺制备的薄膜纵横向均具有一定的强度，微孔尺寸及分布均匀。

国内代表公司主要有新乡格瑞恩、新时科技、星源材质等。

2、湿法工艺湿法工艺在工业上又称相分离法或热致相分离法，其制备原理是加热熔融在常温下互不相容的低分子量物质（液态烃、石蜡等）和高分子量物质（聚烯烃树脂）的混合物，使该混合物形成均匀混合的液态，并通过降温相分离压制得到微孔膜材料。

湿法薄膜比干法薄膜的三维结构更加复杂，微孔屈曲度更高；但是湿法因生产过程使用溶剂而较干法相比在绿色环保方面相对欠缺优势，且热稳定性差，工艺流程也相对复杂。

锂离子电池隔膜技术研究进展一、本文概述随着全球能源需求的不断增长和环境保护意识的日益加强，锂离子电池作为一种高效、环保的能源储存和转换方式，已经广泛应用于电动汽车、移动电子设备、航空航天等多个领域。

而在锂离子电池中，隔膜作为关键的组件之一，其性能直接影响着电池的安全性和电化学性能。

因此，对锂离子电池隔膜技术的研究进展进行梳理和总结，不仅有助于深入了解锂离子电池的工作原理，也为未来隔膜材料的研发和应用提供理论支持和实践指导。

本文首先介绍了锂离子电池隔膜的基本概念、功能及其在电池中的作用，随后综述了近年来锂离子电池隔膜材料的研究进展，包括聚烯烃隔膜、无机隔膜、复合隔膜等多种类型的隔膜材料。

本文还重点探讨了隔膜材料的改性方法和技术，如表面涂覆、掺杂、纳米结构设计等，以提高隔膜的离子传导性、热稳定性和机械强度等关键性能。

本文展望了锂离子电池隔膜技术的发展趋势和前景，为相关领域的科研人员和工程技术人员提供有益的参考和启示。

二、锂离子电池隔膜的分类与特性锂离子电池隔膜作为电池内部的关键组件，其性能直接影响到电池的整体性能。

隔膜的主要功能是在正负极之间提供一个物理屏障，防止电池内部短路，同时允许锂离子在充放电过程中通过。

根据材料的不同，锂离子电池隔膜主要分为以下几类，并各自具有独特的特性。

聚烯烃隔膜，如聚乙烯（PE）和聚丙烯（PP），是目前商业化应用最广泛的隔膜材料。

这类隔膜具有较高的机械强度、良好的化学稳定性和较低的成本。

然而，聚烯烃隔膜的离子电导率较低，且在高温下易发生热收缩，影响电池的安全性。

为了改善聚烯烃隔膜的离子电导率和热稳定性，研究人员开发了陶瓷涂覆隔膜。

通过在聚烯烃隔膜表面涂覆一层陶瓷材料（如氧化铝、二氧化硅等），可以有效提高隔膜的离子电导率，并增强其高温稳定性。

陶瓷涂覆隔膜还具有良好的阻燃性能，有助于提高电池的安全性。

无机隔膜，如玻璃纤维、陶瓷纤维等，具有较高的离子电导率和优异的热稳定性。

这类隔膜在高温下不易发生热收缩，且具有较高的机械强度。

锂电隔膜调研报告引言锂电池在现代社会中广泛应用于电动汽车、移动设备和可再生能源等领域，由于其高能量密度、良好的循环寿命和较低的自放电率等优点，成为了一种重要的储能技术。

在锂电池中，隔膜作为正负电极之间的隔离层，起到阻止电解液中离子的直接流动，同时允许锂离子通过的作用。

锂电隔膜的质量和性能对电池的安全性和性能有着重要影响。

因此，本报告对锂电隔膜进行了深入调研，以了解其材料、制备方法及应用等方面的相关情况。

一、锂电隔膜的材料锂电隔膜的材料一般采用聚合物薄膜。

目前常用的材料主要有聚丙烯、聚酰胺和聚乙烯等。

聚丙烯是一种热塑性聚合物，具有较好的热稳定性和机械强度，但其导电性能较差。

聚酰胺具有更好的导电性能和较高的热稳定性，但机械强度相对较低。

聚乙烯具有良好的导电性能和机械强度，但其热稳定性较差。

因此，根据不同的电池需求，可选择合适的材料制备锂电隔膜。

二、锂电隔膜的制备方法锂电隔膜的制备方法多种多样，常见的制备方法包括湿法涂膜和拉伸法。

湿法涂膜是将聚合物溶液涂布在基膜上，并进行干燥、固化等处理，最终形成锂电隔膜。

拉伸法则是通过拉伸聚合物薄膜来获得锂电隔膜。

除此之外，还有一些新的制备方法被提出，如溶液电沉积、热压法和自组装法等。

这些新方法具有更好的控制性能和更高的制备效率，能够满足不同制备需求。

三、锂电隔膜的性能及应用锂电隔膜的性能直接影响着电池的性能和安全性，主要包括离子导电性、机械强度、热稳定性和电化学稳定性等方面。

在离子导电性方面，锂电隔膜应具备较高的离子电导率，以确保电解液中的锂离子能够顺利通过隔膜，提供稳定的电池性能。

而机械强度的要求则是为了防止隔膜在使用过程中发生撕裂或变形等状况。

热稳定性和电化学稳定性是锂电池安全性的关键指标。

热稳定性要求隔膜能够在高温条件下保持结构稳定，不产生分解、溶解和挥发等现象。

电化学稳定性则要求隔膜在电化学循环中能够保持较低的电阻和较高的耐久性。

基于以上性能要求，锂电隔膜的应用主要集中在锂离子电池领域。

锂电池隔膜研究报告锂电池隔膜是锂离子电池的一个重要组成部分，它的作用是将正、负电极隔开，同时允许锂离子通过实现电荷的传递，从而实现电能的储存与释放。

今天我们将探究一下锂电池隔膜研究的发展历程及其最新的成果。

锂电池隔膜最早使用的是聚丙烯薄膜，这种薄膜由于具有较好的耐化学性、电学性和物理性能等特点，因此广泛应用于锂离子电池生产中。

然而，随着锂电池的不断发展和进步，聚丙烯薄膜的电化学稳定性、热稳定性以及机械强度等性能都逐渐不能完全满足锂电池高性能化、高安全性、长寿命的需求。

因此，研究人员开始寻找替代聚丙烯薄膜的隔膜材料。

一些新型隔膜材料开始被应用于锂电池生产中，如聚羟基乙酸酯（PVA）、聚酰亚胺（PI）、聚乙烯醇（PVA）、聚二甲基硅氧烷（PDMS）等。

这些新材料具有较高的机械强度和热稳定性，并能提供更好的电化学稳定性和安全性能，在锂电池的应用中逐渐得到了广泛的关注。

在锂电池生产中，隔膜的性能对电池的安全性、循环寿命以及功率密度等方面都具有重要影响。

因此，研究人员不断探索新型隔膜材料并不断优化隔膜结构的设计，以提高锂离子电池的性能。

最近的研究重点是寻找一种新型、高效、且更为环保的隔膜材料。

其中最有前途的是纳米纤维复合材料，它们能够提供更高的机械强度和热稳定性，同时还具有更好的电化学稳定性和导电性能。

此外，还有一些研究团队致力于将新型隔膜材料和纳米材料相结合，以提高锂电池的性能。

例如，目前有一些研究发现使用纳米纤维隔膜结合氧化镁、氧化铝等纳米材料时能够显著提高锂电池的电化学性能。

综上所述，锂电池隔膜材料的研究已经取得了重要的进展，新型隔膜材料和隔膜的结构设计逐渐趋于成熟。

这些成果为锂电池的性能提高和应用拓展提供了良好的基础，使得锂离子电池的应用领域更加广泛和多样化。

不过在实际的应用和推广过程中，还需要进一步完善和优化。

新型高性能锂离子电池隔膜材料研究实验报告一、引言锂离子电池作为一种重要的储能装置，在移动电子设备、电动汽车和储能系统等领域得到了广泛的应用。

隔膜作为锂离子电池的关键组件之一，其性能直接影响着电池的安全性、循环寿命和性能。

传统的锂离子电池隔膜材料存在一些局限性，如孔隙率低、热稳定性差、电解液润湿性不佳等，限制了锂离子电池性能的进一步提升。

因此，开发新型高性能锂离子电池隔膜材料具有重要的意义。

二、实验目的本实验旨在研究和开发一种新型高性能锂离子电池隔膜材料，以提高锂离子电池的性能和安全性。

三、实验材料与设备1、实验材料聚偏氟乙烯（PVDF）纳米二氧化硅（SiO₂）聚乙烯醇（PVA）丙酮去离子水2、实验设备电子天平磁力搅拌器超声清洗器真空干燥箱涂布机电池测试系统四、实验方法1、隔膜的制备将一定量的 PVDF 溶解在丙酮中，搅拌均匀，得到 PVDF 溶液。

将一定量的纳米 SiO₂加入到 PVDF 溶液中，超声分散均匀。

将一定量的 PVA 溶解在去离子水中，搅拌均匀，得到 PVA 溶液。

将 PVA 溶液缓慢滴加到 PVDF/SiO₂混合溶液中，搅拌均匀，得到铸膜液。

将铸膜液用涂布机涂布在干净的玻璃板上，放入真空干燥箱中干燥，得到隔膜。

2、隔膜性能测试孔隙率测试：采用称重法测量隔膜的孔隙率。

吸液率测试：将隔膜浸泡在电解液中，一定时间后取出，称重，计算吸液率。

热稳定性测试：使用热重分析（TGA）仪测试隔膜的热稳定性。

离子电导率测试：采用交流阻抗法测量隔膜的离子电导率。

电池性能测试：将制备的隔膜组装成锂离子电池，进行充放电测试，评估电池的性能。

五、实验结果与分析1、孔隙率制备的新型隔膜孔隙率为____%，高于传统隔膜的孔隙率（＿___%）。

较高的孔隙率有利于电解液的渗透和锂离子的传输，从而提高电池的性能。

2、吸液率新型隔膜的吸液率为____%，明显高于传统隔膜的吸液率（＿___%）。

良好的吸液性能有助于提高电解液在隔膜中的保留量，减少电池内阻，提高电池的循环性能。

ZIF-67掺杂纸基锂离子电池隔膜的制备及其性能研究
伍锦群;李政蒿;李薇
【期刊名称】《中国造纸》
【年(卷),期】2022(41)11
【摘要】本研究将二甲基咪唑钴(ZIF-67)添加到剑麻浆料中,抽滤后制备ZIF-67掺杂纸基锂离子电池隔膜。

结果表明,随着ZIF-67掺杂量由0增加至30%,纸基锂离子电池隔膜的孔隙率由74.5%降至45.5%,亲液性增加,离子电导率由0.29 mS/cm 提高至2.58 mS/cm,界面电阻由467Ω减小至210Ω,电化学稳定窗口由4.6 V增加至5.2 V。

当ZIF-67掺杂量为30%时,组装的锂离子电池在循环50次后容量保持率高达90%。

剑麻纤维经羧甲基化改性后,纸基锂离子电池隔膜的孔隙率增加,各项电化学性能也有所提高,但由于其机械强度较差,导致其电池容量快速衰减。

【总页数】11页(P102-112)
【作者】伍锦群;李政蒿;李薇
【作者单位】广西大学轻工与食品工程学院;广西清洁化制浆造纸与污染控制重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】TS761.2
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锂离子电池隔膜的研究概述
锂离子电池隔膜是一种重要的电池组件，它位于正负极之间，用于隔离正负电极及离子传输，并防止短路和故障发生。

隔膜的性能直接影响到锂离子电池的安全性、能量密度和循环寿命等关键指标。

在锂离子电池隔膜的研究中，主要集中在以下几个方面：
1. 材料选择与设计：研究人员通过选择合适的材料和设计结构，以提高隔膜的热稳定性、电化学稳定性和机械强度等性能。

例如，聚合物材料是常用的隔膜材料，但其热稳定性较差，因此可以通过添加添加剂或改变材料结构来提高其热稳定性。

2. 孔径与孔隙度控制：隔膜的孔径和孔隙度对离子传输速率和电池性能有重要影响。

研究人员通过控制隔膜的孔径大小和孔隙度，可以提高离子传输的效率，减小电池内部电阻，从而提高电池性能。

3. 界面与润湿性调控：隔膜与正负电极之间的界面影响到电池的内阻和离子传输速率。

研究人员通过调控隔膜材料的润湿性和界面相互作用，可以减小界面阻抗，提高离子传输速率，从而提高电池的性能。

4. 抗击穿性与热稳定性研究：对于高能量密度和长寿命的锂离子电池，隔膜的抗击穿性和热稳定性是至关重要的。

研究人员通过探索新的材料和改进隔膜的结构来提高其抗击穿性和热稳定性，以保证电池的安全性和可靠性。

总的来说，锂离子电池隔膜的研究主要集中在材料设计与选择、孔径与孔隙度控制、界面与润湿性调控、抗击穿性与热稳定性研究等方面，旨在提高锂离子电池的性能和安全性。