高纯氧化铝涂覆层对锂电池聚乙烯隔膜的影响

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.

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

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分类号：TG174.4(金属学与热处理)

资助基金：郑州市重点实验室资助项目;河南省工程技术研究中心资助项目;第三批智汇郑州1125·聚才计划-创新紧缺人才资助项目

在线出版日期：2021-10-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：162-168