锂离子电池隔膜材料进展分析

摘 要 当前阶段，我国已经将锂离子电池的制造纳入“2025”计划之中，并且是计划中的重点项目，可见锂离子电池行业是具有良好发展前景的，而其中最为重要的组成部分就是锂离子电池隔膜材料。因此，文章针对锂离子电池隔膜材料进展分析。

关键词 锂离子电池;隔膜材料;进展;分析

引言

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。

1.2 锂离子电池隔膜材料制备工艺——湿法工艺

这种制备工艺主要是通过对液体化的小分子类物质的充分利用而实现的，将其掺入聚烯烃树脂当中进行搅拌使其充分混合，然后再经过高温加热处理环节，使其能够获得更加充分的融合，然后再对这些液体实施相应的降温处理工序，并将其中存在的杂质进行分离，最后再针对那些剩下的物质实施相应的压制处理环节，进而获得合格的薄膜片，然后再对这些薄膜片实施高温加热环节，使其能够达到薄膜的熔点，然后再通过双向拉伸工艺来对分子链的具体取向予以决定，再一次对这些薄膜材料实施冷却工序，并通过对材料在高温挥发物质蒸发的特性进行利用，将膜片上残存的一些溶剂带走。这种制造工艺下薄膜，其表面的各个孔洞之间更加具有相互贯通性。这种制备工艺具有很多优势，在流程方面对材料的要求不高，还能够保证制成的产品对于锂离子电池在性能方面的提升[1]。

2 锂离子电池隔膜材料的进展现状分析

2.1 多层次锂离子电池隔膜材料的分析

锂离子电池隔膜材料在当前阶段，依然是相关领域重点研究的对象，当前主要是针对多层次锂离子电池隔膜材料展开的相关研究，基于这种模式下的隔膜材料，在实际使用的过程中具有非常显著的特性，比如闭孔温度极低、熔点极高等。这种制备工艺的灵感主要来源于干法制备技术，将聚丙烯作为制备工艺的原材料，促使薄膜由于具备稳定的孔洞闭孔性，进而具有较高的承受能力，也使得其熔点也在极大程度上得到提高。此外，聚乙烯也可以作为制备工艺的原材料，但是需要通过湿法制备工艺来具体实施相关的制造环节，但是这种模式下生产出的薄膜材料，在闭孔温度的承受能力上也较低，同时其在熔点方面也是比较低的。但是，一般情况下，对于隔膜材料的要求基本上都是在闭孔温度上要比较低，在熔点温度上比较高，这样对于锂离子电池的日常工作有利，由于薄膜制造技术的不断创新与发展，也在极大程度上推进了多层次锂离子电池隔膜材料研究与制造的日程。

2.2 针对隔膜表面实施改性工序

依据相关分析发现，将聚丙烯、聚乙烯等材料作为原材料而制造的薄膜，在电解质亲和能力方面体现的比较差，锂离子电池在性能方面能够得到有效性提升，就必须要针对薄膜制备中采用的原材料实施相应的改性工序，将聚丙烯材料与聚乙烯材料作为原材料的时候，需要针对制作薄膜的表面实施接枝亲水性单体环节，或者采取改变电解质内部有机溶剂的方式来实现[2]。

3 锂离子电池隔膜材料研究的未来展望

锂离子电池隔膜材料获得的进步与发展，需要建立在锂离子电池行业的发展基础上，两者之间的关系是极为紧密的，可以说隔膜技术的发展，是需要结合电池技术的持续发展状况而获得进步的。在电池体积方面呈现出两极化的发展状态，分别朝向微型化与巨型化两方面发展，因此，电池行业获得发展与进步的同时，也在极大程度上提高了隔膜技术的标准。依据当前阶段的锂离子电池市场环境来看，其主要发展的方向主要朝向汽车动力电池，在未来汽车电池产业势必会获得迅速兴起，也势必会在极大程度上推进电池隔膜材料的发展进展。

4 结束语

总而言之，在锂离子电池隔膜材料发展中，其主流的发展方向就是实现对隔膜在均匀性、安全性、电化学性能等方面的提升。在材料开发技术不断获得发展、制备工艺流程不断得到完善的同时，势必会在未来的市场环境中出现更多的新型隔膜产品，并能够得到市场的认可，进而在更多领域得到充分的应用。

参考文献

[1] 余航，石玲，邓龙辉，等.锂离子电池隔膜材料的研究进展[J].化工设计通讯，2019，45（10）：167-169.

[2] 周晓吉，刘婷婷.锂离子电池隔膜材料的制备及其研究进展[J].电池工业，2019，23（5）：263-268.

作者简介

唐婧婧（1987-），女，重庆人;学历：研究生，职称：中级职称，现就职单位：国家知识产权局专利局专利审查协作四川中心，研究方向：专利审查。