大型電池研究步入正軌三 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 p  I/ |5 x# i; z' d3 u, r' ) t0 e隔膜 6   U1 E  K4 R2 |/ B7 - d  B# T& s# E0 B0

2、 r4 _# C" ! o" O5 _6 O利用高耐熱性無紡布 8 i, S) 6 i; E  O  b$ G1 t  * 5 k4 P5 k# x" 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"

3、; N! Y- o6 z( F圖6：耐熱性與倍率性能優(yōu)良的無紡布隔膜1 A- 5 7 c. y/ ?# V* R/ o在180的保持試驗中，無紡布隔膜沒有大的變化（a）。使用層疊型單元的試驗結(jié)果顯示，無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; 在本屆電池討論會上，三菱制紙和東京理科大學(xué)對不使用低耐熱性基材，直接使用高耐熱性纖維素和聚對苯二甲酸乙二酯（PET）的無紡布隔膜進(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

4、性”演講序號：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小時的試驗，比較了無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，無紡布隔膜在3小時后仍未出現(xiàn)收縮，而具備耐熱陶瓷層的PP制隔膜5分鐘即發(fā)生了收縮。 ( |: I  L9 r- # E. 1 9 f6 m" e% E% m( x% Q; e+ N意欲應(yīng)用于層疊型單元 ) R  N# 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，對其倍率性能和

5、充放電循環(huán)特性進(jìn)行了比較。無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看，無紡布隔膜在25下高達(dá)85以上，在50下高達(dá)70左右。與之相對，PP制隔膜在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

6、+ 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個循環(huán)的充放電試驗。 * 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)大無紡布隔膜的銷售。 （未完待續(xù)，記者：狩集 浩志，久米 秀尚） 8 M; X4 C