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CIBF交流会藤田郁夫演讲:纳米级陶瓷涂层非织造隔膜的最新发展及其对电池性能和安全性作用
日期:2014-07-02 09:05  
中国化学与物理电源行业协会
 6月20日,由中国化学与物理电源行业协会主办的第十一届“中国国际电池技术交流会”在深圳会展中心开幕。本次交流会以“动力电池和储能电池”为主题,重点关注了电池应用领域。全球50多位电池业界顶级专家亮相交流会并发表了主题演讲,来自50多个国家和地区的800多名行业专家、学者和企业家与会。来自日本三菱公司的藤田郁夫先生在CIBF2014中国国际电池技术交流会上发表主题演讲。以下为演讲全文:
 
藤田郁夫:越来越多的客户都希望用高能量密度的电池,所以我们在制造隔膜的时候不仅要求更长的寿命、很好的性能,而且价格也要低。我们有三种材料,NanoBase2、NanoBase0和NanoBaseX。一些客户希望使用我们的材料制做隔膜材料,所以我们会根据客户的要求给他们提供隔膜材料。(PPT)这个就是一个SEM成像的图,在切片图上面我们可以看到这些纤维,厚度一个比一个小。我们为锂离子电池制造一些隔膜,但同时发现一个问题,就是湿度较高。在解决方面,我们在制造的隔膜时改用陶瓷涂布。
 
大家都知道非织造隔膜有很多的好处,比如厚度和性能较好,我们同时也发现在电池内部,非织造隔膜对于外来颗粒有抗拒作用,通常来说隔膜具有一定的吸水特性,因此我们必须解决这个问题。当然这也取决于应用环境中的湿润程度,所以我们必须告诉客户如何去更好地了解和处理非织造隔膜,我们还测试了隔膜的崩溃伏特,比如采用从4~5伏的电压,对于其他的制造商而言,其非织造隔膜通常并没有设立很高的崩溃电压,但我们通过加大电压来测量我们产品的崩溃值是多少。
 
日本或欧洲的大电池制造商,都会投资设立干燥室,用来在电池设计时考虑温度对电池的影像,如果使用我们的隔膜产品,就不需要去投资这样的干燥室,因此使用我们的隔膜会降低电池制造商的成本。
 
我们发现,在80摄氏度时隔膜没有产生气体,这说明它可以很快干燥。其循环寿命在高温下也保持了较高的水平,从我们产品和石墨的对比图可以看出,我们产品的安全性能是比较高的。我们的非织造隔膜,即使在充放电80%的情况之下,性能仍然优良。甚至在110的情况下,性能也依旧稳定,这说明它是一种非常安全的材料。
 
通过非织造隔膜和PE膜以及陶瓷膜的对比,我们发现,前面两种材料已经着火了,但是最后的NanoBase没有发生任何的变化。这样的抗热阻性促使我们生产出NanoBaseX-25(厚度为25微米)。通过测试我们发现,和NanoBase2相比,NanoBaseX-25的性能更为优良,即时在-10摄氏度的情况下它仍然是性能最好的隔膜之一。
 
下面介绍隔膜的自放电特性,在50摄氏度的情况下,我们的产品、普通PE隔膜以及陶瓷隔膜有不同的特性,当温度是100摄氏度时,虽然电池比较安全,但电池会变得更热。所以,虽然非织造隔膜安全性更高,但厚度过大也可能会出现热失控的的现象。和传统的微隔膜相比,我们的非织造隔膜有更高的安全性。非织造隔膜有非常高的热阻能力,这方面它要比PE要高很多,这也就意味着即使非织造隔膜会产生晶体,晶体的温度达到180摄氏度以上,非织造隔膜依然不会着火,但可能会存在热失控的问题。总的来说非织造隔膜在这方面优势明显。
 
要使用非织造隔膜的话,我们必须在工艺方面有不同创新思路。比如在隔热、绝缘等工艺方面。我们的非织造隔膜可以带来非常均匀的电极分布,并将显示出其他突出特性。
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