我国大型电池公司大多也开始在产品中采用涂层隔膜(如图7所示),典型的例子是氧化铝涂覆(3微米)隔膜已经用于苹果的iPad Mini铝塑封锂离子电池。
图7 各国大型电池企业采用和未采用涂层隔膜的比例图(取自吕学隆报告)
在本次论坛中,中航锂电介绍了自行开发的隔膜涂层技术,并在动力电池上开始应用,其中特别突出的是安全性显著提升。分析表明,基于涂层技术可以在较薄的隔膜上实施,由此对采用更薄的基体膜,留出更大的电极空间变成可能,因此该技术将继续得到发展与扩展应用。只是电池可以选择的涂层材料具有多样性(无机物或有机聚合物)以及制造涂层的可选择性(可以采购,也可以在公司内制造)。同时,还可以在电极上实施涂层取代隔膜上的涂层,或二者兼而有之。
④ 两种不同基材或涂层材料的陶瓷隔膜介绍
本次论坛上,德国Litarion公司一直采用PET无纺布基体制造填充有陶瓷Al2O3的隔膜,如图8所示。这种隔膜早期在中国推广过,但是没有取得实际应用进展。目前这种隔膜及其电极被用于他们与一家电动汽车公司(Electrovaya)合资的电池公司所制造的动力电池,再由Electrovaya制造成动力电池包,供电动车辆采用。其40 Ah电池以1C充放电,100% DOD下可达到9000次,容量保持在30Ah;单体电池能通过180℃烘箱以及针刺实验,没有安全问题发生。
图8 德国制造的无纺布上填充Al2O3的隔膜微结构图(取自Jörg Reim博士报告)
美国Optodot公司介绍了一种复合了AlOOH的隔膜(已拥有系列专利),与Al2O3相比,AlOOH具有密度低等优势。报告并进一步展望了其技术持续发展的前景,如图9所示。即由左向右发展,实现全陶瓷隔膜,再实现隔膜与电极一体化。采用该类型隔膜制造的5Ah铝塑封电池循环1000次(1C充放电)尚无明显容量损失,放电倍率特性有改善,安全性能显著提升等。
图9 美国Optodot的复合AlOOH隔膜及其发展设想示意图(取自Optodot公司报告)