隨著新能源汽車、智能手機等電子產(chǎn)品的普及，鋰電池作為其主要動力來源之一，市場需求不斷增長。然而，現(xiàn)有的鋰電池隔膜在高溫環(huán)境下容易損壞，導(dǎo)致電池性能下降。因此，研發(fā)具有高耐熱性能的鋰電池隔膜成為了業(yè)界亟待解決的問題。
過去，隔膜的耐熱溫度一直是制約鋰離子電池發(fā)展的重要因素。此前，這項技術(shù)一直被日本和韓國掌握，他們將隔膜耐熱溫度控制在160攝氏度左右。然而，隨著電動汽車等新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，對鋰電池的需求越來越大，要求提高電池的能量密度和使用壽命。因此，研發(fā)出具有高溫穩(wěn)定性的隔膜成為了當務(wù)之急。
湖南工業(yè)大學(xué)材料與先進制造學(xué)院席柳江博士團隊針對這一問題，經(jīng)過多年的研究和實驗，終于成功研制出了具有高耐熱性能的鋰電池隔膜黏合劑。這種黏合劑能夠使鋰電池隔膜在高溫環(huán)境下保持良好的穩(wěn)定性和性能，有效提高了鋰電池的使用壽命和安全性能。
鋰電池由正極材料、負極材料、隔膜、電解液等主材及其他包輔材組成，隔膜最具技術(shù)壁壘。當電池?zé)崾Э貢r，隔膜受熱收縮容易短路，需要涂上一層無機材料。席柳江團隊研發(fā)的就是涂在這層無機材料與隔膜之間的“膠水”——鋰電池水性黏合劑。該產(chǎn)品已經(jīng)通過了系列高溫環(huán)境中的耐熱性研究實驗及電芯針刺實驗等安全測試，性能均達到國際領(lǐng)先水平。
席柳江介紹，鋰枝晶在180攝氏度左右就會熔化，由于鋰枝晶刺穿隔膜導(dǎo)致電池短路，引起電池包熱失控，是目前新能源汽車電池火災(zāi)的重要原因。他表示，研制過程中最大的難題，一方面是粘結(jié)力的問題，隨著材料玻璃化轉(zhuǎn)變溫度提高，即耐熱性提高，膠水的粘接力急劇下降，很容易變成塑料粉一樣失去粘接力;另一方面是水分殘留的問題，膠水耐熱性提高，需要含有更多的有機聚合物鹽類成分，但是鹽類成分增加，吸水性增強，制作出來的陶瓷隔膜殘留水分高。目前研發(fā)的第三代產(chǎn)品GR-508系列，膠水耐熱從第二代產(chǎn)品的180攝氏度左右，提高到200攝氏度以上，且水分殘留量低于萬分之五。
俄羅斯工程院外籍院士、湘潭大學(xué)教授王先友，中南大學(xué)教授劉洪濤對于該項研究給予高度評價，他們認為，該專利技術(shù)實現(xiàn)鋰電池中涂覆膜收縮溫度大于鋰枝晶熔點溫度，使鋰電池具有更高的安全性和更長的壽命。
這一技術(shù)的突破，不僅有助于提高鋰電池的市場競爭力，降低生產(chǎn)成本，還將為新能源汽車、無人機等新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供有力支持。同時，這也是中國科學(xué)家在鋰電池領(lǐng)域取得的一項重要突破，展示了中國在新材料研究領(lǐng)域的實力和潛力。
據(jù)悉，這項技術(shù)已經(jīng)引起了國內(nèi)外專家的廣泛關(guān)注和認可。席柳江博士表示，他們將繼續(xù)深入研究，不斷提高隔膜的耐熱性和穩(wěn)定性，為推動鋰離子電池的發(fā)展做出更大的貢獻。
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