蓝科途刘鹏：用湿法+涂覆隔膜方案应对高镍体系安全问题

ABEC 2018 | 第6届锂电“达沃斯”论坛现场

锂电“达沃斯”-电池网11月22日讯（肖何 山东青岛 图文直播）“高镍体系对电池提出更高的要求、更高的比容量、和更好的倍率性能。” 青岛蓝科途膜材料有限公司研究所副所长刘鹏表示，“但同时，高镍材料本身存在结构、化学特性等短板，电池的安全性能也随之下降。”

11月21—23日，一年一度的全球电池行业盛会——第6届中国（青岛）锂电新能源产业国际高峰论坛（ABEC 2018，锂电“达沃斯”）在中国·青岛西海岸新区·星光岛会议中心隆重举行。

青岛蓝科途膜材料有限公司研究所副所长刘鹏

22日上午，刘鹏在ABEC 2018论坛上做了题为《应对高Ni电池体系安全性问题的功能性锂电隔膜解决方案》的主题演讲，分享了高镍体系安全问题、湿法+涂覆隔膜解决方案等，电池网摘选了其部分精彩观点，以飨读者：

高镍体系安全问题

刘鹏在论坛上介绍，在NCM811材料中，高镍含量将带来以下弊端：

一是活性材料高温下的自加热。在不断提高环境温度的条件下，充电状态下的NCM811与电解液反应的活性，远远大于NCM333与电解液反应的活性。在105℃左右，NCM811开始发热，而NCM333还没有，一直到200℃才开始出现发热。

二是释氧导致的电池压力增大。高Ni含量不仅会与电解液发生副反应产生CO₂、H₂等气体，而且会发生不可逆相转化同时释放出O₂，导致电池压力增大。随着镍含量提高，电池会在更低的引发温度下产生更多的气体。

三是电芯分解温度明显降低。Ni含量的增加会导致热稳定性持续下降，并加速恶化，严重影响到电芯的安全性，DSC显示随着Ni含量的增加，电芯分解温度也从300℃以上下降到220℃左右。

四是化学特性决定加工难度提高。高Ni体系中，Li富集在表面，水分控制不好时更容易发生副反应，在材料表面形成碳酸锂、氢氧化锂等可溶性盐，使得材料的PH值呈现碱性，在混料过程中容易吸水呈果冻状，影响涂布，加工性能困难。这些副反应会增加电池内阻，降低电池的能量密度。

功能隔膜解决方案

高镍电池的高能量密度优势对配套材料、加工设备工艺等提出了新需求：高热收缩稳定性、高穿刺强度、低水分含量、高保液率、高耐氧化性等。

据刘鹏介绍，蓝科途在功能性锂电复合隔膜方向提供了对位芳纶涂覆、油性PVDF涂覆、改性陶瓷涂覆等切实可行的隔膜解决方案。

新型芳纶涂覆隔膜可提高对电解液的浸润性，有效降低电池内阻；提高隔膜的抗氧化性，这种优异的抗氧化性有助于实现高电位化，从而提高能量密度；使隔膜耐热性能大幅提升，180℃热收缩在5%以内，远高于隔膜闭孔温度（约135~140 ℃ ）实现了闭孔特性和耐热性能的两者兼备。

油性PVDF隔膜能够大幅提高电池隔膜与电极的粘结强度，可以大幅提高电池硬度，增加安全等级；能够对隔膜充分包裹，提高隔膜耐氧化性，减少隔膜氧化导致的强度降低和副反应的发生；具有优良的吸附、溶胀电解液的作用，防止漏液。

低吸水陶瓷涂覆隔膜氧化铝涂层具有优异的耐高温性，可有效改善湿法隔膜的耐热性；纳米氧化铝粉末具有良好的吸液及保液能力；保持了聚烯烃隔膜的闭孔特性，避免热失控引起安全隐患；氧化铝涂层增加微孔曲折度，自放电低于普通隔膜；可降低循环过程中的机械微短路，有效提升循环寿命。

（以上内容根据论坛现场速记整理，未经发言者本人审阅。）