高安全性阻燃生物質(zhì)復(fù)合材料動力鋰電池隔膜中試試車成功

科技部863計劃儲能電池重大項目、在中科院“百人計劃”、山東省杰出青年基金等攻關(guān)項目支持下，中國科學(xué)院青島生物能源與過程研究所仿生能源與儲能系統(tǒng)團隊歷經(jīng)3年多的科研攻關(guān)，在動力鋰離子電池隔膜領(lǐng)域取得突破性進展，成功開發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的高安全性阻燃生物質(zhì)復(fù)合材料的動力鋰電池隔膜，并達到中試生產(chǎn)規(guī)模。

隔膜是動力鋰離子電池的關(guān)鍵部件，在電池中起著阻隔正負極電子電導(dǎo)，允許離子自由通過從而實現(xiàn)離子傳導(dǎo)的重要作用，也是影響電池容量、循環(huán)壽命和安全性能的決定因素。目前，商業(yè)化鋰離子電池隔膜的主流產(chǎn)品是機械拉伸的聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)微孔薄膜和聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯(PP/PE/PP) 三層微孔復(fù)合膜，核心技術(shù)被國外大企業(yè)壟斷。商品聚烯烴隔膜的低孔隙率和橫向拉伸強度、保液性以及熱穩(wěn)定性較差, 無法完全滿足電池快速充放電要求, 且存在很大的安全隱患。

纖維素來源于自然植物，熱穩(wěn)定性好，產(chǎn)量豐富、價格低廉，且綠色可持續(xù)，是一種極具附加值和發(fā)展前景的生物質(zhì)高分子材料。青島能源所以生物質(zhì)纖維素為原料，采用自主知識產(chǎn)權(quán)的熔噴-濕法耦合技術(shù)工藝，研發(fā)相關(guān)生產(chǎn)加工設(shè)備，開發(fā)出高安全性低成本的生物質(zhì)復(fù)合材料隔膜。該隔膜具有良好的電解液浸潤性能、耐熱性和阻燃性，并且其電池倍率和循環(huán)性能遠遠優(yōu)于商業(yè)化的聚烯烴隔膜。

國內(nèi)有關(guān)專家高度評價該團隊開發(fā)的生物質(zhì)復(fù)合材料隔膜，認為是一種全新的材料體系和工藝方法。該型產(chǎn)品的成功開發(fā)將填補國內(nèi)空白，為山東省“藍色經(jīng)濟”和青島“藍色硅谷”發(fā)展提供重要技術(shù)支撐。據(jù)該團隊負責(zé)人崔光磊研究員介紹，年底之前，將完成自研設(shè)備的改進和工藝優(yōu)化工作，預(yù)計明年將形成年產(chǎn)30萬平方米生產(chǎn)能力。