PI 在蓄電池隔板中的應用主要有兩種。一種是利用 PI 對其它基材的分離器進行改性,制備復合分離器,提高分離器的熱穩定性; 另一種是單獨使用 PI 制備 PI 膜。
下面分別進行介紹這兩種方式方法在隔膜領域的研究發展情況。
傳統的聚烯烴隔膜熱尺寸進行穩定性相對較差,在電池工作溫度要求較高時會影響發生收縮,甚至熔斷,導致中國電池因正負極接觸而短路,從而可以引發著火或爆炸。
通過在聚烯烴表面涂覆陶瓷或復合PI,提高了聚烯烴隔膜的熱穩定性。有兩種主要的方法來使用PI來提高基片膜片的熱尺寸穩定性:
采用 PI 溶液對基片膜進行改性
采用 PI 多孔膜對基質膜進行改性
聚酰亞胺溶液-表面改性復合膜
在以PI溶液對熱尺寸以及穩定性較差的隔膜問題進行研究表面改性時,PI與這類隔膜的復合發展方式主要包括涂覆、靜電紡絲等。
PI的引入教學形式可以是通過聚酰胺酸或聚酰亞胺,因PI需要在一個高溫下進行使用亞胺化,故其引入生活方式需依據所復合的隔膜的熱穩定性情況而定。
將自制的聚酰亞胺溶解在N-甲基吡咯烷酮中,加入納米二氧化硅顆粒得到聚酰亞胺涂層溶液。將涂布液涂布在聚丙烯隔膜的兩面,制備出納米二氧化硅涂層改性聚丙烯隔膜。
在150 °C 下,PI 涂層改性 PP 膜的熱收縮率由27% 降低到1.8% ,尺寸穩定性明顯提高,電池的安全性得到改善。
將制備的聚酰亞胺溶液進行靜電紡絲,并使用高熔點的PET非織造布作為基材。最后,在220~250℃保溫1~3h制備了PI/PET復合膜。
該復合膜材料具有中國機械設計強度高、孔隙率高、吸液保液能力強、熱穩定性好的特點。
將制備的 PI 溶于 DMAC 后,以單向拉伸聚丙烯膜片為接收基體,使聚丙烯膜片的橫向方向與轉鼓的旋轉方向一致,采用靜電紡絲法制備了 PI/PP 復合膜,提高了單向拉伸 PP 膜的橫向拉伸強度和整體穿透強度,改善了 PP 膜的熱穩定性和安全性。
這種方法可以提高傳統隔膜的熱穩定性,但它增加了隔膜的厚度,這會影響電池的充放電速率和循環性能。
Pi 多孔膜改性復合膜
采用PI改善熱尺寸穩定性較差的基材隔膜時,還可以采用PI多孔膜的改性方式。PI多孔膜與聚烯烴的復合可以膜的形式通過膠黏劑粘合,也可在其成膜前以溶液的形式對另一種膜進行涂覆。
在PI多孔膜上涂覆含有成孔物質的粘結劑,除去成孔物質后,與聚烯烴材料多孔膜通過進行熱壓合的方式方法制備了PI/聚烯烴產品復合產生隔膜。
復合膜的平均孔徑為68 ~ 290nm,具有良好的透氣性和機械強度。經過500次充放電后,電池的剩余電容量達到78% ~ 90% ,在150 ~ 180 °C 處理后不發生短路和爆炸,大大提高了電池的安全性。