“吹塑–萃取”工艺制备隔膜及其在锂离子电池中的应用

摘要

电池隔膜作为储能器件的关键组成部分直接影响电池的安全性与使用寿命.现有商业化隔膜生产以干法和湿法工艺为主，干法工艺隔膜孔隙率较低，孔径分布不均匀，且仪器精度要求较高，能耗高；湿法工艺复杂且隔膜强度偏低，现有工艺及其相关核心技术及生产设备尚未自主化.本研究提出了一种创新的“吹塑–萃取”工艺用于开发高性能聚烯烃电池隔膜.该工艺整合了熔融混合、挤出吹塑、气体充填、纵向拉伸和冷却等多个步骤.首先，通过调节不同组分的比例以及选择适宜的造孔剂，最终获得了63%的孔隙率和115%的吸液率.此外，萃取工序的引入有效地创造了均匀的微孔结构，显著提升了电解质的离子传输效率，隔膜的离子传导率达到0.23 mS·cm^-1.电池表现出较高的放电比容量和良好的循环稳定性.上述实验结果表明，“吹塑–萃取”工艺不仅提升了隔膜的整体性能，而且为电池隔膜设计开发提供了一条新的技术路径，加速新型隔膜的大规模商业化进程，为未来电池技术的发展奠定了坚实基础，推动了电化学储能领域的进一步研究与应用.

关键词

电池隔膜 / 吹塑–萃取工艺 / 聚烯烃 / 微孔结构 / 电池性能

基金资助

国家自然科学基金资助项目（22375116,22001057,21902044）; 山东省自然科学基金资助项目（ZR2024QB112,ZR2024QB124）; 山东省高等学校青创人才引育计划