動力電池隔膜設(shè)計與制備技術(shù)

目錄叢書序前言第1章 緒論 11.1 隔膜及其重要性 21.1.1 在鋰離子電池中的作用 21.1.2 隔膜對電池性能的影響 31.2 掃描電子顯微鏡下看隔膜 31.2.1 隔膜的結(jié)構(gòu)特點 31.2.2 奇妙的微孔 41.2.3 鋰離子在正負極之間的遷移 41.3 隔膜設(shè)計與制造中的智慧 91.3.1 理想的制膜材料 101.3.2 造孔的藝術(shù) 101.3.3 規(guī)模化制膜工藝和面臨的困境 141.4 高技術(shù)是隔膜制造業(yè)的標(biāo)簽 141.4.1 工藝是制膜的靈魂 141.4.2 高水平的設(shè)備 141.5 隔膜制造業(yè)的發(fā)展歷程 151.5.1 國外產(chǎn)業(yè)的發(fā)展 151.5.2 國內(nèi)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展 151.6 下一代的隔膜 16參考文獻 16第2章 隔膜的特性指標(biāo) 182.1 技術(shù)指標(biāo) 192.2 核心指標(biāo) 232.3 隔膜指標(biāo)差異對電池性能的影響 242.3.1 安全性指標(biāo) 252.3.2 孔隙率和吸液率 262.4 隔膜的測試 272.4.1 厚度 272.4.2 孔隙率 282.4.3 隔膜與電解液的浸潤性 302.4.4 透氣性 312.4.5 熱收縮率 312.4.6 水分殘留量 322.4.7 拉伸強度 322.4.8 穿刺強度 332.4.9 離子電導(dǎo)率 332.4.10 電化學(xué)窗口 34參考文獻 35第3章 鋰離子電池中的隔膜 363.1 鋰離子電池和隔膜發(fā)展的重要機遇期 373.2 鋰離子電池中的隔膜 383.2.1 鋰離子電池隔膜對材料的基本要求 393.2.2 鋰離子電池隔膜的基本功能特性 393.2.3 關(guān)于隔膜的“Shutdown”功能 403.3 制膜材料的性能 413.3.1 材料的介電強度 413.3.2 不同材料及制膜方法對離子電導(dǎo)率的影響 413.3.3 孔結(jié)構(gòu)對離子電導(dǎo)率的影響 423.3.4 孔隙率與孔徑分布 433.4 不同材料體系的隔膜 443.4.1 聚丙烯隔膜 443.4.2 聚乙烯隔膜 443.4.3 PET基隔膜 453.4.4 聚偏氟乙烯及其共聚物隔膜 463.4.5 聚酰亞胺隔膜 543.4.6 其他材料的隔膜 563.4.7 凝膠隔膜 573.5 制膜工藝方法 573.5.1 PP的干法制膜 583.5.2 PE的濕法制膜 583.5.3 布魯克納的半干法制膜 593.5.4 無紡布復(fù)合膜 593.5.5 靜電紡絲技術(shù)制納米纖維膜 593.6 隔膜涂覆和多層功能化 613.6.1 高分子涂層 623.6.2 納米陶瓷涂層 633.7 隔膜其他性能的提升 643.8 挑戰(zhàn)與前景 66參考文獻 66第4章 鋰硫電池中的隔膜 684.1 鋰硫電池 694.2 鋰硫電池的工作原理 694.3 鋰硫電池面臨的問題 714.4 鋰硫電池中應(yīng)用的隔膜 724.5 功能型鋰硫電池隔膜的研究方向 724.5.1 多硫化物的跨膜擴散 724.5.2 涂層修飾的聚烯烴隔膜 734.5.3 新材料隔膜 884.5.4 鋰硫電池隔膜的制備方法 914.6 理想的鋰硫電池隔膜及其設(shè)計制造 934.6.1 應(yīng)用現(xiàn)狀 934.6.2 設(shè)計思想和制造方法 94參考文獻 95第5章 鋰一次電池隔膜 975.1 鋰一次電池的種類及其隔膜 985.2 可溶正極電池體系對隔膜的要求 1025.2.1 Li/SOCl2體系與Li/SO2Cl2體系 1025.2.2 Li/SO2體系 1035.3 新型隔膜對現(xiàn)有隔膜的替代 1035.3.1 材料體系 1035.3.2 工藝技術(shù) 105參考文獻 106第6章 聚烯烴隔膜的制造 1086.1 PP隔膜 1096.1.1 原料 1096.1.2 制膜工藝 1096.1.3 制膜設(shè)備 1126.1.4 影響產(chǎn)品質(zhì)量和成品率的主要因素 1146.2 PE隔膜 1156.2.1 原料 1166.2.2 同步雙向拉伸工藝 1186.2.3 分步雙向拉伸工藝 1216.2.4 半干法制膜工藝 1226.3 PP/PE/PP三層復(fù)合膜 1236.4 工藝對材料及產(chǎn)品特性的調(diào)控 1256.4.1 熔融擠出和鑄片淬火 1256.4.2 拉伸 1256.4.3 聚合物分子和鏈段在拉伸中的取向 1266.4.4 工藝過程中的結(jié)晶 1286.4.5 熱定型 1296.4.6 溫度 1296.4.7 拉伸比例和車速 1316.4.8 螺桿擠出 1326.4.9 結(jié)晶方式 1326.4.10 萃取能力 1326.5 影響產(chǎn)品品質(zhì)的其他因素 1326.5.1 原料組成對產(chǎn)品制造和膜結(jié)構(gòu)的影響 1326.5.2 冷卻速率對最終膜產(chǎn)物孔結(jié)構(gòu)的影響 1376.5.3 石蠟油比例對最終膜產(chǎn)物孔結(jié)構(gòu)的影響 1376.5.4 石蠟油與PE的相分離 1376.5.5 石蠟油的萃取 138參考文獻 138第7章 隔膜表面涂布技術(shù) 1397.1 涂布 1407.1.1 涂布的基本定義 1407.1.2 涂布方法與涂布方法的選擇 1417.1.3 涂布技術(shù)的應(yīng)用 1437.2 隔膜規(guī)模化生產(chǎn)中的涂布方法 1487.2.1 浸涂及涂布厚度 1487.2.2 隔膜浸涂設(shè)備 1507.2.3 隔膜浸涂工藝與效果 1527.2.4 隔膜浸涂的優(yōu)點與不足 1527.3 微凹涂布 1557.3.1 微凹涂布介紹 1557.3.2 微凹涂布的涂布濕厚度的確定 1577.3.3 常用的幾種微凹涂布漿料配方 1647.3.4 微凹涂布的優(yōu)點與不足 1667.4 基材張力控制條縫涂布 1667.4.1 基材張力控制條縫涂布介紹 1667.4.2 基材張力控制條縫涂布窗口 1677.4.3 基材張力控制條縫涂布在隔膜涂布中的應(yīng)用 1707.4.4 基膜張力控制條縫涂布的不足 1717.5 涂布厚度測量 1727.5.1 離線測厚儀的工作原理 1727.5.2 在線測厚儀的工作原理 1737.5.3 測厚儀的在線測量原理 1757.6 隔膜表面涂布弊病與機器視覺缺陷識別系統(tǒng) 1767.6.1 涂布弊病與應(yīng)對解決措施 1767.6.2 涂布缺陷的機器視覺識別系統(tǒng) 181參考文獻 183第8章 固態(tài)鋰電池和固態(tài)電解質(zhì) 1858.1 固態(tài)鋰電池 1868.1.1 固態(tài)鋰電池發(fā)展史 1868.1.2 固態(tài)鋰電池的分類 1888.1.3 全固態(tài)鋰電池可能的優(yōu)勢及存在的問題 1898.2 固態(tài)電解質(zhì) 1908.2.1 固態(tài)電解質(zhì)中離子傳導(dǎo)機理 1928.2.2 無機固態(tài)電解質(zhì) 1968.2.3 聚合物固態(tài)電解質(zhì) 2058.2.4 復(fù)合固態(tài)電解質(zhì) 2158.2.5 金屬有機框架基固態(tài)電解質(zhì) 2208.2.6 其他固態(tài)電解質(zhì) 2238.3 固態(tài)電解質(zhì)性能提升的方法 2248.3.1 提高離子電導(dǎo)率 2248.3.2 提高電壓穩(wěn)定性 2338.3.3 抑制鋰枝晶 2378.3.4 減小界面電阻 239參考文獻 243第9章 新型復(fù)合隔膜的設(shè)計與制造 2479.1 新型隔膜應(yīng)新在何處 2499.1.1 材料 2499.1.2 結(jié)構(gòu) 2509.1.3 功能 2519.1.4 奇思妙想 2519.2 PET無紡布隔膜的增強設(shè)計 2519.2.1 無紡布隔膜存在的問題 2519.2.2 光固化增韌無紡布隔膜 2529.2.3 熱固化 2649.2.4 雙重固化 2669.3 芳綸 2679.3.1 主體材料如何造孔 2689.3.2 材料體系和結(jié)構(gòu)設(shè)計 2729.4 聚酰亞胺 2749.4.1 造孔方案 2759.4.2 材料復(fù)合 2789.5 固態(tài)電解質(zhì)復(fù)合膜 2809.5.1 無機固態(tài)電解質(zhì) 2809.5.2 固態(tài)電解質(zhì)功能涂層膜 2809.5.3 其他類型的固態(tài)電解質(zhì)復(fù)合膜 2829.6 含MOF的功能涂層膜 2829.6.1 MOF材料 2829.6.2 MOF研究與應(yīng)用的熱點 2849.6.3 MOF在隔膜涂層中的應(yīng)用 2849.7 定制功能隔膜 285參考文獻 285第10章 展望 28810.1 鋰電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來時代的機遇 28910.2 隔膜發(fā)展的技術(shù)路線圖 29010.3 通用型隔膜的發(fā)展方向 29110.3.1 高安全性隔膜 29110.3.2 耐高電壓隔膜 29210.4 隔膜定制化的趨勢 29310.4.1 防打滑 29310.4.2 高吸液率 29310.4.3 抑制多硫化物穿梭 29510.4.4 抗擠壓形變 29510.4.5 對鋰金屬穩(wěn)定 29710.4.6 雙面不對稱涂覆膜/雙面不對稱復(fù)合膜 29810.4.7 隔膜與電極一體化 29910.5 固態(tài)電解質(zhì) 29910.5.1 柔性固態(tài)電解質(zhì) 29910.5.2 自愈固態(tài)電解質(zhì) 30010.6 隔膜產(chǎn)品的明日之星 30310.7 結(jié)束語 304參考文獻 304