目前,已商品化的锂离子电池隔膜主要有3类,分别为PP/PE/PP多层复合微孔膜、PP或PE单层微孔膜和涂布膜。使用的隔膜主要为聚烯烃微孔膜,这种隔膜的化学结构稳定,力学强度优良,电化学稳定性好。隔膜垂直方向上的机械强度越高,电池发生微短路的概率就越小;隔膜的热收缩率越小,电池的安全性能越好。研究人员总结了国内专利文献对锂电池隔膜的制备和处理类型,见下表。锂离子电池安全性问题是个复杂的综合性问题。静电纺丝成膜工艺主要通过热辊压工艺制备具有三明治结构的复合陶瓷隔膜。硬度是纳米陶瓷涂层重要指标之一。安徽纳米陶瓷涂覆
纳米陶瓷涂层根据材料种类可分为氧化物和非氧化物两大类:氧化物耐磨涂层材料中使用较为的是Al2O3、ZrO2、Cr2O3等,其中ZrO2的熔点高、热导率低、热膨胀系数小,应用更为为了改善单组分氧化物陶瓷涂层(如纯Al2O3、Cr2O3等)固有的高脆性、多孔隙以及较低的结合性能等缺陷,通常添加低熔点TiO2或SiO2粉末形成多元复合粉末,以改善粉末的喷涂工艺性能,获得性能更加优异的复合氧化物陶瓷涂层。来的一大类无机非金属涂层的总称,在20世纪90年代以来,在航空航天、电子、等前列领域得到了持续高速的发展。天津金属表面纳米陶瓷涂覆费用涂层技术是表面改性工程中的一个重要技术。
硬度是纳米陶瓷涂层重要指标之一,硬度的测量比较好采用显微硬度,且应取多个测量点,以其均值作为涂层硬度值。晶粒的细化使纳米陶瓷涂层的硬度明显大于微米陶瓷涂层,如常规WC-12Co涂层的显微硬度为1186HV0.2,而纳米结构WC-12Co涂层的显微硬度为1584HV0.2,是常规涂层的1.3倍。2断裂韧性断裂韧性是反映材料抵抗裂纹失稳扩展的的性能指标。目前陶瓷涂层断裂韧性的定量表征缺乏统一标准,主要有临界应力强度因子、临界裂纹扩展能量释放率和裂纹密度三种表征方法。图2为两种涂层杯凸试验的结果比较,常规陶瓷涂层显示出明显的开裂和剥落现象,而纳米结构涂层并未观察到宏观裂缝。图2常规涂层和纳米涂层的杯凸试验结果比较3耐磨性耐磨性是陶瓷涂层重要的应用性能之一。一般可通过磨损试验测量涂层的磨损速率来进行表征。纳米陶瓷涂层的耐磨性明显优于常规陶瓷涂层,如图3。
湿法双向拉伸工艺是指原位复合隔膜中的陶瓷粒子被预先分散在成膜溶液中,通过双向拉伸制备陶瓷复合隔膜。主要隔膜有聚苯醚(PPO)和SiO2复合隔膜。PPO/SiO2原位复合陶瓷隔膜的截面SEM照片该工艺优点是:隔膜中有机相牢牢包裹住纳米陶瓷粉体粒子,有效地避免了单(双)面复合、体相复合制备隔膜时出现的掉粉问题。模压高温烧结模压、高温烧结工艺主要用于制备全陶瓷隔膜,其成分不包括有机材料,全部为陶瓷粉体粒子。全陶瓷隔膜中主要采用的陶瓷粉体为高纯Al2O3,其优点是耐低温性优异,具有较好的开发应用前景。其它隔膜制备方式除上述介绍的陶瓷隔膜在改进电池的安全性方面突出外,隔膜的微孔关闭功能也是改进动力电池安全性的另一方法;凝胶类聚合物电解质具有较好的保液性,采用这种电解质的电池比常规液态电池具有更好的安全性。陶瓷复合隔膜主要成膜工艺有涂覆、静电纺丝、湿法、模压及高温烧结。
由于纳米陶瓷涂层晶粒的细化,晶粒分散均匀,晶界数量大幅度增加,颗粒平辅性明显优于微米级颗粒,涂层组织更加致密。因此,与微米级陶瓷涂层相比,纳米陶瓷涂层在强度、韧性、耐磨性、结合强度、抗蚀性、致密度等方面都会有显著提高。由于纳米陶瓷涂层在高温热障、耐磨损、自润滑、耐腐蚀等功能方面的优势,已在航空航天、机械、船舶、化工等工业领域得到较好应用。随着纳米技术的进一步发展,纳米陶瓷涂层的种类会进一步丰富、性能会进一步提高,其应用也将越来越广。断裂韧性是反映材料抵抗裂纹失稳扩展的的性能指标。天津绝缘纳米陶瓷涂覆厂商
耐磨性是陶瓷涂层重要的应用性能之一。安徽纳米陶瓷涂覆
等离子喷涂分为大气等离子喷涂(APS)、超音速等离子喷涂(HVPS)、真空等离子喷涂(VPS)等。大气等离子喷涂适应性很强,可通过控制工艺参数制备精细涂层,其主要缺陷是涂层与基体以机械结合为主,结合强度低,难以适应冲击、高应力、强疲劳等工作条件。超音速等离子喷涂焰流速度快、温度高,特别适用于喷涂陶瓷等高熔点材料。与其它技术相比,用等离子喷涂制备纳米陶瓷涂层,工艺简单、选材、沉积效率高等优点。近几年广泛应用的真空等离子喷涂制备的涂层更为致密,结合强度也更高。安徽纳米陶瓷涂覆
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