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电力储能总结报告
电力储能总结报告
电力公共事业产业主要面临5大挑战:
1.波动性(指能源供应和价格)电力短缺和过剩造成价格和可用性大幅波动。
在大量需要电力的时候,成本高峰期的电厂必须按照相应的高燃料成本,常常是天然气,周期性地开启和关闭发电设备。
而电力需求低的时候,发电厂必须继续运行,往往比他们的最大发电能量小的多。
2.发电设备的低使用率
由于电网的运行与一个大型的及时电力生产和传输系统非常相似,传输和分配系统必须调整以适应最大或“高峰期”,而不是一个经计算的平均值。
这保证了电力设施会被充分利用。
据
专家估计,高峰负荷一年只出现400小时。
而满足高峰需求所需的资本投资往往是最昂贵的建设。
3.“脏”电
政府间气候变化专门委员会(IPCC)一份报告已经明确地指出,在过去50年间所发生的全球气候变暖是由人类活动引起的温室气体(GHGs),如二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)和一氧化二氮(N2O)浓度升高造成的。
4发电是世界上温室气体最大的排放源。
没有单一的技术可以实现碳减排目标。
通过提高整体系统的效率和与能量存储结合的再生资源使用,业界专业人士可以对未来的碳排放限制做出计划并作出反应。
4.输电阻塞
电力传输系统是一个实时的平衡系统。
随着电力从发电厂流向最终用户,输电网上的情况总是在变化。
荷载打开和关闭、中断发生、整个网络的电力批发在转移。
为了抵消这些变化,公用事业时时刻刻启动或关闭发电系统,以便遵循负载以应付需求。
电力需求的增加导致更多的挤塞情况,要求公用事业单位增加对稳定设备的投资。
而这些全球性电力需求只会继续上升。
5.安全
基于全国和全世界事件基础上的经济安全因素困扰着电力行业。
全球的燃料供应降低、对不稳定的国家供应依赖和燃料成本的上升使许多国家出现了的问题比获得的答案多的多。
供电
网局部的问题可以在几秒钟内蔓延。
缺乏备份系统使意外的中断有更多的机会发生。
当能量存储技术与当前的公用事业实施做法结合在一起的时候可以减少这些问题所造成的每一个威胁。
供应短缺的时候有可用的电源和供应过量的时候能够吸收和存储可以让价格和实际供应的高峰期变得平缓。
更多地利用现有资产将促进私人投资,反过来会提高质量和电源供应。
可再生能源与温室气体的生产做斗争并满足对碳的限制。
分布式发电可以通过使用可再生能源减少对全球燃料供应的依赖和在电力使用的地方找到发电燃料解决挤塞和安全方面二个问题。
电力市场链与储能
储能有助于同步的能源供应和需求。
客户以合理的价格得到他们希望、需要的电力-而公用事业可以更容易预测用电量,减少自己的成本和增加利润的可能性。
由于自然环境而引起的能源来源波动也可以成功地整合到这网络。
储能技术在三大领域的应用:
一、可再生能源
我国可再生能源发展迅速。
根据国家关于新能源产业的规划,预计到2020年,国家将总投资3万亿元大力发展可再生能源。
然而,可再生能源发电本身所固有的不稳定性和间歇性将对电网系统造成极其严重的影响,因此按照可再生能源并网发电装机容量的25%配置储能系统,能够借助储能技术实现可再生能源发电功率的平滑输出,降低可再生能源发电对电网所造成的巨大负面影响,提高现有发电设备使用率,促进可再生能源的大规模发展。
二、智能电网
储能技术能够针对电力系统运行体系各个环节的特殊需求,满足电力系统安全稳定运行的要求,并已被视为电网运行过程中“采一发一输一配一用一储”的第六个环节。
可以有效地实现需求侧管理,消除昼夜间峰谷差,平滑负荷,不仅可以更有效地利用电力设备,降低供电成本,也可作为提高系统运行稳定性、调整频率、补偿负荷波动的一种手段。
无疑,储能技术的应用将在未来电力系统设计、规划、调度、控制等方面带来重大变革。
我国电力系统每年投资上万亿元用于电力基础设备投资,仅为满足每年极短时间的尖峰负荷,投资回报率极低,在电力系统中运营大规模储能产品将节约巨额基础设备投资并能够保证电力供应的稳定性与安全性,提高电力设备的利用率。
三、新能源汽车
随着中国进口原油的猛增和中国二氧化碳气体排放量的急剧增加,出于国家能源安全和经济发展考虑,中国必须发展电动汽车产业,减少原油需求。
电动汽车充电电站的大范围建设以及家庭充电设备的普及,是电动汽车产业化面临的最大问题。
储能是解决矛盾的关键。
这场耗资百亿的战略投入,将关系到国家发展、产业安全以及企业命运的战略决策中,发展能量效率高,蓄电容量大,快速充放电,充电寿命长且系统运行和维护费用低的绿色储能装置是发展电动车产业的当务之急。
当储能技术与电力行业目前的各种实际问题结合在一起时,就能减少上述问题所造成的威胁。
发电不足的时候有可用的电、发电过量时能够吸收和存储电力,这样就可以使高峰需求期间的电价更稳定、电力供应也更容易保障。
这能让现有电力设施更有效的利用,能够促进这一领域投资,从而提高电力的质量。
可再生能源作为减少温室气体的有效手段,有助于实现对碳排放的减排。
利用可再生能源的分布式发电系统能够降低对全球燃料的需求,并且由于电力的生产和使用在同一区域,电力拥塞和安全的问题可以得到很好的解决。
目前的储能技术:
全球储能技术主要有物理储能(如抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能等)、化学储能(如钠硫电池、液流电池、铅酸电池、镍镉电池、超级电容器等)和电磁储能(如超导电磁储能等)三大类。
物理储能中最成熟的是抽水蓄能。
目前技术进步最快的是化学储能。
一、物理储能
1.抽水储能
抽水储能是投入运行时必须配备上、下游两个水库(上、下池),负荷低谷时段抽水储能设备工作在电动机状态,将下游水库的水抽到上游水库保存,负荷高峰时抽水储能设备工作于发电机的状态,利用储存在上游水库中的水电站。
按上游水库有无天然径流汇入分为纯抽水、混合抽水和调水式抽水蓄能电站,建站地点力求水头高、发电库容大、渗漏小、压力输水管道短、距离负荷中心近。
抽水蓄能电站的综合效率一般在65—75%,这—数字包括了抽水和发电时所损耗的机械效率。
然而,大火电机组利用率的提高即意味着煤耗的降低。
如火电厂在30—40%酌额定工况远行时,其煤耗约比额定工况增加35%,而且低负荷远行可能要用油助燃,厂用电率也要比正常增加1—2个百分点。
煤耗和厂用电的减少也可认为是在同样的能耗时发电量的增加。
此外,常规水力发电站虽然也具备调峰功能,但其发电出力往往与灌溉、防洪等矛盾。
因为常规水电站的水库调度是一个综合的系统工程。
而抽水蓄能电站的发电量及蓄水量是可以按日调节的,可以做到按日平衡,不影响水库的中长期调度。
综上所述,抽水蓄能电站的优越性可以归纳为以下几点:
(1)对电网起到调峰作用,降低火电机组的燃料消耗、厂用电和运行费用。
(2)提高火电机组的利用率,火电装机容量可有所降低。
(3)避免水电站发电与农业的矛盾,有条件按电网要求进行调度。
(4)作为事故备用起动快,抽水工况与发电工况可以迅速转变,并可以调相,调频。
(5)无环境污染。
因此,国际上已经广泛地采用抽水蓄能站,并向大容量发展。
抽水蓄能电站的容量有的国家已经占装机容量的7一10%,占常规水电站装机容量的20—30%。
2.压缩空气储能
压缩空气技术在电网负荷低谷期将电能用于压缩空气,将空气高压密封在报废矿井、沉降的海底储气罐、山洞、过期油气井或新建储气井中,在电网负荷高峰期释放压缩的空气推动汽轮机发电。
压缩空气储能的优点是其燃料消耗可比调峰用燃气轮机组减少1/3,所消耗的燃气要比常规燃气轮机少40%,建设投资和发电成本低于抽水蓄能电站,安全系数高,寿命长。
缺点是其能量密度低,并受岩层等地形条件的限制。
CAES储气库漏气开裂可能性极小。
该技术可以用于冷启动、黑启动,响应速度快,主要用于峰谷电能回收调节、平衡负荷、频率调制、分布式储能和发电系统备用。
2009年,压缩空气储能被美国列入未来10大技术,德、美等国有示范电站投入运营,如1978年德国亨托夫投运的290MW的压缩空气蓄能电站,美国电力研究协会(EPRI)研发的220MW的压缩空气蓄能电站。
总体而言,目前尚处于产业化初期,技术及经济性有待观察。
3.飞轮储能
飞轮储能利用电动机带动飞轮高速旋转,将电能转化成机械能储存起来,在需要时飞轮带动发电机发电。
飞轮储能的优点是效率可达90%以上,循环使用寿命长达20a,无噪声、无污染、维护简单,可连续工作。
缺点是能量密度比较低,保证系统安全性方面的费用很高,在小型场合还无法体现其优势。
目前,飞轮储能技术可用于不间断电源、电网调峰和频率控制,目前主要作为蓄电池系统作补充。
其原理图如下:
飞轮储能技术已经在许多领域得到充分的应用,其主要应用表现在以下几个方面。
(1)它在逐步取代UPS(不间断电源)中的化学蓄电池,特别是用在通信行业的UPS
中,由于很多是工作在户外,工作环境差,一般的化学蓄电池不能适应。
但飞轮储能装置对环境无要求,工作适应能力强。
(2)随着电动机车的发展,飞轮储能装置已经开始使用在混合电动汽车中。
它在汽车制动时储存能量,在加速和爬坡等需要大电流时就释放能量。
实验已经证明使用这种装置后可以提高汽车的运行性能和减少尾气排放量。
这种用途也有的用在火车和军用电池坦克上。
(3)飞轮储能技术已经开始应用在电力系统中,它可以用于电力系统峰值调节,由于它的充放功率可以很大,并联在电网中也能取到平稳电网的作用。
(4)飞轮储能装置也应用在航天飞机和低轨道运行卫星之中。
特别是用在航天飞机中,它既能起到储存能量的作用,又能根据其多飞轮系统的转矩的变化来控制其运行状态。
目前,机械式飞轮系统已形成系列产品,如ActivePower和CleanSource系列、Pentadyne公司AvSS系列、BeaconPower公司的258MW系列。
随着新材料的应用和能量密度的提高,其下游应用逐渐成长,处于产业化初期。
二、电化学储能
1.钠硫电池
钠硫电池在300℃的高温环境下工作,其正极活性物质是液态硫(S);负极活性物质是液态金属钠(Na),中间是多孔性陶瓷隔板。
钠硫电池的主要特点是能量密度大(是铅蓄电池的3倍)、充电效率高(可达到80%)、循环寿命比铅蓄电池长等;然而钠硫电池在工作过程中需要保持高温,有一定安全隐患。
目前,钠硫电池在国外已是发展相对成熟的储能电池,其寿命可达10-15年。
日本在2002年就已进入商业化实施阶段,2007年日本年产钠硫电池量已超过100MW,并开始向海外输出。
在国内,国家电网同中科院上海硅酸盐研究所合作,2008年完成了电池模块研制、2009年度攻关百万千瓦级储能设备、2010年实现世博会示范应用,到2011年进入大规模产业化阶段。
将来该项技术极有可能成为首批电化学储能电站的应用技术。
钠硫电池储能系统能量转换原理
功率转换部分由电压源逆变器,监测传感器,。
。
,系统控制器和变压器组成,它是连接储能部分和交流电网间的接口,实现电池直流能量和交流电网间双向能量传递。
其核心是一个大容量电压源逆变器。
钠硫电池应用
电池技术的应用主要是移动应用和固定应用,储能用钠硫电池是各种先进二次电池中最为成熟的一种,也是最具有潜力的一种先进储能电池,移动应用主要应用于航天和军事方面(如卫星,潜艇和坦克电动车等)。
固定应用主要用:
于削峰填谷、,应急电源,风力发电等可再生能源的稳定输出及提高电能质量方面。
电池储能系统组成
电池储能系统组成包括钠硫电池模块、电池储柜、模块连接线和直流断路开关、电压源逆变器、监测传感器、系统控制器、变压器等组成如图:
与传统的内燃机相比,,其较短的行程,较低的功率尤其是较高的价格,使得用于移动电池的研发受到了制约。
,但随着人们面临的能源与环境问题日趋严重以及各国政府对能源和环境问题的日益重视,,旨在用于移动驱动的钠硫电池的研发活动又重新启动并活跃起来。
,其技术关键是,钠离子导体的固体电解质的性能和高活性钠,高腐蚀性及多硫化钠(放电产物)储存和密封防腐技术。
2.液流电池
液流电池的活性物质可溶解分装在两大储存槽中,溶液流经液流电池,在离子交换膜两侧的电极上分别发生还原与氧化反应。
此化学反应为可逆的,因此可达到多次充放电的能力。
此系统之储能容量由储存槽中的电解液容积决定,而输出功率取决于电池的反应面积。
由于两者可以独立设计,因此系统设计的灵活性大而且受设置场地限制小。
20世纪90年代初开始,英国Innogy公司成功开发出系列多硫化钠/溴液流储能电堆,并建造了储能电站,用于电站调峰和UPS;2001年,250KW/520KW全钒液流电池在日本投入商业运营。
近十多年来,欧美日将与风能/光伏发电配套的全钒液流电池储能系统用于电站调峰。
目前液流电池已有全钒、钒溴、多硫化钠/溴等多个体系,液流电池电化学极化小,其中全钒液流电池具有能量效率高、蓄电容量大、能够100%深度放电、可实现快速充放电,且寿命长等优点,全钒液流电池已经实现商业化运作,能够有效平滑风能发电功率。
在日本运营的容量为4兆瓦的全钒液流电池为当地32兆瓦的风电场提供储能,并已运行27万次循环,世界上还没有任何其他储能技术能够实现这一要求。
液流电池的特点
液流电池分多种体系,其中全钒电池是技术发展主流。
全钒液流储能电池,是将具有不同价态的钒离子溶液分别作为正极和负极的活性物质,分别储存在各自的电解液储罐中。
在对电池进行充、放电实验时,电解液通过泵的作用,由外部贮液罐分别循环流经电池的正极室和负极室,并在电极表面发生氧化和还原反应,实现对电池的充放电。
其工作原理图,如图1所示
充放电时正负极的化学反应方程式为:
正极:
V4+=V5++e-
负极:
V3++e-=V2+
充电时,负极电解液V3+在电极表面得到电子反应为V2+;同时正极电解液V4+失去电子变为V5+。
若实现对一定负载的放电,在负极表面V2+失去电子变为V3+,电子通过电极传递流向负载进而到达正极,在正极表面V5+在电极表面得到电子,被还原为V4+。
电解质作为只传导离子的非电子导体,其内部的电荷平衡是通过溶液中H+在离子交换膜两侧的迁移来完成。
上述工作原理实现了电池在一个完整回路中的充放电过程而全钒液流电池,与其它电池相比具有如下特点:
a.液流储能电池系统的能量效率高,可达70%~80%;
b.功率与储能量可以分离设计,且蓄电容量易于扩展,可达百兆瓦时;
c.系统设计灵活,电堆易于模块组合,蓄电容量便于调节;
d.使用寿命长,循环寿命高。
超深度放电不引起电池的不可逆损伤;
e.环保性好,电池部件材料性能稳定,且易于回收,不造成环境污染;
f.建设周期短,系统运行和维护费用低。
全钒液流电池储能系统的功率容量可达百兆瓦级,而储能容量可至百兆瓦时级,而其功率响应速度为10ms级。
因此该储能技术应用广泛,潜在应用有:
①风能(或太阳能)/储能系统联合发电系统;②边远地区及中小型电力用户、工厂及办公楼供电的不间断电源和应急电源系统等;③电力储存和负载调峰系统。
3.铅酸电池
铅酸蓄电池的主要特点是采用稀硫酸做电解液,是用二氧化铅和绒状铅分别做为电池的正极和负极的一种酸性蓄电池,具有成本低、技术成熟、储能容量大等优点,主要应用于电力系统的备载容量、频率控制,不断电系统;缺点是储存能量密度低、可充放电次数少、制造过程中存在一定污染等。
日本DEDO曾经资助铅酸电池与光伏发电配合使用的示范项目,铅酸电池储能系统总储能容量为4.95兆瓦。
4.锂离子电池
锂离子电池的阴极材料为锂金属氧化物,具有高效率、高能量密度的特点,并具有放电电压稳定、工作温度范围宽、自放电率低、储存寿命长、无记忆效应及无公害等优点。
但目前锂离子电池在大尺寸制造方面存在一定问题,过充控制的特殊封装要求高,价格昂贵,所以尚不能普遍应用。
目前世界上运行的最大锂离子储能系统是A123公司投资建设的,装机容量为2兆瓦。
随着锂离子电池应用范围的进一步扩大,隔膜材料的需求量将进一步增加。
1.电池隔膜的主要作用及性能要求
电池隔膜是指在锂离子电池正极与负极中间的聚合物隔膜,是锂离子电池最关键的部分,对电池安全性和成本有直接影响。
其主要作用有:
隔离正、负极并使电池内的电子不能自由穿过;让电解质液中的离子在正负极间自由通过。
其锂离子传导能力直接关系到锂离子电池的整体性能,其隔离正负极的作用使电池在过度充电或者温度升高的情况下能限制电流的升高,防止电池短路引起爆炸,具有微孔自闭保护作用,对电池使用者和设备起到安全保护的作用。
隔膜性能的优劣决定电池的界面结构和内阻,进而影响电池的容量、循环性能、充放电电流密度等关键特性,可见,性能优异的隔膜对提高电池的综合性能有重要作用。
对隔膜的基本要求是:
具有足够的隔离性和电子绝缘性,能保证正负极的机械隔离和阻止活性物质的迁移;有一定的孔径,对锂离子有很好的透过性,保证低电阻和高离子传导率;由于锂离子电池采用有机溶剂和非水电解液,因此应具有足够的化学稳定性和电化学稳定性,有一定的耐湿性和耐腐蚀性;对电解液的浸润性好,有足够的吸液保湿能力和离子导电性;具有足够的力学性能和防震能力,并且厚度尽可能小;自动关断保护性能好。
隔膜的力学性能是影响其应用的一个重要因素,如果隔膜破裂,就会发生短路,降低成品率,因此要求隔膜有一定的强度、弹性和耐摩擦性能。
2锂离子电池隔膜制备方法
聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)微孔膜具有较高孔隙率、较低的电阻、较高的抗撕裂强度、较好的抗酸碱能力、良好的弹性及对非质子溶剂的保持性能,因此锂离子电池研究开发初期用其作为隔膜材料。
目前市场化的锂离子电池隔膜主要有单层PE、单层PP、3层PP/PE/PP复合膜。
锂离子电池隔膜按制备工艺的不同可分为干法和湿法两大类,主要区别在于隔膜微孔的成孔机理不同。
2.1干法工艺
干法是将聚烯烃树脂熔融、挤压、吹膜制成结晶性聚合物薄膜,经过结晶化处理、退火后,得到高度取向的多层结构,在高温下进一步拉伸,将结晶界面进行剥离,形成多孔结构,可以增加薄膜的孔径。
干法按拉伸方向不同可分为干法单向拉伸和双向拉伸。
干法单向拉伸工艺是通过硬弹性纤维的方法,制备出低结晶度的高取向PE或PP隔膜,再高温退火获得高结晶度的取向薄膜。
这种薄膜先在低温下进行拉伸形成银纹等缺陷,然后在高温下使缺陷拉开,形成微孔。
目前美国Celgard公司、日本宇部公司均采用此种工艺生产单层PE、PP以及3层PP/PE/PP复合膜。
该工艺生产的隔膜具有扁长的微孔结构,由于只进行单向拉伸,隔膜的横向强度比较差,但横向几乎没有热收缩。
由于受国外专利保护,国内采用单向拉伸方法制备隔膜的工业化进展很慢,目前杭州的一条生产线通过在PP中加入成核剂以及油类添加剂来加速退火过程中的结晶速率而制备的单层PP隔膜已在市场上销售。
干法双向拉伸工艺是中科院化学研究所20世纪90年代初开发的具有自主知识产权的工艺。
通过在PP中加入具有成核作用的β晶型改进剂,利用PP不同相态间密度的差异,在拉伸过程中发生晶型转变形成微孔。
与单向拉伸相比,其在横向方向的强度有所提高,而且可以根据隔膜对强度的要求,适当的改变横向和纵向的拉伸比来获得所需性能,同时双向拉伸所得的微孔的孔径更加均匀,透气性更好。
从2000年开始,在国家863计划的支持下,具有自主知识产权的干法双向拉伸制备PP微孔膜的技术在营口向阳化工厂进行中试。
M.xu等采用干法双向拉伸技术,制备了亚微米级孔径的微孔PP隔膜,其微孔具有很好的力学性能和渗透性能,平均孔隙率为30%~40%,平均孔径为0.05μm。
采用双向拉伸制成的隔膜的微孔外形基本上是圆形的,即有很好的渗透性和力学性能,孔径更加均匀。
T.H.Yu介绍了制膜的另一种拉伸工艺,拉伸在极低的温度(如一198~一70℃)下进行,然后在低于聚合物熔融温度的条件下热固定,再在聚合物熔融温度下,以10mm/s的速度拉伸,制备微孔膜。
干法拉伸工艺较简单,且无污染,是锂离子电池隔膜制备的常用方法,但该工艺存在孔径及孔隙率较难控制,拉伸比较小,只有约1~3,同时低温拉伸时容易导致隔膜穿孔,产品不能做得很薄。
2.2湿法工艺
湿法又称相分离法或热致相分离法,将液态烃或一些小分子物质与聚烯烃树脂混合,加热熔融后,形成均匀的混合物,然后降温进行相分离,压制得膜片,再将膜片加热至接近熔点温度,进行双向拉伸使分子链取向,最后保温一定时间,用易挥发物质洗脱残留的溶剂,可制备出相互贯通的微孔膜材料,此方法适用的材料范围广。
采用该法的公司有日本的旭化成、东然、日东以及美国的Entek等,用湿法双向拉伸方法生产的隔膜孔径范围处于相微观界面的尺寸数量级,比较小而均匀,双向的拉伸比均可达到5~7,因而隔膜性能呈现各向同性,横向拉伸强度高,穿刺强度大,正常的工艺流程不会造成穿孔,产品可以做得更薄,使电池能量密度更高。
国内佛山塑料集团于2004年建立了一条采用湿法工艺生产PE隔膜的双向拉伸生产线,产品于2005年底在市场上销售。
看到干法与湿法制得的电池隔膜的表面形态、孔径和分布都有很大的不同。
湿法工艺可以得到复杂的三维纤维状结构的孔,孔的曲折度相对较高,而干法工艺是拉伸成孔,因此空隙狭长,成扁圆形,孔曲折度较低。
3锂离子电池隔膜的研究现状
3.1多层隔膜
干法工艺主要以PP为主要原料,而湿法工艺主要以PE为主要原料。
因此以干法工艺制备的隔膜通常闭孔温度较高,同时熔断温度也很高,而以湿法工艺制备的PE隔膜闭孔温度较低,熔断温度也较低。
考虑到安全性能,锂离于电池隔膜通常要求具有较低的闭孔温度和较高的熔断温度,因此,多层隔膜的研究受到广泛关注,多层隔膜结合了PE和PP的优点。
Celgard公司主要生产PP/PE双层和PP/PE/PP3层隔膜,3层隔膜具有更好的力学性能,PE夹在2层PP之间可以起到熔断保险丝的作用,为电池提供了更好的安全保护。
NittoDenko公司采用干燥拉伸法,从PP/PE双层隔膜中提取了单层隔膜,其具有PP和PE微孔结构,在PE熔点附近,其阻抗增加,在PP熔点以下仍具有很高的阻抗。
ExxonMobil公司采用专有的双向拉伸生产工艺,并以特殊定制的高耐热性聚合物为基础制成了多层隔膜,在105℃下的热收缩率仅在1%~3.5%之间,孔隙率在50%左右,而破膜温度达到了180~190℃,同时还保持了较好的闭孔温度和力学性能;DSMSolutech公司采用双轴拉伸法,以超高相对分子质量PE为原料生产的商品名为Solupur的隔膜,具有良好的电化学性能,平均面密度为7~16g/m2,平均孔径为1~2μm,平均孔隙率为80%~90%。
F.G.B.Obms等研究发现:
Solupur材料具存低曲率、高强度和较好的润湿性。
3.2隔膜表面改性
PE和PP隔膜对电解质的亲和性较差,研究者对此进行了大量的改性工作,如在PE、PE微孔膜的表面接枝亲水性单体或改变电解质中的有机溶剂等。
程琥等在Celgard2400单层PP膜表面涂覆掺有纳米二氧化硅的聚氧乙烯,改善了隔膜的润湿性,提高了隔膜的循环性。
Gineste等在Celgard2505单层PP膜的表面辐射接枝二甲基丙烯酸二乙二醇酯和极性丙烯酸单体,并研究了不同接枝率对电池性能的影响。
Ko等也研究了采用接枝了甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)的单层PE为隔膜的锂离子电池的性能,发现采用PE-g-MA接枝隔膜后锂离子电池的循环性能得到较大幅度的提高,这是因为隔膜接枝后,吸液率和保液性得到提高。
严广炅等以现有的强度较高的液态锂离子电池用3层复合微孔膜作为基体进行表面处理,在表面形成一层改性膜,改性膜材料与聚合物正极材料兼容并能复合成一体,使该膜在具有较高强度的前提下,降低了隔膜的厚度,减小了电池的体积。
3.3新型锂离子电池隔膜
聚合物电解质隔膜:
聚合物锂离子电池是近年来研究的热点,由于采用固态(胶体)电解质代替液态电解质,聚合物锂离子电池不会产生漏液与燃烧爆炸等安全上的问题。
其使
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