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鋰電池隔膜材料的性能要求有哪些?

鉅大LARGE  |  點(diǎn)擊量:1364次  |  2019年12月10日  

鋰離子電池隔膜分類


根據(jù)物理、化學(xué)特性的差異,鋰電池隔膜可以分為:織造膜、非織造膜(無紡布)、微孔膜、復(fù)合膜、隔膜紙、碾壓膜等幾類。雖然類型繁多,至今商品化鋰電池隔膜材料主要采用聚乙烯、聚丙烯微孔膜。


鋰離子電池隔膜生產(chǎn)材料目前還是以聚烯烴為首選,聚烯烴材料具有強(qiáng)度高、防火、耐化學(xué)試劑、耐酸堿腐蝕性好、生物相容性好、無毒等優(yōu)點(diǎn),在眾多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。聚烯烴化合物可以提供良好的機(jī)械性能和化學(xué)穩(wěn)定性,具有高溫自閉性能,確保鋰離子二次電池在日常使用上的安全性。


鋰電池隔膜材料性能要求


隔膜的性能參數(shù)對(duì)電池性能影響重大,例如在常用的商用隔膜材料中,材料的厚度直接影響鋰電池內(nèi)阻,孔隙大小和分布將會(huì)影響傳輸鋰離子性能等,因此制備高性能隔膜材料對(duì)于電池的性能發(fā)揮和實(shí)際應(yīng)用至關(guān)重要。影響鋰離子電池隔膜性能的主要因素包括隔膜化學(xué)穩(wěn)定性、力學(xué)強(qiáng)度、孔隙率大小及潤濕性、安全保護(hù)的自關(guān)閉性能等幾個(gè)方面。


⑴力學(xué)強(qiáng)度


隔膜在鋰電池結(jié)構(gòu)及充放電反應(yīng)過程中需要具有一定的機(jī)械強(qiáng)度。隔膜的一個(gè)重要作用是將正負(fù)極反應(yīng)隔開,如果隔膜皺縮或破裂導(dǎo)致電解液滲透,就會(huì)發(fā)生電池短路,具有很大的安全隱患,因此隔膜需要有一定的力學(xué)強(qiáng)度和韌性。


⑵熱極定性


由于鋰離子電池中電解質(zhì)溶液除了水溶劑,還會(huì)采用有機(jī)溶劑和非水電解液,因此隔膜應(yīng)具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和耐腐蝕性能,能夠在電池多次充放電過程中實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的完整性與反應(yīng)的穩(wěn)定性。


⑶孔隙分布及孔隙率


隔膜為了保持鋰離子良好的透過能力,材料需要具備一定大小的孔隙,并保證低電阻和高離子傳導(dǎo)率??紫洞笮⒂绊戜囯姵貎?nèi)阻及電池的安全性??紫短?huì)使離子穿透率減低而增大電池內(nèi)阻,孔隙過大則會(huì)導(dǎo)致電池正負(fù)極接觸概率增大易導(dǎo)致短路,起不到隔膜的效果。


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