隔膜對提高電池的綜合性能具有重要的作用嗎？
來源：寶鄂實業(yè)
2019-05-27 11:45
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隔膜在鋰電池中的主要作用：
1、隔開鋰電池的正、負極，防止正、負極接觸形成短路；
2、薄膜中的微孔能夠讓鋰離子通過，形成充放電回路
鋰離子電池隔膜的種類
根據物理、化學特性的差異，鋰電池隔膜可以分為：織造膜、非織造膜（無紡布）、微孔膜、復合膜、隔膜紙、碾壓膜等。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。
鋰離子電池隔膜的性能要求
1、具有電子絕緣性，保證正負極的機械隔離；
2、有一定的孔徑和孔隙率，保證低的電阻和高的離子電導率，對鋰離子有很好的透過性；
3、耐電解液腐蝕，有足夠的化學和電化學穩(wěn)定性，這是由于電解質的溶劑為強極性的有機化合物；
4、具有良好的電解液的浸潤性，并且吸液保濕能力強；
5、力學穩(wěn)定性高，包括穿刺強度、拉伸強度等，但厚度盡可能??；
6、空間穩(wěn)定性和平整性好；
7、熱穩(wěn)定性和自動關斷保護性能好；
8、受熱收縮率小，否則會引起短路，引發(fā)電池熱失控。除此之外，動力電池通常采用復合膜，對隔膜的要求更高。
鋰離子電池的減少內部短路技術和熱關閉性能
在鋰電池中，隔膜吸收電解液后，可隔離正、負極，以防止短路，但同時還要允許鋰離子的傳導。而在過度充電或者溫度升高時，隔膜還要有高溫自閉性能，以阻隔電流傳導防止爆炸。不僅如此，鋰電池隔膜還要有強度高、防火、耐化學試劑、耐酸堿腐蝕性、生物相容性好、無毒等特點。
減少內部短路技術
膈膜是避免鋰電池內部熱失控的關鍵部件，盡管具有熱關閉性能的隔膜上世紀90年代就已經商品化了，但它對于加工缺陷造成的硬性內部短路確實無效的。為了減輕內部短路，在過去幾年中人們提出了兩種技術路線。一是制備具有高熔點，低的高溫收縮性和優(yōu)異的機械性能（特別是抗穿刺強度）的隔膜。二是制備高純氧化鋁（VK-L30G）陶瓷改善的隔膜。后者要么在表面具有陶瓷層，要么將高純氧化鋁（VK-L30G）粉末分散于高分子材料中，從中高純氧化鋁（VK-L30G）陶瓷起的主要作用是防止電極間的空間塌陷，從而避免熱失控情況下的內部短路。
隔膜熱關閉性能
目前使用的鋰電池隔膜一般都能提供一個附加功能，就是熱關閉。這一特性也為鋰電池的安全性能提供了額外的幫助。這是因為隔膜所用聚烯烴材料具有熱塑性，當溫度接近材料熔點時，微孔閉合形成熱關閉，從而阻斷離子的繼續(xù)傳輸而形成短路，起到保護電池的作用。
鋰離子電池隔膜的主要性能參數(shù)
孔徑大小及分布
1、孔徑的大小及分布與制備方法有關；2、孔徑大小影響隔膜的透過能力；3、分布不均勻導致電池內部電流密度不一致，形成枝狀晶刺穿隔膜。
透氣率
1、Gurley指數(shù)，是一個重要物化指標；2、與電池內阻成正比；3、數(shù)值越大，內阻越大。
自動關閉機理
1、這是一種安全保護性能；2、限制溫度升高和防止短路；3、安全窗口溫度越高愈好，電池的安全性越高；4、與隔膜的原材料和隔膜的結構有關；5、材料熔點決定隔膜的閉孔溫度。
孔隙率
孔的體積和隔膜體積的比值，一般隔膜孔隙率在35%-60%之間。
熱穩(wěn)定性
隔膜受熱時尺寸穩(wěn)定性。
力學強度
要求抗穿刺強度高；單向拉伸，拉伸~50N，橫向~5N；雙向拉伸，要求2個方向要求一致。
鋰離子電池隔膜制造工藝
高性能鋰電池需要隔膜具有厚度均勻性以及優(yōu)良的力學性能（包括拉伸強度和抗穿刺強度）、透氣性能、理化性能（包括潤濕性、化學穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性、安全性）。據了解，隔膜的優(yōu)異與否直接影響鋰電池的容量、循環(huán)能力以及安全性能等特性，性能優(yōu)異的隔膜對提高電池的綜合性能具有重要的作用。
聚合物鋰離子電池是在這三種主要構造中至少有一項或一項以上使用高分子材料作為其主要的電池系統(tǒng)。新一代的聚合物鋰離子電池在聚合物化的程度上已經很高，所以形狀上可做到薄形化(最薄0.5毫米)、任意面積化和任意形狀化，大大提高了電池造型設計的靈活性，從而可以配合產品需求，做成任何形狀與容量的電池。同時，聚合物鋰離子電池的單位能量比目前的一般鋰離子電池提高了50%，其容量、充放電特性、安全性、工作溫度范圍、循環(huán)壽命與環(huán)保性能等方面都較鋰離子電池有大幅度的提高。
目前市面上所銷售的液體鋰離子(LiB)電池在過度充電的情形下，容易造成安全閥破裂因而起火的情形，這是非常危險的，所以必需加裝保護IC線路以確保電池不會發(fā)生過度充電的情形。而高分子聚合物鋰離子電池方面，這種類型的電池相對液體鋰離子電池而言具有較好的耐充放電特性，因此對外加保護IC線路方面的要求可以適當放寬。此外在充電方面，聚合物鋰離子電池可以利用IC定電流充電，與鋰離子二次電池所采用的CCCV(Constant Currert-Constant Voltage)充電方式所需的時間比較起來，可以縮短許多的等待時間。
