鋰電池隔膜主要性能指標及參數(shù)介紹
來源：寶鄂實業(yè)
2019-12-15 20:54
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鋰電池分離器基本參數(shù)、鋰電池分離器安全性能要求。膜作為鋰電池的重要組成部分，在阻斷電子、防止短路、保證內(nèi)部離子傳輸?shù)确矫姘l(fā)揮著重要作用，使電池高效、穩(wěn)定、安全運行。雖然膜本身沒有發(fā)生任何電化學反應，但其結構和性能影響電池的界面結構和內(nèi)阻，從而影響鋰電池的整體容量、充放電電流密度、循環(huán)性能和安全性。因此，通過對鋰電池分離器性能參數(shù)的分析、測試和調整，可以有效提高電池的安全性能。
鋰電池分離器。JPG
鋰電分離器主要性能指標
根據(jù)美國先進電池聯(lián)盟(USABC)對鋰離子電池膜性能參數(shù)的要求，電池膜的性能大致可以分為四個方面:物理化學性能、機械性能、熱性能和電化學性能。
其中，理化性質包括厚度、孔隙率、平均孔徑和孔徑分布、滲透率、彎曲度、潤濕性、吸收率和化學穩(wěn)定性。力學性能主要包括擊穿強度、混合擊穿強度和拉伸強度。熱性能包括熱關閉溫度、熔化開裂溫度和熱收縮率。電化學性能包括線性伏特掃描(LSV)、電化學阻抗譜(EIS)、循環(huán)性能(CP)、離子電導率和麥克穆林值。
鋰分離器基本參數(shù)
當孔徑
一般來說，為了防止電極顆粒之間的直接接觸，重要的是要防止電極顆粒直接通過隔膜。目前，所使用的電極顆粒一般在10微米左右，所使用的導電添加劑在10納米左右，但幸運的是，炭黑顆粒往往會聚集成更大的顆粒。一般來說，亞微米直徑的隔膜足以防止電極粒子直接通過。當然也不能排除一些電極表面處理不好，更多的粉塵會導致微短路等情況。
●擊穿強度
由于電極表面不均勻，裝配工藝水平有限，這個參數(shù)實際上是一個要求，所以隔膜需要有相當大的穿刺強度。對于穿刺強度的測試，有行業(yè)標準，大致在一定的速度下(3-5 m/min)，有直徑為1mm的針，且不將尖銳的邊緣固定在隔膜的環(huán)上。施加在針上穿透隔膜的最大力量稱為穿刺強度。同樣,由于巨大的區(qū)別方法用于測試和實際電池的情況下,這并不是特別合理的直接比較兩種膜的擊穿強度,但在某些微觀結構的情況下,相對較高的擊穿強度很低,組裝失敗率。但是，追求高的擊穿強度必然會導致隔膜的其他性能下降。
●熱穩(wěn)定性
隔膜需要在電池的溫度范圍內(nèi)(-20c ~60C)保持熱穩(wěn)定性。一般情況下，目前使用的隔膜PE或PP材料都能滿足上述要求。當然，另一個原因是由于電解液對水很敏感，大多數(shù)廠家會在注射前進行80C左右的烘烤，這對于PP/PE隔膜來說并不是太大的問題。
●熱關閉溫度
由于安全問題嚴重，鋰電池分離器一般可以提供一個附加功能，即熱封。一般情況下，我們加熱主電池(兩個中間有隔膜的平面電極，電解液為一般鋰離子電池)，當內(nèi)阻增加三個數(shù)量級時的溫度稱為熱關機溫度。這種特性可以為鋰離子電池提供額外一層安全保護。事實上，關閉溫度與材料本身的熔點密切相關，比如接近135C的PE。當然，不同的微觀結構對熱封溫度有一定的影響。但是對于小電池來說，熱關閉機制的作用有限。
