在鋰離子電池的內部，隔閡不僅要防止正負極之間接觸，到達電子絕緣的效果，還要保持一定的孔隙率允許電解液中的離子穿過隔閡，在正負極之間往復運動。在滿足上述的基本要求的同時，隔閡還要到達安全性的要求，例如在充放電循環(huán)過程中在負極的表面會構成鋰枝晶，尖利的鋰枝晶發(fā)展到一定的程度可能會穿透隔閡導致正負極之間發(fā)作短路，釋放很多的熱，然后引發(fā)鋰離子電池的熱失控，導致嚴重的安全事故?；蛘咴陔姵匕l(fā)作擠壓針刺的過程中，由于部分短路點釋放出很多的熱，導致隔閡發(fā)作熱縮短，導致大面積的正負極接觸，直接引起電池起火爆炸，因此隔閡對鋰離子電池的性能和安全性都有著重要的影響。 

 

　　為了滿足鋰離子電池隔閡對性能和安全性方面的要求，人們開發(fā)出了多種復合隔閡，例如PP-PE-PP三層復合隔閡，在電池溫度高于130℃時，中間層的PE層會發(fā)作熔化，而兩邊的PP隔閡熔點較高，起到支撐效果，熔化的PE堵塞PP隔閡上的孔隙，然后到達阻斷放電的效果。再如陶瓷涂層隔閡，在一般隔閡的基體上涂布Al2O3等無機氧化物，在高溫時對隔閡起到支撐效果，減少隔閡縮短，然后提高鋰離子電池的安全性。 

 

　　近來，麻省理工學院的Xiaowei Zhang等人對多種不同工藝和結構的隔閡進行了機械性能的研討，剖析了導致隔閡失效的機械參數(shù)。這些隔閡包含了干法工藝制備的PE隔閡和三層復合隔閡，濕法工藝制備的陶瓷涂層隔閡，以及無紡布工藝制備的隔閡，這基本上涵蓋了目前市場經常見的隔閡類型。試驗主要測驗了上述幾種隔閡在縱向（MD）、橫向（TD）和對角線方向（DD）的單向拉伸強度，厚度緊縮試驗和軸向穿刺試驗，這些試驗提醒各種隔閡的失效機械參數(shù)。Xiaowei Zhang等人依據(jù)上述成果建立了一個PE隔閡的有限元模型，準確的預測了PE隔閡在單向拉伸試驗和厚度緊縮試驗中的PE隔閡的反應成果。 

 

　　具體試驗過程如下，首先將參與測驗的隔閡資料依據(jù)ASTM針對薄膜資料的D882標準的要求，制成了具有規(guī)矩形狀的長條形試樣，拉伸試驗選用Instron 5944單向拉力機進行測驗，拉力加載速度為25mm/min。測驗成果發(fā)現(xiàn)，干法工藝制備的PE隔閡和三層復合隔閡在各個方向的抗拉強度上有很大的差距，例如在縱向MD上，抗拉強度》120MPa，在橫向TD和對角線方向上僅》20MPa。而濕法工藝制備的隔閡在各個方向上具有相似的抗拉強度（》140MPa），而無紡布工藝制備的隔閡的抗拉強度最差（《35MPa），無紡布隔閡在縱向和橫向具有相似的強度，可是對角線方向抗拉強度要顯著弱很多。 

 

　　為了測驗隔閡的厚度緊縮性能，Xiaowei Zhang將隔閡卷繞成具有40層的圓柱形結構，直徑為16mm，首先給卷芯選用0.5MPa進行加壓，保證隔閡層間沒有間隙，然后逐步添加壓力直到100MPa。通過上述加壓試驗后，干法工藝制備的PE和三層復合隔閡在軸向上變構成橢圓，可是濕法陶瓷涂層隔閡和無紡布工藝隔閡則仍然在測驗后保持了圓形結構，這主要是由于干法隔閡各向異性較大，而濕法隔閡和無紡布隔閡各個方向上抗拉強度近似形成的。對隔閡卷芯的應變測驗也發(fā)現(xiàn)，在壓力加載的過程中干法工藝制備的PE和三層復合隔閡在20MPa左右存在一個顯著的屈服點，而且應變也大于濕法工藝隔閡和無紡布工藝隔閡，后者在測驗中未呈現(xiàn)顯著的屈服點。 

 

　　穿刺強度試驗發(fā)現(xiàn)，干法工藝制備的PE隔閡和三層復合隔閡會在沿著縱向的方向上呈現(xiàn)一個較長的裂縫，而對于濕法工藝和無紡布工藝隔閡，失效多數(shù)只呈現(xiàn)在部分，而且呈現(xiàn)圓形破口。 

 

　　該項研討向我們展示了現(xiàn)在市場上主要隔閡種類在單向抗拉強度、厚度緊縮和穿刺強度，以及在失效形式上的差異。研討發(fā)現(xiàn)，干法工藝制備的PE和三層復合隔閡在各個方向上的抗拉強度存在很大的差異，縱向MD抗拉強度遠大于橫向TD抗拉強度，而濕法工藝制備的隔閡在各個方向上具有相似的抗拉強度，而且高于其他類型的隔閡，在厚度緊縮試驗中由于干法隔閡各項異性很大，然后導致隔閡卷芯塑性變形較大，而在穿刺試驗中濕法隔閡也展現(xiàn)出了最高的穿刺強度，而且只呈現(xiàn)了部分的圓形破口，而PE隔閡則呈現(xiàn)了長條形的裂縫。