隔膜對(duì)鋰電池有什么影響
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-10-25 12:43
點(diǎn)擊量：次
對(duì)電壓的影響
隔膜厚度較薄，離子搬遷的通道較短，極化現(xiàn)象就會(huì)有必定消弱，鋰電池的低溫電壓途徑相對(duì)就會(huì)較高。隔膜孔洞過(guò)大會(huì)加快鋰電池的自放電進(jìn)程，然后下降電池的電壓一致性。
對(duì)安全性的影響
厚一些的隔膜在鋰電池遭到外物沖擊的時(shí)分，可以更好的保證內(nèi)部的正負(fù)極的阻隔，所以厚一些的隔膜一同意味著更好的安全性。
由于鋰電池在持續(xù)的使用進(jìn)程中溫度會(huì)升高，所以隔膜一般有可以供應(yīng)一個(gè)熱關(guān)閉的附加功用。當(dāng)鋰電池包內(nèi)內(nèi)阻前進(jìn)三個(gè)數(shù)量級(jí)時(shí)，隔膜的熱關(guān)閉功用將會(huì)開(kāi)端作用。
對(duì)內(nèi)阻的影響
隔膜的透氣率和裝置其的鋰電池的內(nèi)阻成正比，即隔膜的透氣率越高，鋰電池的內(nèi)阻就會(huì)越大。
隔膜能否被鋰電池所用的電解液完全潤(rùn)澤也會(huì)影響電池的內(nèi)阻。電解液的潤(rùn)澤度與隔膜資料自身有關(guān)也與其內(nèi)部的微觀結(jié)構(gòu)相關(guān)。
表1：一部分隔膜功用與電池功用的相關(guān)性比較
厚度
厚度與內(nèi)阻有關(guān)，越薄內(nèi)阻越小，然后實(shí)現(xiàn)大功率充放電。在必定的機(jī)械強(qiáng)度下盡或許小，越厚穿刺強(qiáng)度越好。關(guān)于消耗型鋰離子電池，一般將25μm作為隔膜厚度的規(guī)范。但是便攜式產(chǎn)品的需求日益增長(zhǎng)的方法下，16μm甚至更薄的隔膜開(kāi)端大范圍使用。關(guān)于動(dòng)力電池來(lái)說(shuō)，裝置進(jìn)程中的機(jī)械要求，使得所需隔膜更厚一些，并且關(guān)于動(dòng)力電池來(lái)說(shuō)安全功用非常重要，而厚一些的隔膜意味著更好的安全性。
隔膜厚度的均勻性是一個(gè)特別重要的質(zhì)量指標(biāo)，它直接影響隔膜卷的外觀質(zhì)量致使內(nèi)涵功用，出產(chǎn)進(jìn)程中有必要嚴(yán)峻把控。在自動(dòng)化程度很高的隔膜出產(chǎn)線(xiàn)上，隔膜厚度都是選用精度很高的在線(xiàn)非觸摸式測(cè)厚儀及快速反饋控制系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)和控制的。隔膜的厚度均勻性包含縱向厚度均勻性和橫向厚度均勻性，其間橫向厚度均勻性尤為重要，一般均要求控制在±1微米以?xún)?nèi)。
孔徑
鋰電池隔膜資料自身具有微孔結(jié)構(gòu)，微孔在整個(gè)隔膜資料中的分布應(yīng)當(dāng)均勻。目前所使用的電極顆粒一般在10微米的量級(jí)，孔徑一般在0.03-0.12um?？讖教?huì)添加電阻，孔徑太大簡(jiǎn)單使正負(fù)極觸摸或被枝晶刺穿短路。一般來(lái)說(shuō)，亞微米孔徑的隔膜足以阻遏電極顆粒的直接通過(guò)，當(dāng)然也不打掃有些電極外表處理欠好，粉塵較多導(dǎo)致的一些比方微短路等情況。
孔隙率
孔隙率是單體膜的體積中孔的體積百分率，它與材料樹(shù)脂及膜的密度有關(guān)?？紫堵实拇笮『蛢?nèi)阻有必定的聯(lián)系，但不同種隔膜之間的空隙率的絕對(duì)值無(wú)法直接比較?，F(xiàn)有鋰離子電池隔膜的孔隙率在40%-50%之間。
透氣阻力
理論上來(lái)說(shuō)，隔膜不是電池的必要組成部分，是未來(lái)滿(mǎn)意工業(yè)化出產(chǎn)才加入的，所以隔膜需求滿(mǎn)意一個(gè)很重要的功用：不能惡化電池的電化學(xué)功用，首要體現(xiàn)在內(nèi)阻上。用兩個(gè)參數(shù)評(píng)價(jià)這一功用：
MacMullin數(shù)：含電解液的隔膜的電阻率和電解液自身的電阻率之間的比值。此數(shù)值越小越好，消耗型鋰離子電池的這個(gè)數(shù)值為8左右。
Gurley數(shù)：必定體積的氣體，在必定壓力條件下通過(guò)必定面積的隔膜所需求的時(shí)刻。與隔膜裝置的電池的內(nèi)阻成正比，即該數(shù)值越大內(nèi)阻越大。不過(guò)單純比較兩種不同隔膜的Gurley數(shù)是沒(méi)有意義的，由于它們的微觀結(jié)構(gòu)或許完全不一樣，但是同一種隔膜的Gurley數(shù)的大小可以很好的反應(yīng)內(nèi)阻的大小。
溫度
閉孔溫度：電池內(nèi)部發(fā)作放熱反應(yīng)自熱、過(guò)充或者電池外部短路時(shí)，將會(huì)發(fā)生很多的熱量，構(gòu)成微孔閉合，然后阻斷離子的持續(xù)傳輸而構(gòu)成斷路，起到保護(hù)電池的作用，微孔閉合時(shí)的溫度就是閉孔溫度。但關(guān)于小電池，熱關(guān)閉機(jī)制所起的作用很有限。一般PE為130-140℃，PP為150℃。閉孔溫度低一些比較好。
破膜溫度是指電池內(nèi)部自熱，外部短路使電池內(nèi)部溫度升高，逾越閉合溫度后微孔堵塞阻斷電流通過(guò)，熱熔功用溫度進(jìn)一步上升，構(gòu)成隔膜分裂、電池短路。分裂時(shí)的溫度即為破膜溫度。破膜溫度高一些比較好。
穿刺強(qiáng)度
在必定的速度（每分鐘3-5米）下，讓一個(gè)沒(méi)有銳邊沿的直徑為1mm的針刺向環(huán)狀固定的隔膜，為穿透隔膜所施加在針上的最大力就稱(chēng)為穿刺強(qiáng)度。滿(mǎn)意的穿刺強(qiáng)度可以防止鋰枝晶、極片毛刺刺穿隔膜構(gòu)成短路，抗穿刺強(qiáng)度值一般在300-500g。但是測(cè)驗(yàn)的時(shí)分所用的方法和實(shí)踐電池中的情況有很大的不同，直接比較兩種隔膜的穿刺強(qiáng)度不是特別合理。
機(jī)械強(qiáng)度
機(jī)械強(qiáng)度首要是指隔膜的拉伸強(qiáng)度，滿(mǎn)意的拉伸強(qiáng)度可以防止隔膜變形。隔膜的拉伸強(qiáng)度與制膜的工藝有關(guān)。選用單軸拉伸，隔膜在拉伸方向上與筆直方向強(qiáng)度不同；而選用雙軸拉伸時(shí)，隔膜在兩個(gè)方向上一致性會(huì)附近。一般拉伸強(qiáng)度首要是指縱向強(qiáng)度要到達(dá)100MP以上，橫向強(qiáng)度不能太大，過(guò)大會(huì)導(dǎo)致橫向縮短率增大，這種縮短會(huì)加大鋰電池廠家正、負(fù)極觸摸的幾率。
潤(rùn)澤性
為了確保電池的內(nèi)阻不是太大，要求隔膜是可以被電池所用電解液完全潤(rùn)澤。潤(rùn)澤度一方面跟隔膜資料自身相關(guān)，另一方面?zhèn)€隔膜的外表及內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。較好的潤(rùn)澤性有利于前進(jìn)隔膜與電解液的親和性，擴(kuò)展隔膜與電解液的觸摸面，然后添加離子導(dǎo)電性，前進(jìn)電池的充放電功用和容量。潤(rùn)澤性可通過(guò)測(cè)定其吸液率和持液率來(lái)衡量。
一致性
由于制備工藝的不同，隔膜一致性或許不同較大。一致性包含閉合溫度等自身特性，以及電鏡下調(diào)查孔洞的一致性和厚度的一致性等表觀一致性。隔膜的一致性越高對(duì)其他方面的功用都有優(yōu)點(diǎn)。
