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鋰電池隔膜的特性、性能和分類詳細介紹

2022-12-19 來源:OFweek鋰電網

鋰電池隔膜鋰電池關鍵的內層組件之一。隔膜的性能決定了電池的界面結構、內阻等,直接影響電池的容量、循環以及安全性能等特性,性能優異的隔膜對提高電池的綜合性能具有重要的作用。

一、鋰電池隔膜的特性

鋰離子電池隔膜的主要性能要求有:厚度均勻性、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、化學穩定性、熱穩定性、安全性)等四大性能指標。

二、鋰電池隔膜的性能

鋰電池隔膜位于正極和負極之間,主要作用是將正負極活性物質分隔開,防止兩極因接觸而短路;此外在電化學反應時,能保持必要的電解液,形成離子移動的通道。隔膜材質是不導電的,電池的種類不同,采用的隔膜也不同。對于鋰離子電池,由于電解液為有機溶劑體系,其隔膜要求具有以下性能。

1、在電池體系內,其化學穩定性要好,所用材料能耐有機溶劑。

2、機械強度大,使用壽命長。

3、有機電解液的離子電導率比水溶液體系低,為了減少電阻,電極面積必須盡可能大,因此隔膜必須很薄。

4、當電池體系發生異常時,溫度升高,為防止產生危險,在快速產熱溫度(120~140℃)開始時,熱塑性隔膜發生熔融,微孔關閉,變為絕緣體,防止電解質通過,從而達到遮斷電流的目的。

5、從鋰電池的角度而言,要能被有機電解液充分浸漬,而且在反復充放電過程中能保持高度浸漬。

三、鋰電池隔膜的分類

鋰電池隔膜根據不同的物理、化學特性可以分為:織造膜、非織造膜(無紡布)、微孔膜、復合膜、隔膜紙、碾壓膜等幾類。

聚烯烴材料具有優異的力學性能、化學穩定性和相對廉價的特點,因此聚乙烯、聚丙烯等聚烯烴微孔膜在鋰電池研究開發初期便被用作鋰電池隔膜。盡管近年來有研究用其他材料制備鋰電池隔膜,如采用相轉化法以聚偏氟乙烯(PVDF)為本體聚合物制備鋰電池隔膜,研究纖維素復合膜作為鋰電池隔膜材料等。

 

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