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锂电池隔膜的性能指标及各个指标的具体要求
点击次数:514 发布时间:2017-10-27

决定锂电池隔膜性能的主要指标有隔膜的厚度、力学性能、孔隙率、透气率、孔径大小及其分布、热性能及自关闭性能等。隔膜越薄,溶剂化锂离子穿越时遇到的阻力越小,离子传导性越好。阻抗越低,但隔膜太薄时,其保液能力和电子绝缘性降低,也会对电池性能产生不利的影响,目前,实际使用的隔膜的厚度通常在25~35um。
锂电池对隔膜的力学性能也有较高的要求,单轴拉伸制备的隔膜在力学性能上具有各向异性,沿拉伸方向的强度约为50N,而垂直拉伸方向的强度仅为5N左右。双轴拉伸制备的隔膜在两个方向上的强度基本一致。多层隔膜在不同方向的强度均匀,较适合作为锂电池隔膜。
提高隔膜的孔隙率可以降低隔膜对锂离子迁移的阻力,孔隙率越大,孔的曲率越小,孔的贯通性越好,锂离子的穿透能力越强,但孔陈串的提高又会导致材料的力学性能和电子绝缘性下降,甚至山现电极的活性物质穿越隔膜产生物理短路现象。因此,大多数锂电池隔膜的孔隙率在4%~5%之间。
孔径的大小与孔隙率密切相关,商品化隔膜的孔径一般在0.03 ~0. 12uA之间,且孔径分布较窄,孔径大小均匀,zui大孔径与平均孔径分布差别不超过于0,011um。
透气率也是与离子迁移性质紧密相关的物理量。它是由膜的厚度、孔陈率、孔径大小、孔径分布等多种因素决定的。同种材料制得的隔膜,厚度越小、孔隙率越人、孔径越大、孔径分布越均一材料的透气率就越高。
对于锂电池和锂电池的隔膜材料而言,热熔性是特别重要的性能指标,因为它是电池安全性的重要保障。锂电池由于滥用等原因出现自热和电解液的氧化等,电池的温度急剧升高,成为锂电池的安全隐忠。要消除这种隐患,隔膜必须能够在要求的温度下熔融使微孔闭合,变成无孔的离子绝缘层,使电池中断,防止由于温度的持续升高引起的电池嫌烧甚至爆炸,这就是隔膜的自关闭现象。聚丙烯隔膜的自闭温度人约为170℃左右,聚乙烯隔膜的自闭温度为130-140℃,近年来发展起来的聚丙烯和聚乙烯多层复合隔膜的自闭温度在80-120℃之间。其强度和安全性比单层膜好,自闭时阻抗高,使锂电池更加安全。但自闭温度过低,电池很容易因此失去性能而报废

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