一、鋰離子電池隔膜性能要求
鋰(li)離子電池隔膜位于(yu)(yu)正(zheng)(zheng)極(ji)和負極(ji)之間,主要(yao)作(zuo)用是(shi)將正(zheng)(zheng)負極(ji)活(huo)性物質分隔(ge)開,防止兩極(ji)因接觸而(er)短路(lu);此外在(zai)電(dian)化學反(fan)應時,能保持必要(yao)的(de)(de)電(dian)解(jie)液,形成離子(zi)移動的(de)(de)通道(dao)。隔(ge)膜材質是(shi)不導電(dian)的(de)(de),電(dian)池的(de)(de)種類不同,采用的(de)(de)隔(ge)膜也不同。對于(yu)(yu)鋰離子(zi)電(dian)池,由(you)于(yu)(yu)電(dian)解(jie)液為(wei)有機溶劑體系,其隔(ge)膜要(yao)求具有以下性能:
1、具有電子絕緣性,保證(zheng)正負極的機械隔離。
2、有(you)(you)一(yi)定的(de)(de)孔徑和(he)孔隙率(lv),保證高的(de)(de)離子電導率(lv),對(dui)鋰離子有(you)(you)很好的(de)(de)透(tou)過(guo)性。
3、由于(yu)電(dian)解質的(de)溶劑為(wei)強極性的(de)有機化(hua)合物,隔膜(mo)必須耐電(dian)解液腐蝕,有足夠的(de)化(hua)學和電(dian)化(hua)學穩定(ding)性。
4、對電解液的浸潤性好并具有(you)足夠的吸液保濕能力。
5、具有(you)足夠的力學性能,包括穿刺強度、拉伸強度等,但厚度盡可(ke)能小。
6、空間穩(wen)定性和平整性好。
7、熱穩定性和自動(dong)(dong)關斷(duan)保護(hu)性能好(hao)。動(dong)(dong)力電池對隔膜的要(yao)求更高,通常采(cai)用(yong)復合膜。
8、隔(ge)膜受熱(re)收縮要小,否則會引起短路,進而引發電(dian)池熱(re)失(shi)控。
二、鋰離子電池隔膜有哪些種類
目前,已商品化的鋰離子電池隔膜主(zhu)要有三類,分別(bie)為(wei)PP/PE/PP多層復合微孔(kong)膜(mo)、PP或PE單層微孔(kong)膜(mo)和涂布膜(mo)。廣泛使(shi)用的(de)隔膜(mo)主(zhu)要為(wei)聚(ju)烯烴微孔(kong)膜(mo),這種隔膜(mo)的(de)化學(xue)結構穩定,力學(xue)強度優(you)良,電化學(xue)穩定性好。
根據不同的物理、化學(xue)(xue)特性(xing),鋰離(li)(li)子電池隔膜材(cai)料可以分為(wei):織造膜、非(fei)織造膜(無紡(fang)布)、微(wei)孔(kong)膜、復(fu)合膜、隔膜紙、碾壓膜等幾類(lei)。聚烯烴材(cai)料具有優異的力學(xue)(xue)性(xing)能、化學(xue)(xue)穩定性(xing)和相(xiang)對廉價的特點(dian),因此聚乙烯、聚丙烯等聚烯烴微(wei)孔(kong)膜在鋰離(li)(li)子電池研究開(kai)發初期便被用作(zuo)鋰離(li)(li)子電池隔膜。
鋰離子電池的隔膜根據結構和組成可以(yi)分(fen)為不同的類型,現在市場上比(bi)較(jiao)常見的主要(yao)有三種,分(fen)別是(shi)多(duo)孔聚合(he)物膜、無紡(fang)布隔膜以(yi)及無機復合(he)膜。
1、多孔聚合物膜:是指通過機械(xie)方法(fa)、熱致(zhi)相分離(li)法(fa)、浸(jin)沒沉淀法(fa)等(deng)多種方法(fa)制(zhi)備的孔(kong)隙(xi)分布均勻的鋰離(li)子電(dian)池隔膜。
2、無紡布隔膜:是由定(ding)向(xiang)或(huo)者(zhe)是隨機(ji)的(de)纖維而構成的(de),通常會與有機(ji)物或(huo)者(zhe)是陶瓷(ci)凝(ning)膠復合(he),來得到具有更優良(liang)化學與物理性質的(de)鋰離(li)子電(dian)池(chi)隔膜。
3、無機復合膜:多是采用無機納(na)米顆粒以及高聚合物復合而得到(dao)的鋰離子電池隔膜。
鋰離(li)子(zi)電(dian)(dian)池安全(quan)(quan)性(xing)問題是個復(fu)雜的綜合(he)性(xing)問題。電(dian)(dian)池安全(quan)(quan)性(xing)最大的隱患是電(dian)(dian)池隨(sui)機發(fa)生的內短(duan)路(lu),出現現場失(shi)效,引發(fa)熱(re)(re)失(shi)控。所(suo)以開發(fa)和使(shi)用熱(re)(re)穩定性(xing)高的材料(liao)是將來改善(shan)鋰離(li)子(zi)電(dian)(dian)池安全(quan)(quan)性(xing)能的根本途徑和努力的方向。