一、鋰離子電池隔膜性能要求
鋰離子電池(chi)隔膜位于(yu)正極(ji)和(he)負(fu)極(ji)之間,主(zhu)要(yao)作用是將(jiang)正負(fu)極(ji)活性(xing)物質分(fen)隔開,防止兩極(ji)因(yin)接觸而短路(lu);此外在電化學反應時(shi),能(neng)(neng)保持(chi)必(bi)要(yao)的電解(jie)液(ye),形成離(li)子移動的通道。隔膜材質是不導電的,電池(chi)的種類不同,采用的隔膜也不同。對于(yu)鋰(li)離(li)子電池(chi),由于(yu)電解(jie)液(ye)為有(you)機溶劑體(ti)系(xi),其隔膜要(yao)求具有(you)以(yi)下性(xing)能(neng)(neng):
1、具有電(dian)子絕緣(yuan)性,保證正負(fu)極的機械(xie)隔離(li)。
2、有一定(ding)的(de)孔徑和(he)孔隙(xi)率,保證高的(de)離(li)子(zi)電(dian)導率,對(dui)鋰離(li)子(zi)有很好的(de)透(tou)過性(xing)。
3、由于電解質的溶(rong)劑(ji)為強極性(xing)的有(you)機化(hua)合物(wu),隔(ge)膜必須耐電解液腐(fu)蝕,有(you)足夠的化(hua)學和電化(hua)學穩定性(xing)。
4、對電解液的(de)浸潤性好(hao)并具有(you)足(zu)夠的(de)吸(xi)液保濕能力。
5、具有足夠(gou)的力學性(xing)能,包括穿刺強度、拉伸(shen)強度等,但(dan)厚度盡可能小。
6、空間穩定性(xing)(xing)和平整(zheng)性(xing)(xing)好。
7、熱穩定性(xing)和自動關斷保護性(xing)能好。動力電池對隔膜(mo)的(de)要求更高,通常采用復(fu)合膜(mo)。
8、隔膜受熱收縮要小,否則(ze)會(hui)引起短路(lu),進而引發(fa)電池熱失(shi)控(kong)。
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要(yao)有(you)三(san)類,分別為PP/PE/PP多層復(fu)合微孔(kong)(kong)膜、PP或(huo)PE單層微孔(kong)(kong)膜和涂(tu)布膜。廣泛使(shi)用的(de)隔(ge)膜主要(yao)為聚烯烴微孔(kong)(kong)膜,這種(zhong)隔(ge)膜的(de)化學結構(gou)穩定,力學強度優(you)良,電化學穩定性好。
根(gen)據不(bu)同的(de)物理、化(hua)學特性(xing),鋰離(li)(li)子電池隔(ge)膜(mo)(mo)材料(liao)可以分為:織造(zao)膜(mo)(mo)、非織造(zao)膜(mo)(mo)(無(wu)紡布)、微孔(kong)膜(mo)(mo)、復合(he)膜(mo)(mo)、隔(ge)膜(mo)(mo)紙、碾(nian)壓膜(mo)(mo)等(deng)(deng)幾類。聚(ju)(ju)烯(xi)烴材料(liao)具有(you)優異的(de)力(li)學性(xing)能、化(hua)學穩(wen)定性(xing)和相對(dui)廉價(jia)的(de)特點,因此聚(ju)(ju)乙烯(xi)、聚(ju)(ju)丙(bing)烯(xi)等(deng)(deng)聚(ju)(ju)烯(xi)烴微孔(kong)膜(mo)(mo)在鋰離(li)(li)子電池研究開發初期便被用(yong)作鋰離(li)(li)子電池隔(ge)膜(mo)(mo)。
鋰離子電池的(de)(de)隔膜根據結構和組成可(ke)以(yi)分(fen)為不(bu)同的(de)(de)類型(xing),現在(zai)市場上比較常見(jian)的(de)(de)主要(yao)有三(san)種(zhong),分(fen)別是多孔聚合(he)(he)物(wu)膜、無(wu)(wu)紡布隔膜以(yi)及(ji)無(wu)(wu)機(ji)復合(he)(he)膜。
1、多孔聚合物膜:是(shi)指通過機(ji)械(xie)方法、熱致(zhi)相分離法、浸(jin)沒沉淀法等多種(zhong)方法制備的孔(kong)隙分布均(jun)勻的鋰離子電(dian)池(chi)隔膜。
2、無紡布隔膜:是(shi)(shi)由(you)定向(xiang)或者是(shi)(shi)隨機(ji)的纖維而(er)構成的,通常會(hui)與有(you)機(ji)物(wu)(wu)或者是(shi)(shi)陶瓷凝膠復合,來得到具有(you)更優良化學(xue)與物(wu)(wu)理性質的鋰離子電池隔(ge)膜。
3、無機復合膜:多是(shi)采用無機納米顆(ke)粒以及高聚合物(wu)復合而得到的鋰離子電池隔(ge)膜。
鋰離(li)子(zi)電池安全性問(wen)題是(shi)個復雜的(de)綜合性問(wen)題。電池安全性最(zui)大的(de)隱患是(shi)電池隨機(ji)發(fa)生的(de)內短路,出現現場(chang)失效,引發(fa)熱失控。所(suo)以開發(fa)和使用熱穩定性高的(de)材料是(shi)將來改(gai)善鋰離(li)子(zi)電池安全性能的(de)根本途徑和努力的(de)方向(xiang)。