锂电池隔膜材料的性能要求有哪些?

2019-12-10      1366 次浏览

锂离子电池隔膜分类


根据物理、化学特性的差异,锂电池隔膜可以分为:织造膜、非织造膜(无纺布)、微孔膜、复合膜、隔膜纸、碾压膜等几类。虽然类型繁多,至今商品化锂电池隔膜材料主要采用聚乙烯、聚丙烯微孔膜。


锂离子电池隔膜生产材料目前还是以聚烯烃为首选,聚烯烃材料具有强度高、防火、耐化学试剂、耐酸碱腐蚀性好、生物相容性好、无毒等优点,在众多领域得到了广泛的应用。聚烯烃化合物可以提供良好的机械性能和化学稳定性,具有高温自闭性能,确保锂离子二次电池在日常使用上的安全性。


锂电池隔膜材料性能要求


隔膜的性能参数对电池性能影响重大,例如在常用的商用隔膜材料中,材料的厚度直接影响锂电池内阻,孔隙大小和分布将会影响传输锂离子性能等,因此制备高性能隔膜材料对于电池的性能发挥和实际应用至关重要。影响锂离子电池隔膜性能的主要因素包括隔膜化学稳定性、力学强度、孔隙率大小及润湿性、安全保护的自关闭性能等几个方面。


⑴力学强度


隔膜在锂电池结构及充放电反应过程中需要具有一定的机械强度。隔膜的一个重要作用是将正负极反应隔开,如果隔膜皱缩或破裂导致电解液渗透,就会发生电池短路,具有很大的安全隐患,因此隔膜需要有一定的力学强度和韧性。


⑵热极定性


由于锂离子电池中电解质溶液除了水溶剂,还会采用有机溶剂和非水电解液,因此隔膜应具有良好的化学稳定性和耐腐蚀性能,能够在电池多次充放电过程中实现结构的完整性与反应的稳定性。


⑶孔隙分布及孔隙率


隔膜为了保持锂离子良好的透过能力,材料需要具备一定大小的孔隙,并保证低电阻和高离子传导率。孔隙大小将影响锂电池内阻及电池的安全性。孔隙太小会使离子穿透率减低而增大电池内阻,孔隙过大则会导致电池正负极接触概率增大易导致短路,起不到隔膜的效果。


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