锂离子电池隔膜材料的性能要求
锂离子电池由正、负极材料、电解液、隔膜以及电池外壳组成。隔膜作为电池的第三极,是锂离子电池中的关键内层组件之一。隔膜吸收电解液后,可隔离正、负极,以防止短路,同时允许锂离子的传导。在过度充电或者温度升高时,隔膜通过闭孔来阻隔电流传导,防止爆炸。
隔膜性能的优势决定电池的界面结构和内阻,进而影响电池的容量、循环性能,充放电电流密度等关键特性。性能优异的隔膜对提高锂离子电池的综合性能起着有重要的用途。
1、润湿性和润湿速度:较好的润湿性有利于提高隔膜与电解液的亲和性,扩大隔膜与电解液的接触面,从而新增离子导电性,提高电池的充放电性能和容量。隔膜对电解液的润湿性可通过测定其吸液率和持液率来衡量。
2、化学稳定性:隔膜在电解液中应当保持长久的稳定性,不与电解液和电极物质反应。其化学稳定性是通过测定耐电解液腐蚀能力和胀缩率来评价的。
3、热稳定性:电池在充放电过程中会释放热量,尤其在短路或过充电的时候,会有大量热量放出。因此,当温度升高的时候,隔膜应当保持原有的完整性和一定的力学性能,发挥隔离正、负极、防止短路的用途。
4、安全保护性能:随着锂离子电池应用范围的逐渐扩大,尤其是动力锂电池领域,锂离子电池的安全性成为锂离子电池厂家的最为重视的环节。作为锂离子电池最为关键的核心材料,对隔膜也提出了更高的要求。
目前锂离子电池用隔膜一般都能够供应一个附加的功能,就是热关闭。这一特性可以为锂离子电池供应一个额外的安全保护。该功能重要参数为闭孔温度和破膜温度。