一、鋰離子電池隔膜性能要求
鋰離子電池隔膜位于(yu)(yu)正極(ji)和負極(ji)之(zhi)間,主(zhu)要(yao)作用是(shi)將正負極(ji)活性(xing)物(wu)質分隔(ge)開,防(fang)止兩極(ji)因(yin)接觸而短路;此外在電(dian)(dian)化學反應時,能保持(chi)必(bi)要(yao)的電(dian)(dian)解液,形成離子移動的通(tong)道。隔(ge)膜(mo)材質是(shi)不導電(dian)(dian)的,電(dian)(dian)池的種類不同,采用的隔(ge)膜(mo)也不同。對于(yu)(yu)鋰離子電(dian)(dian)池,由于(yu)(yu)電(dian)(dian)解液為有機(ji)溶(rong)劑體系(xi),其隔(ge)膜(mo)要(yao)求具有以下性(xing)能:
1、具有電子絕緣性,保證正負極(ji)的機械隔離。
2、有(you)一(yi)定的孔徑和孔隙率(lv),保(bao)證高的離子(zi)電導率(lv),對鋰離子(zi)有(you)很好的透過性。
3、由于(yu)電解質的(de)溶劑(ji)為強極(ji)性的(de)有(you)機化合物(wu),隔(ge)膜必須耐電解液腐蝕,有(you)足夠的(de)化學(xue)和電化學(xue)穩定(ding)性。
4、對電解(jie)液的浸(jin)潤性好(hao)并具有(you)足夠的吸液保濕(shi)能力。
5、具(ju)有足夠的(de)力(li)學性能,包括穿刺強度、拉伸(shen)強度等,但厚度盡可能小。
6、空間穩定性和平整性好。
7、熱(re)穩(wen)定(ding)性(xing)和自動關(guan)斷保護(hu)性(xing)能(neng)好。動力電(dian)池對(dui)隔(ge)膜(mo)的(de)要求更高,通常采(cai)用復合膜(mo)。
8、隔膜受熱收(shou)縮(suo)要小(xiao),否則(ze)會引(yin)起短路,進而引(yin)發電池熱失(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要有三類,分別為PP/PE/PP多層(ceng)(ceng)復合微(wei)孔(kong)(kong)膜(mo)(mo)(mo)、PP或PE單層(ceng)(ceng)微(wei)孔(kong)(kong)膜(mo)(mo)(mo)和(he)涂(tu)布膜(mo)(mo)(mo)。廣泛使用的(de)隔膜(mo)(mo)(mo)主要為聚烯烴微(wei)孔(kong)(kong)膜(mo)(mo)(mo),這種隔膜(mo)(mo)(mo)的(de)化學(xue)結(jie)構穩定(ding),力(li)學(xue)強度優(you)良(liang),電化學(xue)穩定(ding)性好。
根據不(bu)同的(de)物(wu)理、化(hua)學特性(xing)(xing),鋰(li)離子(zi)電池隔膜(mo)材料(liao)可以(yi)分為:織造膜(mo)、非織造膜(mo)(無紡布)、微(wei)孔(kong)膜(mo)、復合(he)膜(mo)、隔膜(mo)紙、碾壓膜(mo)等(deng)幾類。聚(ju)烯烴(jing)材料(liao)具有(you)優異的(de)力學性(xing)(xing)能、化(hua)學穩定性(xing)(xing)和相對廉價(jia)的(de)特點,因此聚(ju)乙烯、聚(ju)丙烯等(deng)聚(ju)烯烴(jing)微(wei)孔(kong)膜(mo)在鋰(li)離子(zi)電池研究開(kai)發初(chu)期便被用作(zuo)鋰(li)離子(zi)電池隔膜(mo)。
鋰離子(zi)電(dian)池的隔膜(mo)根(gen)據結構和(he)組成可以分為不(bu)同的類型,現在市場上比較常見的主(zhu)要(yao)有(you)三種,分別是多孔(kong)聚合物(wu)膜(mo)、無紡(fang)布(bu)隔膜(mo)以及無機復合膜(mo)。
1、多孔聚合物膜:是指通過機械方法、熱致相分(fen)離法、浸沒沉淀法等(deng)多(duo)種方法制備的(de)孔(kong)隙分(fen)布均(jun)勻的(de)鋰離子電池隔(ge)膜。
2、無紡布隔膜:是由定向或者(zhe)是隨機的(de)(de)纖(xian)維而(er)構成的(de)(de),通常會與(yu)有機物或者(zhe)是陶(tao)瓷凝膠(jiao)復合(he),來得到具有更優良化(hua)學(xue)與(yu)物理性質的(de)(de)鋰(li)離(li)子電池(chi)隔膜。
3、無機復合膜:多是采用無機(ji)納(na)米顆粒以(yi)及高聚(ju)合(he)物復合(he)而(er)得到的鋰離子電池(chi)隔膜(mo)。
鋰(li)離(li)子電(dian)(dian)池(chi)(chi)安(an)(an)全性問題(ti)是個(ge)復(fu)雜(za)的(de)(de)綜合性問題(ti)。電(dian)(dian)池(chi)(chi)安(an)(an)全性最(zui)大的(de)(de)隱患(huan)是電(dian)(dian)池(chi)(chi)隨機發(fa)生的(de)(de)內短路,出現現場失(shi)效,引發(fa)熱失(shi)控(kong)。所以開(kai)發(fa)和使用熱穩定性高(gao)的(de)(de)材料(liao)是將來改善鋰(li)離(li)子電(dian)(dian)池(chi)(chi)安(an)(an)全性能的(de)(de)根本途徑和努力的(de)(de)方向。