一、鋰離子電池隔膜性能要求
鋰離子(zi)電池隔膜位(wei)于(yu)正(zheng)極(ji)和負極(ji)之間,主要(yao)作用(yong)(yong)是將正(zheng)負極(ji)活性物質分隔開,防止兩極(ji)因接觸而短(duan)路;此外在電(dian)(dian)化學反(fan)應時(shi),能保持必要(yao)的(de)電(dian)(dian)解液,形成離子移動(dong)的(de)通道。隔膜材(cai)質是不(bu)導(dao)電(dian)(dian)的(de),電(dian)(dian)池(chi)的(de)種類不(bu)同,采用(yong)(yong)的(de)隔膜也不(bu)同。對于(yu)鋰離子電(dian)(dian)池(chi),由于(yu)電(dian)(dian)解液為(wei)有機溶劑體系(xi),其隔膜要(yao)求(qiu)具有以(yi)下性能:
1、具(ju)有電子絕緣性,保證正負極的機械隔離。
2、有(you)一定的(de)(de)孔徑和孔隙率(lv)(lv),保證(zheng)高(gao)的(de)(de)離子電導率(lv)(lv),對(dui)鋰離子有(you)很好的(de)(de)透過性。
3、由于(yu)電(dian)解質的溶劑為強(qiang)極性的有(you)機化合物(wu),隔膜(mo)必須(xu)耐電(dian)解液腐蝕,有(you)足夠的化學(xue)和電(dian)化學(xue)穩定性。
4、對電解(jie)液(ye)的浸潤(run)性好并(bing)具有足夠的吸液(ye)保濕(shi)能力。
5、具有足夠的力學性能(neng),包括穿(chuan)刺強度、拉伸(shen)強度等,但厚度盡可能(neng)小。
6、空(kong)間穩定性和平整(zheng)性好。
7、熱穩定(ding)性(xing)和自動關斷(duan)保護性(xing)能好。動力電池對隔膜(mo)的(de)要求更高,通常采用復合膜(mo)。
8、隔膜受熱收縮(suo)要小(xiao),否(fou)則會(hui)引起短路,進而(er)引發電池熱失控。
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(you)三類,分別為(wei)PP/PE/PP多層(ceng)復(fu)合微孔膜(mo)(mo)、PP或(huo)PE單(dan)層(ceng)微孔膜(mo)(mo)和涂布(bu)膜(mo)(mo)。廣泛使用的隔膜(mo)(mo)主要為(wei)聚(ju)烯(xi)烴微孔膜(mo)(mo),這(zhe)種隔膜(mo)(mo)的化學結構穩定(ding),力(li)學強度(du)優(you)良(liang),電化學穩定(ding)性好。
根據不同的物(wu)理、化學(xue)(xue)特(te)性,鋰(li)(li)離(li)(li)子電(dian)池(chi)隔膜(mo)(mo)材(cai)(cai)料可以分為:織造(zao)膜(mo)(mo)、非織造(zao)膜(mo)(mo)(無紡布)、微(wei)孔(kong)膜(mo)(mo)、復(fu)合(he)膜(mo)(mo)、隔膜(mo)(mo)紙、碾壓(ya)膜(mo)(mo)等幾類。聚烯(xi)(xi)烴材(cai)(cai)料具(ju)有優異的力學(xue)(xue)性能、化學(xue)(xue)穩定性和相(xiang)對廉價(jia)的特(te)點,因(yin)此(ci)聚乙烯(xi)(xi)、聚丙(bing)烯(xi)(xi)等聚烯(xi)(xi)烴微(wei)孔(kong)膜(mo)(mo)在鋰(li)(li)離(li)(li)子電(dian)池(chi)研究(jiu)開發初(chu)期(qi)便被用作鋰(li)(li)離(li)(li)子電(dian)池(chi)隔膜(mo)(mo)。
鋰離子電池的隔膜(mo)根據(ju)結(jie)構和組成(cheng)可以(yi)分為不同的類型,現在市場上比較常見的主要有三種,分別是多孔聚(ju)合(he)物膜(mo)、無紡布隔膜(mo)以(yi)及無機復合(he)膜(mo)。
1、多孔聚合物膜:是指通過機械方法(fa)(fa)(fa)、熱致(zhi)相分離法(fa)(fa)(fa)、浸沒沉淀(dian)法(fa)(fa)(fa)等多種方法(fa)(fa)(fa)制備的(de)孔隙分布(bu)均勻的(de)鋰離子(zi)電池(chi)隔膜。
2、無紡布隔膜:是(shi)由定向(xiang)或者(zhe)是(shi)隨(sui)機(ji)的(de)纖維(wei)而(er)構成的(de),通(tong)常會與有機(ji)物或者(zhe)是(shi)陶瓷凝膠復合(he),來得到具有更優良化(hua)學(xue)與物理性質(zhi)的(de)鋰離子電池隔膜。
3、無機復合膜:多是(shi)采(cai)用無(wu)機(ji)納米顆粒以及高聚合物復合而(er)得到的鋰離子電池隔(ge)膜。
鋰離(li)子(zi)電(dian)池(chi)安(an)(an)全(quan)性問題是(shi)個復雜的(de)綜合性問題。電(dian)池(chi)安(an)(an)全(quan)性最大的(de)隱患是(shi)電(dian)池(chi)隨機發(fa)生的(de)內短路,出(chu)現(xian)現(xian)場失效,引發(fa)熱失控。所以開(kai)發(fa)和(he)使用熱穩定性高的(de)材料(liao)是(shi)將(jiang)來改善鋰離(li)子(zi)電(dian)池(chi)安(an)(an)全(quan)性能的(de)根本途徑和(he)努力的(de)方向。