一、鋰離子電池隔膜性能要求
鋰離(li)子電(dian)池隔膜位于正(zheng)極(ji)和負(fu)極(ji)之間,主要(yao)作用是(shi)將正(zheng)負(fu)極(ji)活性物質分隔(ge)(ge)開,防止(zhi)兩(liang)極(ji)因接觸而短路;此外(wai)在電(dian)(dian)化學反應時,能保持必要(yao)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)解(jie)液(ye),形(xing)成離(li)子移動的(de)(de)(de)通(tong)道。隔(ge)(ge)膜(mo)(mo)材質是(shi)不導(dao)電(dian)(dian)的(de)(de)(de),電(dian)(dian)池的(de)(de)(de)種類(lei)不同(tong),采(cai)用的(de)(de)(de)隔(ge)(ge)膜(mo)(mo)也不同(tong)。對于鋰(li)離(li)子電(dian)(dian)池,由(you)于電(dian)(dian)解(jie)液(ye)為有機溶(rong)劑體系(xi),其隔(ge)(ge)膜(mo)(mo)要(yao)求具有以下(xia)性能:
1、具(ju)有電子絕緣性,保證正負(fu)極的機械(xie)隔離。
2、有一定的(de)孔徑和孔隙率,保證高的(de)離子電導率,對鋰離子有很好(hao)的(de)透過性。
3、由于電解(jie)質的(de)溶劑為強(qiang)極性的(de)有機(ji)化(hua)合(he)物,隔(ge)膜必須耐電解(jie)液腐蝕,有足夠的(de)化(hua)學和電化(hua)學穩定性。
4、對(dui)電解液的(de)(de)浸潤性好并(bing)具有(you)足夠的(de)(de)吸(xi)液保濕能力。
5、具有足夠的(de)力學性能,包括穿刺強度(du)(du)、拉(la)伸(shen)強度(du)(du)等,但厚度(du)(du)盡可能小(xiao)。
6、空間穩定性和平整性好。
7、熱穩(wen)定性(xing)和自(zi)動關斷保護性(xing)能(neng)好。動力電(dian)池對隔膜的要求更(geng)高,通常采(cai)用復合膜。
8、隔膜(mo)受熱(re)收縮要小,否則會(hui)引起短路,進而引發電池熱(re)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三類(lei),分別為PP/PE/PP多(duo)層復合(he)微孔膜(mo)(mo)(mo)(mo)、PP或PE單層微孔膜(mo)(mo)(mo)(mo)和(he)涂布(bu)膜(mo)(mo)(mo)(mo)。廣泛使(shi)用的(de)隔(ge)膜(mo)(mo)(mo)(mo)主要為聚(ju)烯烴微孔膜(mo)(mo)(mo)(mo),這種隔(ge)膜(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)化(hua)學結構(gou)穩定(ding),力學強度優(you)良,電化(hua)學穩定(ding)性好。
根據不同的物(wu)理(li)、化(hua)學(xue)特性,鋰離子電池隔膜(mo)材(cai)料(liao)可以分為:織(zhi)造膜(mo)、非織(zhi)造膜(mo)(無紡(fang)布)、微(wei)孔膜(mo)、復(fu)合膜(mo)、隔膜(mo)紙(zhi)、碾壓(ya)膜(mo)等幾(ji)類。聚(ju)(ju)烯烴(jing)材(cai)料(liao)具有(you)優(you)異的力學(xue)性能(neng)、化(hua)學(xue)穩定性和相對廉價的特點,因此聚(ju)(ju)乙烯、聚(ju)(ju)丙烯等聚(ju)(ju)烯烴(jing)微(wei)孔膜(mo)在鋰離子電池研究開發(fa)初期便被用作鋰離子電池隔膜(mo)。
鋰(li)離(li)子(zi)電池的(de)隔膜(mo)(mo)根據(ju)結構和組成可以(yi)分為不(bu)同(tong)的(de)類型,現在(zai)市場上比較常見的(de)主要有三種,分別是(shi)多(duo)孔(kong)聚合物膜(mo)(mo)、無紡(fang)布隔膜(mo)(mo)以(yi)及無機復合膜(mo)(mo)。
1、多孔聚合物膜:是(shi)指通過機械方法(fa)、熱致相分離(li)(li)法(fa)、浸沒沉淀(dian)法(fa)等(deng)多種方法(fa)制(zhi)備(bei)的(de)孔隙分布(bu)均(jun)勻的(de)鋰離(li)(li)子電(dian)池隔膜。
2、無紡布隔膜:是(shi)由定(ding)向或者(zhe)是(shi)隨機的(de)纖維(wei)而構(gou)成的(de),通常會與(yu)有(you)機物或者(zhe)是(shi)陶瓷凝膠復合,來(lai)得到具有(you)更優(you)良化學與(yu)物理性(xing)質的(de)鋰離子電池(chi)隔膜。
3、無機復合膜:多是采用無機(ji)納米(mi)顆(ke)粒以及高聚合物復合而得到的鋰離子電池(chi)隔膜。
鋰離(li)子(zi)電池(chi)安全性問題是(shi)個復雜(za)的(de)(de)綜(zong)合性問題。電池(chi)安全性最大(da)的(de)(de)隱患(huan)是(shi)電池(chi)隨機發(fa)(fa)生的(de)(de)內短路,出現現場(chang)失效,引發(fa)(fa)熱失控。所以開(kai)發(fa)(fa)和使用熱穩定性高的(de)(de)材料是(shi)將來改善(shan)鋰離(li)子(zi)電池(chi)安全性能的(de)(de)根本途徑和努(nu)力(li)的(de)(de)方向(xiang)。