一、鋰離子電池隔膜性能要求
鋰離子電池隔膜位于正(zheng)極和(he)負極之間,主要(yao)作(zuo)用是(shi)將正(zheng)負極活性(xing)物質(zhi)分隔(ge)開,防止兩極因接(jie)觸(chu)而短路;此外在電(dian)(dian)化學反應時,能保持必要(yao)的(de)電(dian)(dian)解(jie)液,形成離子移動的(de)通(tong)道。隔(ge)膜材質(zhi)是(shi)不導電(dian)(dian)的(de),電(dian)(dian)池的(de)種類不同,采(cai)用的(de)隔(ge)膜也不同。對于鋰離子電(dian)(dian)池,由于電(dian)(dian)解(jie)液為(wei)有機溶劑體系,其隔(ge)膜要(yao)求具有以(yi)下性(xing)能:
1、具有電子(zi)絕緣性,保證正負極的機械隔離(li)。
2、有(you)一(yi)定(ding)的孔(kong)(kong)徑和孔(kong)(kong)隙率(lv),保證高的離(li)子電導率(lv),對鋰離(li)子有(you)很好(hao)的透(tou)過性。
3、由于電解(jie)質的溶(rong)劑(ji)為強(qiang)極(ji)性的有(you)(you)機化合物,隔膜(mo)必須耐(nai)電解(jie)液(ye)腐蝕,有(you)(you)足夠的化學和電化學穩定性。
4、對電(dian)解液的(de)浸潤性(xing)好(hao)并具有足夠的(de)吸液保濕(shi)能力(li)。
5、具有足(zu)夠的力學性能,包括穿刺強(qiang)度、拉伸(shen)強(qiang)度等,但厚(hou)度盡(jin)可能小。
6、空間穩定(ding)性(xing)和平整性(xing)好。
7、熱(re)穩定性(xing)和自(zi)動(dong)關(guan)斷保護性(xing)能好。動(dong)力電池對隔膜(mo)(mo)的要求更(geng)高(gao),通常采用復合(he)膜(mo)(mo)。
8、隔膜(mo)受熱收縮要小,否則會引起短路,進而引發電池熱失控。
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(yao)有三類,分別(bie)為PP/PE/PP多層(ceng)復合微孔膜(mo)(mo)(mo)、PP或PE單層(ceng)微孔膜(mo)(mo)(mo)和涂布膜(mo)(mo)(mo)。廣泛使(shi)用的隔(ge)膜(mo)(mo)(mo)主要(yao)為聚烯(xi)烴微孔膜(mo)(mo)(mo),這種隔(ge)膜(mo)(mo)(mo)的化學結構(gou)穩(wen)定,力(li)學強度優良(liang),電化學穩(wen)定性好(hao)。
根據不同的(de)物(wu)理、化學(xue)特性,鋰離子(zi)(zi)電池隔(ge)膜(mo)(mo)材(cai)料(liao)可以分(fen)為:織造膜(mo)(mo)、非(fei)織造膜(mo)(mo)(無紡(fang)布)、微(wei)孔膜(mo)(mo)、復合膜(mo)(mo)、隔(ge)膜(mo)(mo)紙、碾(nian)壓(ya)膜(mo)(mo)等幾(ji)類。聚烯烴(jing)材(cai)料(liao)具有優異(yi)的(de)力學(xue)性能、化學(xue)穩定性和相對廉(lian)價的(de)特點(dian),因此聚乙(yi)烯、聚丙(bing)烯等聚烯烴(jing)微(wei)孔膜(mo)(mo)在鋰離子(zi)(zi)電池研究開發初期(qi)便被用(yong)作鋰離子(zi)(zi)電池隔(ge)膜(mo)(mo)。
鋰離(li)子(zi)電池(chi)的(de)隔膜(mo)根據結(jie)構和組(zu)成可以分為不同的(de)類型,現(xian)在(zai)市場上比較常(chang)見的(de)主要有三種,分別是多(duo)孔聚(ju)合物膜(mo)、無(wu)(wu)紡(fang)布隔膜(mo)以及(ji)無(wu)(wu)機(ji)復合膜(mo)。
1、多孔聚合物膜:是指通過機械方(fang)(fang)法(fa)(fa)、熱致(zhi)相分離法(fa)(fa)、浸沒(mei)沉淀(dian)法(fa)(fa)等(deng)多種方(fang)(fang)法(fa)(fa)制(zhi)備的孔隙分布均勻的鋰(li)離子電(dian)池隔膜。
2、無紡布隔膜:是由定向或者是隨機(ji)的纖維而構成的,通(tong)常會與有(you)機(ji)物或者是陶瓷凝膠復合,來(lai)得到具(ju)有(you)更優良化學(xue)與物理(li)性質的鋰離子電池隔膜。
3、無機復合膜:多是采用無機納米顆粒以及高聚合(he)物(wu)復合(he)而得到(dao)的鋰離子電池隔膜。
鋰離子(zi)(zi)電池安(an)全(quan)性(xing)問題是(shi)個復(fu)雜的(de)綜合性(xing)問題。電池安(an)全(quan)性(xing)最大的(de)隱患是(shi)電池隨機發生(sheng)的(de)內短(duan)路,出現現場失效,引發熱失控。所以開發和使用熱穩(wen)定性(xing)高(gao)的(de)材料是(shi)將來改善鋰離子(zi)(zi)電池安(an)全(quan)性(xing)能的(de)根本途徑(jing)和努力(li)的(de)方向(xiang)。