隔膜培訓(xùn)手冊(cè)

1、目錄一、簡(jiǎn)介介(一) 鋰離子子電池隔隔膜基礎(chǔ)礎(chǔ)知識(shí) (二) 電池隔隔膜的分分類(三) 鋰離子子電池隔隔膜的功功能及機(jī)機(jī)理(四) 鋰離子子電池隔隔膜主要要用途二、聚烯烯烴隔膜膜原料和和原理(一) 聚烯烴烴隔膜的的分類 (二) 聚烯烴烴隔膜的的主要原原料(三) 聚烯烴烴隔膜主主要生產(chǎn)產(chǎn)方法(四) 聚烯烴烴隔膜結(jié)結(jié)構(gòu)和特特點(diǎn) 三、性能能參數(shù)和和使用要要求 (一) 隔膜主主要性能能表征參參數(shù)及意意義 (二) 鋰離子子電池對(duì)對(duì)隔膜的的要求 四、發(fā)展展趨勢(shì)(一) 動(dòng)力電電池隔膜膜(二) 鋰離子子電池隔隔膜的發(fā)發(fā)展五、隔膜膜知識(shí)和和注意事事項(xiàng)(一) 隔膜知知識(shí)問(wèn)與與答(二) 注意事事項(xiàng)簡(jiǎn)介（一）鋰鋰離子電電

2、池隔膜膜基礎(chǔ)知知識(shí)鋰離子電電池隔膜膜是一種種具有納納米級(jí)微微孔的高高分子功功能材料料，隨著著鋰離子子電池的的廣泛使使用而走走進(jìn)人們們的生活活?？沙涑潆婁囯x離子二次次電池具具有高比比能量、長(zhǎng)循環(huán)環(huán)壽命、無(wú)記憶憶效應(yīng)的的特性，又又具有安安全、可可靠且能能快速充充放電等等優(yōu)點(diǎn)，因因而成為為近年來(lái)來(lái)新型電電源技術(shù)術(shù)研究的的熱點(diǎn)。由于鋰鋰離子電電池是綠綠色環(huán)保保型無(wú)污污染的二二次電池池，符合合當(dāng)今各各國(guó)能源源環(huán)保方方面大的的發(fā)展需需求，在在各行各各業(yè)的使使用量正正在迅速速增加。鋰離子電電池電芯芯主要由由正極材材料、負(fù)負(fù)極材料料、電解解液和隔隔膜組成成，其中中隔膜是是電芯的的重要組組成部分分，起到到將電芯

3、芯正極和和負(fù)極隔隔開的作作用，具具有電子子絕緣性性和離子子導(dǎo)電性性。其鋰鋰離子傳傳導(dǎo)能力力直接關(guān)關(guān)系到鋰鋰離子電電池的整整體性能能，其隔隔離正負(fù)負(fù)極的作作用使電電池在過(guò)過(guò)度充電電或者溫溫度升高高的情況況下能限限制電流流的升高高，防止止電池短短路引起起爆炸，具具有微孔孔自閉保保護(hù)作用用。隔膜膜的性能能決定了了電池的的界面結(jié)結(jié)構(gòu)、電電解質(zhì)的的保持性性和電池池的內(nèi)阻阻等，進(jìn)進(jìn)而影響響電池的的容量、循環(huán)性性能、充充放電電電流密度度等關(guān)鍵鍵特性，所以，隔膜性能的優(yōu)劣直接影響了電池的綜合性能。在我國(guó)，鋰鋰離子電電池原材材料已基基本實(shí)現(xiàn)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)產(chǎn)化，但但是隔膜膜材料卻卻主要依依靠進(jìn)口口，一些些制作隔隔膜的關(guān)

4、關(guān)鍵技術(shù)術(shù)被日本本和歐美美壟斷。最近幾幾年，隔隔膜在我我國(guó)已有有生產(chǎn)，各各項(xiàng)指標(biāo)標(biāo)也接近近或達(dá)到到了國(guó)外外產(chǎn)品的的水平。本手冊(cè)主主要介紹紹鋰離子子電池用用聚烯烴烴隔膜，從從隔膜的的生產(chǎn)原原理、性性能特性性、應(yīng)用用等方面面來(lái)介紹紹有關(guān)隔隔膜知識(shí)識(shí)。（二）電電池隔膜膜的分類類制造隔膜膜的材料料有天然然或合成成的高分分子材料料、無(wú)機(jī)機(jī)材料等等。根據(jù)據(jù)原材料料特點(diǎn)和和加工方方法不同同，可將將隔膜分分成有機(jī)機(jī)材料隔隔膜、編編制隔膜膜、氈狀狀膜、隔隔膜紙和和陶瓷隔隔膜等。電池用用隔膜的的分類如如下圖：圖1 電電池用隔隔膜分類類從上圖可可知，隔隔膜可分分為半透透膜與微微孔膜兩兩大類。半透膜膜的孔徑徑一般小小

5、于1nnm ，而而微孔膜膜孔徑在在10nnm以上上，甚至至到幾微微米。（三）鋰鋰離子電電池隔膜膜的功能能及機(jī)理理1、隔膜膜在鋰離離子電池池中的主主要功能能在電池池內(nèi)部將將正、負(fù)負(fù)極分隔隔開來(lái)，防防止接觸觸造成短短路；有良好好的離子子通過(guò)能能力；有保持持電解液液的能力力；有一定定的保護(hù)護(hù)電池安安全的能能力。2、隔膜膜機(jī)理隔隔膜中具具有大量量曲折貫貫通的微微孔，電電解液中中的離子子載體可可以在微微孔中自自由通過(guò)過(guò)，在正正負(fù)極之之間遷移移形成電電池內(nèi)部部導(dǎo)電回回路，而而電子則則通過(guò)外外部回路路在正負(fù)負(fù)電極之之間遷移移形成電電流，供供用電設(shè)設(shè)備利用用。（四）鋰鋰離子電電池隔膜膜的主要要用途各種液態(tài)態(tài)鋰

6、離子子電池，如如手機(jī)電電池、便便攜式DDVD電電池、筆筆記本電電腦電池池、電動(dòng)動(dòng)工具電電池、GGPS電電池、電電動(dòng)車和和儲(chǔ)能裝裝置電池池等。聚烯烴隔隔膜原料料和生產(chǎn)產(chǎn)原理（一）聚聚烯烴隔隔膜分類類分類方法法按材料分分類按工藝分分類按結(jié)構(gòu)分分類種類PP、PPE、PP/PE復(fù)復(fù)合干法、濕濕法單層PPP、PE 多層層PP、PE 三層層PP/PE/PP （二）聚聚烯烴隔隔膜的主主要原料料隔膜使用用的聚烯烯烴材料料目前主主要是聚聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE ）兩類。聚烯烴材料具有強(qiáng)度高、耐酸堿腐蝕性好、防水、耐化學(xué)試劑、生物相容性好、無(wú)毒性等優(yōu)點(diǎn)，在眾多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。當(dāng)前，商品化的液態(tài)鋰離子電池

7、大多使用微孔聚烯烴隔膜，因?yàn)榫巯N化合物在合理的成本范圍內(nèi)可以提供良好的機(jī)械性能和化學(xué)穩(wěn)定性，而且具有高溫自閉性能，更加確保了鋰離子二次電池在日常使用上的安全性。（三）聚聚烯烴隔隔膜的主主要生產(chǎn)產(chǎn)方法1、熱致致相分離離法（濕濕法TIPPS）利用高分分子材料料和特定定的溶劑劑在高溫溫條件下下完全相相容，冷冷卻后產(chǎn)產(chǎn)生相分分離的特特性，使使溶劑相相連續(xù)貫貫穿于聚聚合物相相形成的的連續(xù)固固態(tài)相中中，經(jīng)過(guò)過(guò)拉伸擴(kuò)擴(kuò)孔后，將將溶劑萃萃取后在在聚合物物相中形形成微孔孔。在目目前濕法法隔膜制制造過(guò)程程中，通通常將聚聚烯烴樹樹脂原料料和一些些其它低低分子量量的物質(zhì)質(zhì)同混合合，加熱熱熔融混混合均勻勻、經(jīng)擠擠出拉

8、伸伸成膜，再再用易揮揮發(fā)溶劑劑把低分分子物質(zhì)質(zhì)抽提出出來(lái)，形形成微孔孔膜。2、熔融融拉伸法法（干法法MSCCS）熔融拉伸伸法的制制備原理理是，高高聚物熔熔體擠出出時(shí)在拉拉伸應(yīng)力力作用冷冷卻下結(jié)結(jié)晶，形形成平行行排列的的結(jié)晶結(jié)結(jié)構(gòu)，經(jīng)經(jīng)過(guò)熱處處理后的的薄膜在在拉伸后后晶體之之間分離離而形成成狹縫狀狀微孔，再再經(jīng)過(guò)熱熱定型制制得微孔孔膜。在聚丙烯烯微孔膜膜制備中中除了拉拉開片晶晶結(jié)構(gòu)外外，還可可以通過(guò)過(guò)在聚合合物中添添加結(jié)晶晶成核劑劑，形成成特定的的晶型，然然后在雙雙向拉伸伸過(guò)程中中發(fā)生晶型向向晶型轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變，晶晶體體積積收縮產(chǎn)產(chǎn)生微孔孔。不同生產(chǎn)產(chǎn)方法的的隔膜特特點(diǎn)生產(chǎn)方法法干法濕法拉伸方式式單向拉

9、伸伸雙向拉伸伸雙向拉伸伸工藝原理理晶片分離離晶型轉(zhuǎn)換換相分離方法特點(diǎn)點(diǎn)設(shè)備簡(jiǎn)單單，投資資較小，工藝復(fù)雜、成本高、環(huán)境友好設(shè)備復(fù)雜雜，投資資較大，配方控制難度高，生產(chǎn)成本低設(shè)備復(fù)雜雜、投資資較大、周期長(zhǎng)長(zhǎng)、工藝藝復(fù)雜、成本高高，能耗耗大、有有環(huán)境污污染產(chǎn)品特點(diǎn)點(diǎn)微孔尺寸寸小、分分布均勻勻，微孔孔導(dǎo)通性性好，能能生產(chǎn)不不同厚度度和不同同結(jié)構(gòu)的的產(chǎn)品，縱向強(qiáng)度高、橫向強(qiáng)度低，TD 無(wú)收縮微孔尺寸寸大、分分布不均均勻，雙雙向強(qiáng)度度均勻；只能生生產(chǎn)一定定厚度規(guī)規(guī)格PP 膜孔徑分布布寬，穿穿刺強(qiáng)度度高；適適宜生產(chǎn)產(chǎn)較薄產(chǎn)產(chǎn)品，只只能生產(chǎn)產(chǎn)PE 膜3、不同同生產(chǎn)方方法的隔隔膜電鏡鏡掃描圖圖圖1 干干法單向向

10、拉伸PPP 隔膜膜SEM 圖2 干干法雙向向拉伸隔隔膜SEEM (a) (b)圖3 濕濕法隔膜膜SEM （四）聚聚烯烴隔隔膜的結(jié)結(jié)構(gòu)及特特點(diǎn)結(jié)構(gòu)單層、雙雙層單層、雙雙層三層材料PP PE PP/PPE/PPP 生產(chǎn)方法法干法干法、濕濕法干法優(yōu)點(diǎn)耐熱性好好、透過(guò)過(guò)性好機(jī)械強(qiáng)度度高低溫溫閉孔(130 左右) 綜合了PPP 、PE 膜優(yōu)優(yōu)點(diǎn)，機(jī)機(jī)械強(qiáng)度度好，安安全性更更高缺點(diǎn)安全關(guān)斷斷溫度(閉孔溫溫度1140 ）高于PE 耐高溫性性能不如如PP 高溫透過(guò)過(guò)性差應(yīng)用范圍圍數(shù)碼電池池、動(dòng)力力電池?cái)?shù)碼電池池?cái)?shù)碼電池池性能參數(shù)數(shù)和使用用要求（一）隔隔膜的基基本性能能表征1、孔隙隙率孔隙率是是孔的體體積和隔隔

11、膜體積積的比值值，即單單位膜的的體積中中孔所占占的體積積百分比比。它與與原材料料樹脂以以及最終終制品的的密度有有關(guān)，大大多數(shù)鋰鋰離子電電池隔膜膜的孔隙隙率在335%60%之間?？紫堵逝c與隔膜的的透過(guò)能能力有一一定關(guān)系系，但孔孔隙率大大并不代代表隔膜膜的透過(guò)過(guò)性好，因因?yàn)橥高^(guò)過(guò)性取決決于微孔孔的導(dǎo)通通率和孔孔徑大小小。另外外，對(duì)于于一定的的電解質(zhì)質(zhì)，具有有高孔隙隙率的隔隔膜可以以降低電電池的阻阻抗，但但也不是是越高越越好，孔孔隙率太太高，會(huì)會(huì)使材料料的機(jī)械械強(qiáng)度變變差?？紫堵实牡臏y(cè)量一一般采用用稱重法法計(jì)算理理論孔隙隙率。2、透氣氣度透氣度又又叫Guurleey 數(shù)數(shù)，反映映隔膜的的透過(guò)能能力。

12、即即一定體體積的氣氣體， 在一定定壓力條條件下通通過(guò)1 平方英英寸面積積的隔膜膜所需要要的時(shí)間間。氣體體的體積積量一般般為1000mll ，有有些公司司也會(huì)標(biāo)標(biāo)10mml， 最后的的結(jié)果會(huì)會(huì)差十倍倍。透氣度是是由膜的的孔徑大大小、孔孔徑分布布、孔隙隙率和開開孔率等等決定的的，透氣氣率從一一定意義義上來(lái)講講，和用用此隔膜膜裝配的的電池的的內(nèi)阻成成正比，即即該數(shù)值值越大，則則內(nèi)阻越越大。然然而，對(duì)對(duì)于不同同類型、厚度的的隔膜，該該數(shù)字的的直接比比較沒有有任何意意義。因因?yàn)殇囯x離子電池池中的內(nèi)內(nèi)阻和離離子傳導(dǎo)導(dǎo)有關(guān)，而而透氣率率和氣體體傳導(dǎo)有有關(guān)，兩兩種機(jī)理理是不一一樣的。換句話話說(shuō)，單單純比較較兩

13、種不不同隔膜膜的Gurlley 數(shù)是沒沒有意義義的，因因?yàn)榭赡苣軆煞N隔隔膜的微微觀結(jié)構(gòu)構(gòu)完全不不一樣；但同一一種隔膜膜的Guurleey 數(shù)的的大小能能很好的的反應(yīng)出出內(nèi)阻的的大小，因?yàn)橥环N隔膜相對(duì)來(lái)說(shuō)微觀結(jié)構(gòu)是一樣的或可比較的。隔膜透氣氣度通常常使用格格利(GGURLLEY)透氣儀儀檢測(cè)。3、吸液液率吸液率反反映隔膜膜吸收電電解液的的能力，是是衡量隔隔膜與電電解液相相容性的的指標(biāo)。吸液率率不僅受受隔膜材材料與電電解液的的浸潤(rùn)性性能影響響，還受受隔膜的的孔隙率率、開孔孔率、孔孔徑的影影響。吸液率測(cè)測(cè)試方法法是把干干式樣稱稱重后浸浸泡在電電解液中中，直至至吸收平平衡，再再取出濕濕隔膜擦擦干表面

14、面電解液液稱重，計(jì)計(jì)算單位位積吸收收電解液液的重量量。4、孔徑徑、孔徑徑分布、孔的分分布一般隔膜膜的孔徑徑在納米米級(jí)，雙雙拉方式式生產(chǎn)的的隔膜的的孔接近近圓形，干干法隔膜膜的孔為為長(zhǎng)條形形?？讖綇降拇笮⌒∨c隔膜膜的透過(guò)過(guò)能力有有關(guān)，過(guò)過(guò)小的孔孔徑會(huì)抑抑制鋰離離子通過(guò)過(guò)，過(guò)大大的孔徑徑有可能能導(dǎo)致隔隔膜穿孔孔形成電電池微短短路導(dǎo)致致電池自自放電過(guò)過(guò)快。孔孔的分布布不均勻勻有可能能導(dǎo)致電電池內(nèi)部部電流密密度不一一致，長(zhǎng)長(zhǎng)期使用用中鋰離離子可能能沉積形形成枝晶晶狀刺穿穿隔膜。制造方法法孔徑范圍圍中值孔徑徑特點(diǎn)單軸干法法04000 901120 孔徑均勻勻，孔較較小雙軸干法法030000 100150

15、0 孔徑不均均勻，分分布寬雙軸濕法法010000 2002500 孔徑較均均勻，分分布寬孔徑和孔孔徑分布布一般采采用壓汞汞法測(cè)量量，孔的的分布均均勻性一一般采用用SEM 觀察。5、力學(xué)學(xué)性能鋰離子電電池對(duì)隔隔膜機(jī)械械強(qiáng)度的的要求較較高。電電池中的的隔膜直直接接觸觸有硬表表面的正正極和負(fù)負(fù)極，而而且當(dāng)電電極上的的毛刺、帶尖角角的大顆顆粒物質(zhì)質(zhì)、甚至至電池內(nèi)內(nèi)部形成成枝晶，都都會(huì)引起起隔離膜膜被穿破破而引起起電池短短路或微微短路，因因此要求求隔離膜膜的抗穿穿刺強(qiáng)度度盡量高高。此外外隔離膜膜拉伸強(qiáng)強(qiáng)度和斷斷裂伸長(zhǎng)長(zhǎng)率也有有一定要要求。單單軸拉伸伸的隔膜膜在拉伸伸方向與與垂直拉拉伸方向向強(qiáng)度不不同，而

16、而雙軸拉拉伸制備備的隔膜膜強(qiáng)度在在兩個(gè)方方向上基基本一致致。盡管管如此，在實(shí)際應(yīng)用中雙向拉伸并沒有性能上的優(yōu)勢(shì)。因?yàn)殡姵鼐砝@的受力方向是縱向；橫向拉伸會(huì)導(dǎo)致垂直方向的收縮，這種收縮在高溫下會(huì)導(dǎo)致電極之間的相互接觸。一般而言孔隙率、透氣性較高時(shí)，盡管其阻抗較低，但其機(jī)械強(qiáng)度卻要下降，因此在調(diào)節(jié)隔膜其中一項(xiàng)或幾項(xiàng)性能指標(biāo)的同時(shí)，要兼顧微孔膜的其他各項(xiàng)性能指標(biāo)，以獲得最佳的使用性能?？勾┐虖?qiáng)強(qiáng)度的測(cè)測(cè)試方法法是用環(huán)環(huán)狀物體體將隔膜膜固定，取取一定直直徑的針針，要求求針尖無(wú)無(wú)銳邊緣緣，以一一定的速速度垂直直刺過(guò)隔隔膜，將將隔膜刺刺破最大大力就是是隔膜的的抗穿刺刺力。拉伸強(qiáng)度度(縱/橫向)的測(cè)試試方法是

17、是隔膜在在一定方方向上、通過(guò)拉拉伸夾具具以一定定的試驗(yàn)驗(yàn)速度拉拉伸直至至斷裂所所表現(xiàn)出出的承載載能力。用拉斷斷力(NN)或拉拉伸強(qiáng)度度(Mppa)表表示。斷裂伸長(zhǎng)長(zhǎng)率是隔隔膜在一一定方向向上(縱/橫向)，一定定拉伸力力下，斷斷裂時(shí)伸伸長(zhǎng)量與與原長(zhǎng)的的比值百百分比。斷裂伸伸長(zhǎng)率越越大，彈彈性越好好，表征征隔膜韌韌性大。穿刺強(qiáng)度度、拉伸伸強(qiáng)度和和斷裂伸伸長(zhǎng)率均均采用可可采用微微機(jī)控制制電子萬(wàn)萬(wàn)能試驗(yàn)驗(yàn)機(jī)測(cè)定定。6、自動(dòng)動(dòng)關(guān)斷保保護(hù)性能能自動(dòng)關(guān)斷斷保護(hù)性性能是鋰鋰離子電電池隔膜膜的一種種安全保保護(hù)性能能，是鋰鋰離子電電池內(nèi)部部防止由由于短路路、過(guò)充充等原因因造成溫溫度失控控的有效效方法。隔膜的的閉孔

18、溫溫度和破破膜溫度度是該性性能的主主要參數(shù)數(shù)。由于于非正常常情況下下電池短短路使電電池內(nèi)部部溫度升升高，當(dāng)當(dāng)溫度到到達(dá)隔膜膜的閉孔孔溫度時(shí)時(shí)，隔膜膜內(nèi)的微微孔會(huì)坍坍塌，阻阻斷電流流通過(guò)，但但熱慣性性會(huì)使溫溫度進(jìn)一一步上升升，有可可能達(dá)到到破膜溫溫度而造造成隔膜膜熔體破破裂，造造成電池池內(nèi)部短短路。因因此，閉閉孔溫度度和破膜膜溫度相相差越大大越好(即安全全窗口溫溫度越高高越好)，此時(shí)時(shí)電池的的安全性性越好。自關(guān)斷保保護(hù)性能能與制造造隔膜的的原材料料和隔膜膜的結(jié)構(gòu)構(gòu)有關(guān)。材料的的熔點(diǎn)決決定了隔隔膜的閉閉孔溫度度、破膜膜溫度的的高低。一般生產(chǎn)產(chǎn)隔膜的的材料為為PP 和PE ，常常見PE 的隔隔膜的閉

19、閉孔溫度度在1330 左右，破破膜溫度度在1550 左右；PP 隔膜膜的閉孔孔溫度在在145 左右，破破膜溫度度在1770 左右。閉孔溫度度和熔融融破裂溫溫度的測(cè)測(cè)試方法法是：在在不斷升升溫的情情況下測(cè)測(cè)試隔膜膜分隔的的極板之之間的電電阻，隨隨著溫度度升高，電電阻突然然增大，此此時(shí)的溫溫度即閉閉孔溫度度。再繼繼續(xù)升溫溫，電阻阻會(huì)突然然變小，此此時(shí)的溫溫度即破破膜溫度度。、熱熱收縮率率熱收縮率率反映隔隔膜在受受熱時(shí)的的尺寸穩(wěn)穩(wěn)定性。除了隔隔膜需要要在電池池使用的的溫度范范圍內(nèi)（-2060 ）保持尺寸穩(wěn)定外，還有一個(gè)就是在電池生產(chǎn)過(guò)程中由于電解液對(duì)水份非常敏感，大多數(shù)廠家會(huì)在注液前進(jìn)行8590 的

20、長(zhǎng)時(shí)間烘烤，所以要求在這個(gè)溫度下隔膜的尺寸也應(yīng)該穩(wěn)定，否則會(huì)造成電池在烘烤時(shí)，隔膜收縮過(guò)大，極片外露造成短路；另外在電池使用過(guò)程中也有可能遇到電池內(nèi)部由于電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生高溫導(dǎo)致隔膜收縮，因此設(shè)計(jì)電芯采用隔膜的寬度時(shí)應(yīng)當(dāng)準(zhǔn)確了解和要求隔膜的橫向收縮率。隔膜是一一種高分分子材料料，經(jīng)過(guò)過(guò)拉伸取取向后，在在高溫條條件下，拉拉伸方向向都或多多或少會(huì)會(huì)產(chǎn)生熱熱收縮。單軸拉拉伸的產(chǎn)產(chǎn)品在縱縱向熱收收縮會(huì)偏偏大，橫橫向基本本不產(chǎn)生生熱收縮縮。雙軸軸拉伸的的隔膜在在兩個(gè)方方向上均均會(huì)產(chǎn)生生熱收縮縮。通常隔膜膜的熱收收縮是在在自然松松弛狀態(tài)態(tài)下測(cè)試試得到。對(duì)于卷卷繞形式式的電芯芯來(lái)說(shuō)，由由于縱向向有支撐撐和固定

21、定，隔膜膜縱向的的實(shí)際熱熱收縮沒沒有那么么大，對(duì)對(duì)電池基基本沒有有影響，主主要影響響產(chǎn)生在在隔膜的的橫向收收縮。（二）鋰鋰離子電電池對(duì)隔隔膜的要要求1、對(duì)隔隔膜的基基本要求求隔膜性能能決定了了電池的的內(nèi)阻和和界面結(jié)結(jié)構(gòu)，進(jìn)進(jìn)而決定定了電池池容量、安全性性能、充充放電電電流密度度和循環(huán)環(huán)性能等等特性，因因此需滿滿足如下下一些性性能：(1) 化學(xué)穩(wěn)穩(wěn)定性電解液液為有機(jī)機(jī)溶劑體體系，耐耐有機(jī)溶溶劑；(2) 機(jī)械性性能隔膜的的拉伸強(qiáng)強(qiáng)度高，穿穿刺強(qiáng)度度高；(3) 熱穩(wěn)定定性收縮率率低，具具有較低低的閉孔孔溫度和和較高的的破膜溫溫度；(4) 透過(guò)率率好孔隙率率高，孔孔徑分布布均勻、透氣性性好；(5) 表

22、面無(wú)無(wú)靜電不吸塵塵、易分分離；(6) 電解液液浸潤(rùn)性性與電解解液相容容性好，吸吸液率高高；(7) 均勻性性厚度、透過(guò)率率、熱收收縮等。2、鋰離離子電池池對(duì)隔膜膜使用的的要求電芯成型型方式電池外形形隔膜使用用要求手動(dòng)卷繞方形、圓圓形隔膜單片片使用，要要求易分分開、易易從卷針針抽取疊片方形、異異性隔膜單片片使用，要要求易分分開自動(dòng)/半半自動(dòng)卷繞方形、圓圓形隔膜整卷卷使用，恒恒張力控控制，要要求端面面整齊疊片方形、異異性發(fā)展趨勢(shì)勢(shì)（一）動(dòng)動(dòng)力用鋰鋰離子電電池隔膜膜最近幾年年，隨著著環(huán)保和和能源問(wèn)問(wèn)題的日日益突出出，國(guó)內(nèi)內(nèi)外對(duì)電電動(dòng)汽車車的研究究也越來(lái)來(lái)越受到到重視。與鉛酸酸、鎳氫氫蓄電池池相比，鋰鋰

23、離子動(dòng)動(dòng)力電池池具有電電壓高、能量密密度大、充放電電速度、使用壽壽命長(zhǎng)、無(wú)記憶憶效應(yīng)、無(wú)污染染等優(yōu)勢(shì)勢(shì)，可以以代替燃燃油系統(tǒng)統(tǒng)及傳統(tǒng)統(tǒng)鉛酸、鎳鎘電電池，提提升能源源利用效效率，減減少空氣氣和鉛、鉻等重重金屬污污染。作作為一種種無(wú)污染染儲(chǔ)能裝裝置，鋰鋰離子動(dòng)動(dòng)力電池池是發(fā)展展新型可可再生能能源產(chǎn)業(yè)業(yè)基礎(chǔ)；作為動(dòng)動(dòng)力設(shè)備備的驅(qū)動(dòng)動(dòng)能源，它它基本可可以達(dá)到到零排放放的要求求，是當(dāng)當(dāng)代最有有前景的的綠色電電源。鋰鋰離子電電動(dòng)電池池可廣泛泛應(yīng)用于于車輛船船艦、通通信電力力、UPPS 應(yīng)急急電源、軍工等等領(lǐng)域。新興的大大型鋰離離子動(dòng)力力電池廠廠家都在在尋求與與自己生生產(chǎn)工藝藝相匹配配的優(yōu)質(zhì)質(zhì)隔膜，以以應(yīng)用

24、在在混合動(dòng)動(dòng)力車以以及純電電動(dòng)汽車車等大型型且相對(duì)對(duì)功率較較高的電電源中。由于大大型動(dòng)力力交通工工具所用用電池放放電時(shí)功功率大、發(fā)熱量量大，因因此對(duì)隔隔膜的耐耐高溫性性能提出出了更高高的要求求。大型動(dòng)力力電池通通常是由由多個(gè)較較小的電電池通過(guò)過(guò)串聯(lián)、并聯(lián)的的方式獲獲得較高高的電壓壓、電流流和功率率。電池池組對(duì)電電池單體體要求的的一致性性、內(nèi)阻阻、放電電倍率、循環(huán)次次數(shù)等有有較高要要求。隔隔膜性能能質(zhì)量的的好壞對(duì)對(duì)大型車車用電池池電化學(xué)學(xué)性能表表現(xiàn)方面面的影響響更加突突出。根根據(jù)動(dòng)力力電池的的要求，首首先，隔隔膜必須須有較好好的厚度度均勻性性，孔的的分布均均勻性，孔孔徑分布布均勻才才能保證證電芯

25、在在較大幅幅寬范圍圍充放電電電流密密度一致致；其次次，隔膜膜要具有有較高的的孔隙率率和較大大的孔徑徑，能夠夠吸收和和保持更更多的電電解液，較較小的孔孔徑曲折折度會(huì)減減小對(duì)鋰鋰離子通通過(guò)的抑抑制，降降低電池池的內(nèi)阻阻，才能能適應(yīng)動(dòng)動(dòng)力電池池實(shí)現(xiàn)快快速充放放電的要要求，支支持動(dòng)力力電池在在使用過(guò)過(guò)程中實(shí)實(shí)現(xiàn)大電電流、大大功率放放電；第第三，隔隔膜要能能夠承受受電池使使用過(guò)程程中產(chǎn)生生的高溫溫，具有有較好的的熱穩(wěn)定定性，除除了有較較小的熱熱收縮率率外，還還要在較較高溫度度條件下下維持孔孔的大小小和導(dǎo)通通率基本本不變，這這樣才能能使高溫溫時(shí)放電電倍率不不至于下下降太嚴(yán)嚴(yán)重。從從隔膜材材料的角角度來(lái)看看

26、，PP 隔膜膜比較適適合上述述動(dòng)力電電池對(duì)隔隔膜的要要求，產(chǎn)產(chǎn)品孔徑徑較大，孔孔徑的曲曲折性較較小，適適合大電電流快速速放電，PP 隔膜的高溫穩(wěn)定性使得其在高溫環(huán)境時(shí)放電效率仍能夠保持較高的水平。另外考慮電池的安全性，一般采用厚度在30m 以上機(jī)械強(qiáng)度高的隔膜。（二）鋰鋰離子電電池隔膜膜的發(fā)展展趨勢(shì)鋰離子電電池隔膜膜的發(fā)展展是隨著著鋰離子子電池的的需求不不斷變化化而不斷斷發(fā)展的的，從體體積上看看，鋰離離子電池池正在朝朝著小和和大兩個(gè)個(gè)截然不不同的方方向發(fā)展展。在一一些如手手機(jī)、數(shù)數(shù)碼相機(jī)機(jī)等電子子產(chǎn)品上上，為了了迎合美美觀、便便于攜帶帶的需求求，電池池廠將電電池的電電芯做得得非常小小巧。為為了

27、追求求高的能能量密度度，在狹狹小的體體積中能能容納下下更多的的電極材材料，電電池廠家家希望隔隔膜的厚厚度越薄薄越好，現(xiàn)現(xiàn)在很多多廠家要要求提供供20m甚至166m厚的隔隔膜。體體積更小小是對(duì)隔隔膜的一一個(gè)挑戰(zhàn)戰(zhàn)，因?yàn)闉楸仨毎寻迅裟ぷ鲎龅帽?，但但要能夠夠保持原原?lái)的電電池容量量、循環(huán)環(huán)性能以以及安全全性能等等功能。而與此此相反，在在電動(dòng)自自行車、電動(dòng)汽汽車及電電動(dòng)工具具等所使使用的動(dòng)動(dòng)力電池池方面，為為了獲得得高的容容量、提提供大的的功率，通通常一個(gè)個(gè)電池需需要使用用幾十甚甚至上百百個(gè)電芯芯進(jìn)行串串接。由由于鋰電電池具有有潛在的的爆炸危危險(xiǎn)，隔隔膜的安安全性相相當(dāng)重要要，現(xiàn)在在市場(chǎng)上上對(duì)厚度度較

28、厚的的聚丙烯烯隔膜的的需求量量在日益益增加。隔膜的性性能影響響離子電電導(dǎo)率，從從而直接接影響電電池的容容量、循循環(huán)性能能以及安安全性能能等性能能。由于于聚乙烯烯、聚丙丙烯等聚聚烯烴非非極性材材料制成成的隔膜膜具有低低的表面面性能，在在鋰離子子電池使使用的極極性碳酸酸酯類電電解液中中雖能很很好的浸浸潤(rùn)，但但由于吸吸液性能能并不太太好，離離子電導(dǎo)導(dǎo)率低。材料的的表面性性能可以以通過(guò)表表面處理理進(jìn)行改改善，離離子輻照照、表面面等離子子體處理理以及紫紫外光照照射接枝枝等方法法已經(jīng)是是非常成成熟的表表面處理理方法。對(duì)聚烯烯烴隔膜膜進(jìn)行表表面處理理，提高高隔膜的的吸液性性能，將將是提高高隔膜性性能的一一個(gè)

29、重要要方向。鋰離子電電池的安安全性是是人們關(guān)關(guān)注的一一個(gè)重點(diǎn)點(diǎn)，隔膜膜的耐熱熱性能就就成了制制約鋰離離子電池池發(fā)展的的一個(gè)重重要因素素。開發(fā)發(fā)高耐熱熱性能的的隔膜也也是一個(gè)個(gè)發(fā)展方方向，但但無(wú)論聚聚乙烯、聚丙烯烯還是其其它熱塑塑性高分分子材料料，在接接近熔點(diǎn)點(diǎn)時(shí)材料料均會(huì)因因融化而而收縮變變形，給給二次鋰鋰離子電電池的安安全性能能帶來(lái)潛潛在隱患患。無(wú)機(jī)機(jī)物如氧氧化鋁、氧化鋯鋯等在1100300 的范圍圍內(nèi)非常常穩(wěn)定，且且它們的的微/納米材材料已經(jīng)經(jīng)市場(chǎng)化化。德國(guó)國(guó)的Deegusssa 公司結(jié)結(jié)合有機(jī)機(jī)物的柔柔性和無(wú)無(wú)機(jī)物良良好熱穩(wěn)穩(wěn)定性的的特點(diǎn)，提提出一種種在無(wú)紡紡布表面面復(fù)合無(wú)無(wú)機(jī)陶瓷瓷氧化

30、物物涂層的的方法，制制備出了了有機(jī)底底膜/無(wú)機(jī)涂涂層復(fù)合合的鋰離離子電池池隔膜。在電池池充放電電過(guò)程中中，即使使有機(jī)底底膜發(fā)生生熔化，無(wú)無(wú)機(jī)涂層層仍然能能夠保持持隔膜的的完整性性，防止止大面積積正/負(fù)極短短路現(xiàn)象象的出現(xiàn)現(xiàn)，這種種有機(jī)/無(wú)機(jī)復(fù)復(fù)合的隔隔膜為解解決大功功率的電電池安全全性提供供了一個(gè)個(gè)可行的的解決方方案，將將是未來(lái)來(lái)鋰離子子電池動(dòng)動(dòng)力隔膜膜的一個(gè)個(gè)重要發(fā)發(fā)展方向向。由于聚烯烯烴材料料具有優(yōu)優(yōu)異的力力學(xué)性能能、化學(xué)學(xué)穩(wěn)定性性和相對(duì)對(duì)廉價(jià)的的特點(diǎn)，因因此聚乙乙烯、聚聚丙烯等等聚烯烴烴微孔膜膜在鋰離離子電池池研發(fā)初初期便被被用作鋰鋰離子電電池隔膜膜。時(shí)至至今日，商商品化的的鋰離子子電池

31、隔隔膜仍然然是聚烯烯烴微孔孔膜。從從結(jié)構(gòu)上上看，鋰鋰離子電電池中的的液態(tài)電電解液有有可能泄泄露而存存在安全全隱患。為了消消除液態(tài)態(tài)鋰離子子電池潛潛在的爆爆炸隱患患，近年年使電解解液與具具有離子子傳輸性性能的聚聚電解質(zhì)質(zhì)充分浸浸潤(rùn)形成成凝膠的的全固態(tài)態(tài)凝膠聚聚合物鋰鋰離子電電池開始始出現(xiàn)。全固態(tài)態(tài)鋰離子子聚合物物電池采采用凝膠膠聚電解解質(zhì)，要要求隔膜膜具有很很好的吸吸液性能能，出現(xiàn)現(xiàn)了以偏偏氟乙烯烯和六氟氟丙烯共共聚物(PVDDF-HHFP) 為主主要材料料通過(guò)溶溶劑涂膜膜、靜電電紡絲或或拉伸的的方法制制備凝膠膠聚合物物隔膜的的研究和和報(bào)道。同時(shí)在在以聚烯烯烴隔膜膜材料為為基體，涂涂覆PVVDF

32、 、PEO 等材料料，適應(yīng)應(yīng)于凝膠膠聚合物物鋰離子子電池的的復(fù)合隔隔膜的研研究也有有大量的的報(bào)道。開發(fā)能能夠滿足足全固態(tài)態(tài)鋰離子子聚合物物電池使使用的隔隔膜將是是一個(gè)方方向。隔膜知識(shí)識(shí)問(wèn)答與與注意事事項(xiàng)（一）隔隔膜知識(shí)識(shí)問(wèn)與答答1、孔隙隙率與透透氣率的的關(guān)系？答：孔隙隙率是指指單位體體積中隔隔膜中微微孔所占占的百分分比，通通常是通通過(guò)測(cè)定定隔膜的的表觀密密度與原原材料密密度的比比值得到到的。由由于隔膜膜的厚度度比較難難準(zhǔn)確測(cè)測(cè)到，所所以計(jì)算算出來(lái)的的孔隙率率會(huì)有一一定偏差差。干法法隔膜的的孔隙率率一般在在35-50% ，濕濕法隔膜膜的孔隙隙率在440-660%。透氣率率是指在在一定壓壓力條件件下隔膜膜透過(guò)氣氣體的能能力，通通常用GGurlley數(shù)數(shù)表示。常用的的標(biāo)準(zhǔn)檢檢測(cè)設(shè)備備為Guurleey透氣氣儀，市市場(chǎng)產(chǎn)品品通常會(huì)會(huì)標(biāo)識(shí)1100mml或10mml氣體體的透過(guò)過(guò)時(shí)間，時(shí)間越長(zhǎng)，隔膜的透過(guò)能力越差。不同種隔隔膜之間間的孔隙隙率的絕絕對(duì)值是是無(wú)法直直接比較較的。但但在同一一類產(chǎn)品品中，一一般情況況下孔隙