鋰電池隔膜紙性能要求

隔膜的作用1.使電池的正,負(fù)極分隔開來,防止短路;2.吸附電池中電解液,確保高的離子電導(dǎo)率;3.有的還能防止對電池反應(yīng)有害的物質(zhì)在電極間遷移;4.保證在電池發(fā)生異常時使電池反應(yīng)停止,提高電池的安全性能;隔膜應(yīng)有的基本要求1.電絕緣性好（非電子導(dǎo)體）；2.對電解質(zhì)離子有很好的透過性，電阻低；3.對電解質(zhì)具有化學(xué)穩(wěn)定性和電化學(xué)穩(wěn)定性；4.對電解質(zhì)潤濕性好;5.具有一定的機械強度，厚度盡可能小;隔膜性能主要指外觀;厚度;面密度;電阻;干態(tài)及濕態(tài)抗拉強度;孔率;孔徑;吸液率;吸液速率;保持電解液能力;耐電解液腐蝕能力.隔膜在鋰離子電池的應(yīng)用1.主要作用2.基本要求3.主要性能及其評價4.隔膜主要性能對電池的影響主要作用1.利用其不導(dǎo)電性使電池正負(fù)極隔開,防止短路;2.依靠自身微孔結(jié)構(gòu)讓鋰離子通過,使電解質(zhì)反應(yīng),保持良好的離子導(dǎo)電性;3.外部短路或錯誤連接導(dǎo)致大電流,隔膜因熱變形使微孔閉塞切斷電流回路,確保安全.基本要求1.足夠的隔離性和電子絕緣性,能夠保證正負(fù)極的機械隔離和阻止活性物質(zhì)的遷移;2.有一定的孔徑,對鋰離子有很好的透過性,保證低的電阻和高的離子導(dǎo)電率;3.有足夠的化學(xué)和電化學(xué)穩(wěn)定性,一定的耐濕性和耐腐蝕性;4.對電解液浸潤性好5.有足夠的力學(xué)性能和防震能力,厚度盡可能小;6.占的體積小,易于實現(xiàn)薄膜化;7.自動關(guān)斷保護性能好;主要性能及其評價1.電絕緣性能:用絕緣耐壓性來評價.隔膜的絕緣耐壓性如果高的話(Celgard2400d的典型數(shù)值是1000±200V),他的電接觸耐壓能力也就提高.注入電解液前在電池上加電壓,如果感到有電流,那就說明有電接觸,此評價的結(jié)果依賴于隔膜的強度和電池裝配條件,尤其是依賴于電極設(shè)計.隔膜在保持電解液時電阻要低,如果此時電阻過高必將影響電池的容量特性及電池性能.隔膜的化學(xué)穩(wěn)定性評價方法:通過測定耐電解液腐蝕能力和脹縮率來評價.耐電解液腐蝕能力:將電解液加溫到50℃后將隔膜紙浸入其中4-6個小時,取出洗凈,烘干與原樣比較.脹縮率:將隔膜紙浸泡在電解液中4-6h后檢測尺寸變化,與干態(tài)樣相減求百分率.隔膜紙的潤濕性能評價方法:η=m2-m1/m1η為吸液率較好的潤濕性能有利于隔膜同電解液間的親和,擴大隔膜與電解液的接觸面積,增加電解液對膜的潤濕度,使盡量多的鋰離子透過隔膜,從而增加離子導(dǎo)電性,電池的放電性和容量.拉伸頸強度:縱向明和橫嗓向拉賊伸強良度(主要煩要求每縱向)25封μm厚的辭隔膜慈縱向稠拉伸橋強度勤在10壯00挨kg筐/c飄m2以上.穿刺蚊強度:與電遮極板泰表面炊的粗飽糙程框度有能關(guān),電極絮使用棕不同答的材欺料要狼求隔宅膜的鵝穿刺挪強度陳也不劈燕同.隔膜笨的力筍學(xué)性熱能隔膜挽的內(nèi)暮部結(jié)墓構(gòu)1.孔徑:可用粘壓汞赤法測軌定;通過認(rèn)汞的盒體積隱和壓偵力,微孔笨的大收小有趟關(guān);2.孔率:單位幫膜的傘體積靜中孔壯的體書積百粗分率;可用變比重究法測必定:孔率=D0-D記/D03.孔的拉曲折冬度:膜的慕厚度朗和氣氣體或明液體菊在實價際膜譜當(dāng)中宵通過襪的路釋徑比曠例.(電池鼓放電比一般甘對膜啊的電想阻而彼言,低曲萄折系牲數(shù)是股有利偽的;對短群路時察的sh循ut穿do亮wn來講,高的較曲折瓜系數(shù)糕有利.)透氣哄性透氣愈性是項反映泛隔膜蒼的孔繭隙率;孔徑趴大小晚等內(nèi)明部結(jié)戀構(gòu)綜證合因侵素.通常爺測定崗?fù)笟獗牰萾t∝孟d-1*酷ξ-1*h坦*q2R路∝切t*愉d透氣憤度透氣論度:在一梳定條牧件下(壓力,測定肯面積)一定蹲量空幼氣通勢過隔碼膜所架需要機的時光間,稱作Gu棍rl秒ey值.Gu跑rl客ey災(zāi)=(本10撞ml尋/V檢)*策12息.5育6c貝m2/i紡n2電流杠切斷知特性(S俱hu壞td披ow愚n)Sh咸ut外do眨wn特性:隔膜梯在大鼠電流桃或外毒部短條路時翻微孔雁閉塞,切斷摧電流卵回路喬的功砌能(一種偉安全券保護仗性能).主要召參數(shù):隔膜鵲的閉鹿孔溫匪度(S裕D)和熔杯融破孔裂溫鑒度(M辟D)隔膜瞞孔結(jié)屢構(gòu)的兄影響:高曲摟折度,小孔飯徑對勺阻止命和切句斷異李常電司流有頭利;但有趨對電襪池離默子導(dǎo)疤電性腐和放深電性挎有負(fù)維面影袋響.閉孔描溫度:外部狼短路蚊或非盟正常廟大電畜流通鴨過時溜所產(chǎn)謀生的繡熱量夸使隔劈燕膜微到孔閉封塞時駛的溫污度.熔融彎破裂雕溫度:給隔饒膜進私行加息熱,當(dāng)溫創(chuàng)度超慈過其店熔點猶發(fā)生撇破裂粱的溫作度.SD溫度捧應(yīng)低謝于MD溫度,而且滑兩個鑄溫差肝大,但小貢于19等0℃勝(金屬只鋰起雖火溫川度).SD溫度柄是電尚池使膨用的情最高副溫度;測試茂方法熱電凈池法:用電俗極夾各住隔較膜構(gòu)天成電硬池,然后玻電池?zé)羯郎?測定膝隔膜其內(nèi)阻.TM幸A(熱機貪械分終析)熱機倆械分辜析:在恒味定的泉拉力(2稅gf稠)用TM蟲A設(shè)備易在以5℃賞/m蹈in的速勢率下販測定此樣品晌的收窮縮TC獸N’均S摧me血th扭od在一紋定壓雄力面友積下,隨著葬溫度沸的提戲高測榜定Gu斧rl亡ey值.SD溫度:當(dāng)Gu言rl諒ey值增網(wǎng)加時遣的最邊低溫盛度被剛認(rèn)為楊是閉揀孔溫臣度.MD溫度:當(dāng)Gu挖rl壘ey值迅耕速變視小時(樣品抗被熔珠化破扯裂)被認(rèn)拒為是本熔化纏溫度.氮氣鴉透過康量與似溫度足的關(guān)擺系隔膜鹽多層乏結(jié)構(gòu)燒的優(yōu)道越性隔膜類別電阻上升溫度/℃電阻下降溫度/℃膜破裂溫度/℃PP156-163164-177162PE130-133139-144139PP/PE131-137167-191167PP/PE/PP134-135159-192165PE膜熔層點低,閉孔登溫度疫低.PP膜熔袍點破志裂溫已度較勿高,在PE閉孔偷后仍醋然保卸持良云好的蘋力學(xué)插性能.隔膜響材料減的制繡造技芝術(shù)相分她離法(濕法)的制擁造高分踢子聚苦合物偶溶劑挺（添青加劑講）混合蘿加熱薄膜冶化、覽微頁相分句離(結(jié)晶沸化)脫溶矛劑延欺伸(多孔梅形成)延伸狂造孔變法(干法)延伸域法的黎制造悠流程酷如右聽圖:高分護子粘啟稠液快、威聚合廚物溶土劑(添加燦劑)薄膜字化(定向屯結(jié)晶)熱處驕理(重結(jié)咽晶,高延縮慧展層)延伸(多孔馬形成)多層芝膜的煤生產(chǎn)詞工藝屢示意勸圖隔膜銅改進劇方向要求性能改進技術(shù)對電池性能影響強度高(薄化)采用超高分子量聚合物;利用成形技術(shù)對結(jié)晶性、結(jié)構(gòu)機械控制容量高;防止短路;提高加工性離子透過性高(阻抗低)利用成形技術(shù)控制孔的形狀、直徑和孔隙率等提高大電流充放電性能電流遮斷性按要求不同采用不同聚合物和熔點不同的聚合物的復(fù)合材料提高電池的安全性鋰離鍬子隔憤膜與賀分離暴膜;透氣除膜的糾不同1.作用啄不同:隔膜趕使電困池正棉負(fù)極某隔離,鋰離決子可陳逆往帳返其助孔隙;分離宰膜的筋作用獸是使特多組瘋分溶呀劑和項溶質(zhì)漆的分鋒離,截留,分級,提純束和富從集,不可竿逆;透氣訓(xùn)膜的育作用尊是透召過濕鐮氣和蠶氧氣孔等氣湯體,一般凍不可錢逆;透過寬物透墾過微醫(yī)孔的單動力盞不同鋰離液子隔拜膜依不靠鋰靠離子叛在正縫負(fù)極焰的濃冷度差侍和充豬電時麗的電梯場;分離唯膜依種靠外癢部壓器力;透氣柏膜是酸內(nèi)部坡氣體犬濃度唐差透過餅物不絞同1.隔膜阻只讓志鋰離希子通冠過;2.分離涉膜透泡過物倦是大晚分子,微粒,粒子,粗粒職子,如細(xì)獲菌,蛋白迅質(zhì),鹽等;3.透氣他膜透儲過物章是氣棍體分執(zhí)子;如氧立氣,水蒸尿汽等;制造頸方法務(wù)不同1.隔膜叛的制刊造方單法很抹多,目前梁較先仗進的勾工藝惜是ce胡lg熄ar杯d法生胞產(chǎn)單但層和拖多層PP禍,P愛E微孔居膜2.分離酸膜有覆相轉(zhuǎn)始化法攏等十柱多種貸化學(xué)桿和物狂理的莖制造羊方法.3.透氣賺膜常滲用化浩學(xué)發(fā)項泡法迅制造.隔膜回紙收弱縮率(1朗)隔膜貼紙收箏縮率(2舌)三層饞隔膜趟紙SE熊M(掃描稠電子擊顯微挽鏡)三層鳥隔膜豬紙SE牧M(掃描宏電子帖顯微屈鏡)單層