锂電(diàn)池隔膜的特性、性能(néng)和分(fēn)类详细介绍
锂電(diàn)池隔膜是锂電(diàn)池关键的内层组件之一。隔膜的性能(néng)决定了電(diàn)池的界面结构、内阻等,直接影响電(diàn)池的容量、循环以及安全性能(néng)等特性,性能(néng)优异的隔膜对提高電(diàn)池的综合性能(néng)具有(yǒu)重要的作用(yòng)。
一、锂電(diàn)池隔膜的特性
锂离子電(diàn)池隔膜的主要性能(néng)要求有(yǒu):厚度均匀性、力學(xué)性能(néng)(包括拉伸强度和抗穿刺强度)、透气性能(néng)、理(lǐ)化性能(néng)(包括润湿性、化學(xué)稳定性、热稳定性、安全性)等四大性能(néng)指标。
二、锂電(diàn)池隔膜的性能(néng)
锂電(diàn)池隔膜位于正极和负极之间,主要作用(yòng)是将正负极活性物(wù)质分(fēn)隔开,防止两极因接触而短路;此外在電(diàn)化學(xué)反应时,能(néng)保持必要的電(diàn)解液,形成离子移动的通道。隔膜材质是不导電(diàn)的,電(diàn)池的种类不同,采用(yòng)的隔膜也不同。对于锂离子電(diàn)池,由于電(diàn)解液為(wèi)有(yǒu)机溶剂體(tǐ)系,其隔膜要求具有(yǒu)以下性能(néng)。
1、在電(diàn)池體(tǐ)系内,其化學(xué)稳定性要好,所用(yòng)材料能(néng)耐有(yǒu)机溶剂。
2、机械强度大,使用(yòng)寿命長(cháng)。
3、有(yǒu)机電(diàn)解液的离子電(diàn)导率比水溶液體(tǐ)系低,為(wèi)了减少電(diàn)阻,電(diàn)极面积必须尽可(kě)能(néng)大,因此隔膜必须很(hěn)薄。
4、当電(diàn)池體(tǐ)系发生异常时,温度升高,為(wèi)防止产生危险,在快速产热温度(120~140℃)开始时,热塑性隔膜发生熔融,微孔关闭,变為(wèi)绝缘體(tǐ),防止電(diàn)解质通过,从而达到遮断電(diàn)流的目的。
5、从锂電(diàn)池的角度而言,要能(néng)被有(yǒu)机電(diàn)解液充分(fēn)浸渍,而且在反复充放電(diàn)过程中能(néng)保持高度浸渍。
三、锂電(diàn)池隔膜的分(fēn)类
锂電(diàn)池隔膜根据不同的物(wù)理(lǐ)、化學(xué)特性可(kě)以分(fēn)為(wèi):织造膜、非织造膜(无纺布)、微孔膜、复合膜、隔膜纸、碾压膜等几类。
聚烯烃材料具有(yǒu)优异的力學(xué)性能(néng)、化學(xué)稳定性和相对廉价的特点,因此聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃微孔膜在锂電(diàn)池研究开发初期便被用(yòng)作锂電(diàn)池隔膜。尽管近年来有(yǒu)研究用(yòng)其他(tā)材料制备锂電(diàn)池隔膜,如采用(yòng)相转化法以聚偏氟乙烯(PVDF)為(wèi)本體(tǐ)聚合物(wù)制备锂電(diàn)池隔膜,研究纤维素复合膜作為(wèi)锂電(diàn)池隔膜材料等。