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锂离子电池隔膜的性能和分类简单介绍

2023-01-06 来源:OFweek锂电网 浏览数:1

锂电池的结构中,隔膜是关键的内层组件之一。锂离子电池隔膜的性能决定了电池的界面结构、内阻等,直接影响电池的容量、循环以及安全性能等特性,性能优异的隔膜对提高电池的综合性能具有重要的作用。

一、锂离子电池隔膜的性能

锂离子电池隔膜位于正极和负极之间,主要作用是将正负极活性物质分隔开,防止两极因接触而短路;此外在电化学反应时,能保持必要的电解液,形成离子移动的通道。隔膜材质是不导电的,电池的种类不同,采用的隔膜也不同。对于锂离子电池,由于电解液为有机溶剂体系,其隔膜要求具有以下性能。

1、在电池体系内,其化学稳定性要好,所用材料能耐有机溶剂。

2、机械强度大,使用寿命长。

3、有机电解液的离子电导率比水溶液体系低,为了减少电阻,电极面积必须尽可能大,因此隔膜必须很薄。

4、当电池体系发生异常时,温度升高,为防止产生危险,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,变为绝缘体,防止电解质通过,从而达到遮断电流的目的。

5、从锂电池的角度而言,要能被有机电解液充分浸渍,而且在反复充放电过程中能保持高度浸渍。

电池中常用的隔膜材料一般是用纤维素或编织物、合成树脂制得的多微孔膜。锂离子电池一般采用高强度、薄膜化的聚烯烃系多孔膜,常用的隔膜有聚丙烯(PP)和聚乙烯(PE)微孔隔膜,以及丙烯与乙烯的共聚物、聚乙烯均聚物等。

二、锂离子电池隔膜的分类

根据不同的物理、化学特性,锂电池隔膜材料可以分为: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。聚烯烃材料具有优异的力学性能、化学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电池研究开发初期便被用作锂电池隔膜。尽管近年来有研究用其他材料制备锂电池隔膜,如采用相转化法以聚偏氟乙烯(PVDF)为本体聚合物制备锂电池隔膜,研究纤维素复合膜作为锂电池隔膜材料等。然而,至今商品化锂电池隔膜材料仍主要采用聚乙烯、聚丙烯微孔膜。

 

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