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鋰離子電池的隔膜需要具備什么性能?

鉅大LARGE  |  點(diǎn)擊量:1449次  |  2018年05月22日  

  鋰電池的結(jié)構(gòu)中,隔膜是關(guān)鍵的內(nèi)層組件之一。隔膜的性能決定了電池的界面結(jié)構(gòu)、內(nèi)阻等,直接影響電池的容量、循環(huán)以及安全性能等特性,性能優(yōu)異的隔膜對(duì)提高電池的綜合性能具有重要的作用。隔膜的主要作用是使電池的正、負(fù)極分隔開(kāi)來(lái),防止兩極接觸而短路,此外還具有能使電解質(zhì)離子通過(guò)的功能。隔膜材質(zhì)是不導(dǎo)電的,其物理化學(xué)性質(zhì)對(duì)電池的性能有很大的影響。電池的種類(lèi)不同,采用的隔膜也不同。對(duì)于鋰電池系列,由于電解液為有機(jī)溶劑體系,因而需要有耐有機(jī)溶劑的隔膜材料,一般采用高強(qiáng)度薄膜化的聚烯烴多孔膜。


  鋰離子電池的隔膜性能


  隔膜位于正極和負(fù)極之間,主要作用是將正負(fù)極活性物質(zhì)分隔開(kāi),防止兩極因接觸而短路;此外在電化學(xué)反應(yīng)時(shí),能保持必要的電解液,形成離子移動(dòng)的通道。隔膜材質(zhì)是不導(dǎo)電的,電池的種類(lèi)不同,采用的隔膜也不同。對(duì)于鋰離子電池,由于電解液為有機(jī)溶劑體系,其隔膜要求具有以下性能。


 ?、僭陔姵伢w系內(nèi),其化學(xué)穩(wěn)定性要好,所用材料能耐有機(jī)溶劑。


 ?、跈C(jī)械強(qiáng)度大,使用壽命長(zhǎng)。

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充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%

 ?、塾袡C(jī)電解液的離子電導(dǎo)率比水溶液體系低,為了減少電阻,電極面積必須盡可能大,因此隔膜必須很薄。


 ?、墚?dāng)電池體系發(fā)生異常時(shí),溫度升高,為防止產(chǎn)生危險(xiǎn),在快速產(chǎn)熱溫度(120~140℃)開(kāi)始時(shí),熱塑性隔膜發(fā)生熔融,微孔關(guān)閉,變?yōu)榻^緣體,防止電解質(zhì)通過(guò),從而達(dá)到遮斷電流的目的。


 ?、輳匿囯姵氐慕嵌榷?,要能被有機(jī)電解液充分浸漬,而且在反復(fù)充放電過(guò)程中能保持高度浸漬。


  電池中常用的隔膜材料一般是用纖維素或編織物、合成樹(shù)脂制得的多微孔膜。鋰離子電池一般采用高強(qiáng)度、薄膜化的聚烯烴系多孔膜,常用的隔膜有聚丙烯(PP)和聚乙烯(PE)微孔隔膜,以及丙烯與乙烯的共聚物、聚乙烯均聚物等。


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