• 电池隔膜用在锂离子电池上的性能要求

    电池隔膜用在锂离子电池上的性能要求

    电池隔膜用在锂离子电池上的性能要求;锂离子电池隔膜的性能要求

    锂离子电池由正负极材料、电解质、隔膜和电池外壳组成。作为电池的第三极,隔膜是锂离子电池的关键内层组件之一。隔膜吸收电解质后,可隔离正负极,防止短路,同时允许锂离子传导。过度充电或煮沸温度升高时,颂膜通过闭孔阻断d电流传导,防止爆炸。西膜性能的优点决定了受影响池的界面性能和内阻:顶部影响电池的容量和环性能,充放鬼电流密度笼的关键特性。优良的隔膜对提高电池的综合性能起着重要作用。

    目前,锂离子电池隔膜的生产材料仍然是聚烯经络的首选。聚烯经络材料具有强度高、耐火、耐化学试剂、耐酸碱腐蚀、生物相容性好、无毒等优点,已广泛应用于许多领域。聚烯经化合物可提供良好的机械性能和化学稳定性,具有高温自闭性能,确保锂离子二次电池的日常使用安全。

    1.厚度均匀性

    隔膜的厚度均匀性与所有薄膜生产企业的要求相同,是一个重要的质量指标,直接影响隔膜卷的外观质量和内部性能,是生产过程中严格控制的质量指标之一。锂电池用户对隔膜的切割有其特殊的要求。除了特殊的隔膜切割机和专业培训的专业切割人员外,与隔膜本身的厚度均匀性密切相关。

    在自动化程度高的隔膜生产线上,采用高精度在线非接触式测厚仪和快速反馈控制系统对隔膜厚度进行自动检测和控制。隔膜厚度均匀性包括纵向厚度均匀性和横向厚度均匀性。横向厚度均匀性尤为重要。一般需要控制 l微米以内。南通天丰公司的厚度制在 0.5微米以内。

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    2、力学性能

    隔膜的机械性能是影响其应用的重要因素。如果隔膜破裂,就会发生短路,降低成品率。因此,在电池组装和充放电结构使用过程中,隔膜需要具有一定的机械强度。隔膜的机械强度可以通过抗穿刺强度和抗拉强度来衡量。

    拉伸强度、隔膜的拉伸强度与制膜工艺有关。采用单轴拉伸,膜在拉伸方向上不同于垂直强度;采用双轴拉伸时,隔膜在两个方向上的一致性相似。一般拉伸强度主要是指垂直强度达到100MP 以上,横向强度不宜过大,过大会导致横向收缩率增加,会增加锂电池厂家正负接触的概率。

    抗穿刺强度和抗穿刺强度是指施加在给定针形状上戳穿隔膜样品的质量,表示隔膜在装配过程中短路的趋势。由于隔膜夹在不均匀的正负极片之间,因此需要承受很大的压力。为了防止短路,隔膜必须具有一定的抗穿刺强度。抗穿刺强度值一般为300-500g。

    3、透过性能

    透气性能可用于一定时间和压力下,主要反映锂离子透气性

    隔膜的通畅性。隔膜渗透性的大小是隔膜内孔结构综合因素的影响,如孔隙率、孔径、形状和孔曲折度。

    作为锂电池隔膜材料,具有微孔结构,整个隔膜材料中微孔分布均匀。孔径一般为0.03-0.12um。孔径过小增加电阻,孔径过大容易使正负极接触或被枝晶刺穿短路。

    隔膜制造商现在基本上用透气性和孔隙度指标来衡量透气性。透气性是指特定空气在特定压力下通过特定区域隔膜所需的时间Gurley值来表示。根据隔膜厚度,一般为300-700s/100ml。孔隙率是单体膜体积中孔的体积百分比,与原料树脂和膜的密度有关。现有锂离子电池隔膜的孔隙率在40%-50%之间。

    4、理化性能

    润湿性和润湿速度:较好的润湿性有利于提高隔膜与电解液的亲和性,扩大隔膜与电解液的接触面,从而增加离子导电性,提高电池的充放电性能和容量。隔膜对电解液的润湿性可通过测定其吸液率和持液率来衡量。

    化学稳定性:隔膜应在电解质中保持长期稳定性,不与电解质和电极物质反应。其化学稳定性耐电解质的腐蚀性和膨胀率来评估其化学稳定性。

    热稳定性:电池在充放电过程中释放热量,特别是在短路或过度充电时。因此,当温度升高时,隔膜应保持原有的完整性和一定的机械性能,以隔离正负极,防止短路。

    安全保护性能:随着锂电池应用范围的逐步扩大,特别是在动力电池领域,锂离子电池的安全已成为锂电池制造商最重要的环节。作为锂电池最关键的核心材料,它也对隔膜提出了更高的要求。

    目前锂电池用隔膜一般都能够提供一个附加的功能,就是热关闭。这一特性可以为锂离子电池提供一个额外的安全保护。该功能主要参数为闭孔温度和破膜温度。

    闭孔温度是微孔闭合时的温度,即闭合温度。当电池内部发生放热反应、自热、过充或电池外部短路时,这些情况会产生大量热量。由于聚烯通过材料的热塑性,当温度接近聚合物熔点时,微孔闭合形成热关闭,阻断离子的持续传输,形成断路,保护电池。PE为130-140℃,PP为150℃。




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