科學指南針-鋰電池隔膜檢測
鋰電池的結構中,隔膜是關鍵的內層組件之一。隔膜的性能決定了電池的界面結構、內阻等,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)異的隔膜對提高電池的綜合性能具有重要的作用。
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一、鋰電池隔膜的特性
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鋰離子電池隔膜的主要性能要求有:厚度均勻性、力學性能(包括拉伸強度和抗穿刺強度)、透氣性能、理化性能(包括潤濕性、化學穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性、安全性)等四大性能指標。
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二、鋰電池隔膜分類
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根據不同的物理、化學特性,鋰電池隔膜材料可以分為:織造膜、非織造膜(無紡布)、微孔膜、復合膜、隔膜紙、碾壓膜等幾類。
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三、鋰離子電池的隔膜性能
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隔膜位于正極和負極之間,主要作用是將正負極活性物質分隔開,防止兩極因接觸而短路;此外在電化學反應時,能保持必要的電解液,形成離子移動的通道。隔膜材質是不導電的,電池的種類不同,采用的隔膜也不同。
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對于鋰離子電池,由于電解液為有機溶劑體系,其隔膜要求具有以下性能。
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1、在電池體系內,其化學穩(wěn)定性要好,所用材料能耐有機溶劑。
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2、機械強度大,使用壽命長。
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3、有機電解液的離子電導率比水溶液體系低,為了減少電阻,電極面積必須盡可能大,因此隔膜必須很薄。
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4、當電池體系發(fā)生異常時,溫度升高,為防止產生危險,在快速產熱溫度(120~140℃)開始時,熱塑性隔膜發(fā)生熔融,微孔關閉,變?yōu)榻^緣體,防止電解質通過,從而達到遮斷電流的目的。
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5、從鋰電池的角度而言,要能被有機電解液充分浸漬,而且在反復充放電過程中能保持高度浸漬。
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電池中常用的隔膜材料一般是用纖維素或編織物、合成樹脂制得的多微孔膜。鋰離子電池一般采用高強度、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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四、鋰離子電池的廣泛應用
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近年來,將聚合物電解質用于鋰離子電池已實現(xiàn)了商品化,聚合物電解質在鋰離子電池中既是離子遷移的通道,又起到正負極材料間的隔膜作用。
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