鋰離子電池聚烯烴材料具有強度高、耐酸堿腐蝕性好、防水、耐化學試劑、生物相容性好、無毒性等優(yōu)點，在眾多領域得到了廣泛的應用。聚烯烴材料價格低廉，有較好的機械強度和化學穩(wěn)定性，用該原料制作的微孔隔膜被廣泛地應用在鋰離子電池中。聚烯烴電池隔膜的厚度、孔徑、孔隙率、透過性、機械性能、化學穩(wěn)定性、電阻、潤濕性、熱穩(wěn)定性等特性；對電池性能和安全有很大影響。

鋰離子電池聚烯烴隔膜的特性介紹

(1)厚度

鋰離子電池隔膜的厚度一般≤25μm。在保證一定的機械強度的前提下，隔膜的厚度越薄越好?，F(xiàn)在，新型的高能電池大都采用膜厚20μm或16μm的單層隔膜；電動汽車(EV)和混合電動汽車(HEV)所用電池的隔膜在40μm左右[2]，這是電池大電流放電和高容量的需要，而且隔膜越厚，其機械強度就越好，在組裝電池過程中不易短路。

(2)透過性

透過性可用在一定時間和壓力下通過隔膜氣體的量的多少來表征，主要反映了鋰離子透過隔膜的通暢性。隔膜透過性的大小是隔膜孔隙率、孔徑、孔的形狀及孔曲折度等隔膜內(nèi)部孔結構綜合因素影響的結果。其中孔曲折度對透過性影響最大，孔曲折度升高將使透過性呈平方級下降?？浊鄱榷x為氣體或液體在隔膜中實際通過的路程與隔膜厚度之比：式中：T—孔的曲折度，Ls—氣體或液體實際通過的路程長，d—隔膜的厚度?？梢杂脡航祪x來測定電池隔膜的透氣率，壓降隨時間下降越快，表明隔膜的透氣率越高，反之則愈低。一般而言，孔隙率越低，壓降下降越慢，透氣率越低。

透氣率也可以用Gurley值[4]來表征，它是指特定量的空氣在特定的壓力下通過特定面積的隔膜所需要的時間(如10mL氣體在5cm汞柱壓力下通過1cm2隔膜的時間)。它與孔隙度、孔徑、厚度和孔的曲折度有關，是衡量隔膜透過性好壞的一個量度。式中：tGur—Gurley值；T—孔的曲折度；L—膜厚(cm)；ω—孔隙率；d—孔徑。用Gurley值表征膜是因為該值容易測量且較為準確，它與某特征值的偏離可反映膜存在的問題。如果高于特定標準值表明膜表面有損傷，低于標準值則表明隔膜存在針孔。而且，對于同一個隔膜樣本來說，Gurley值的大小與隔膜電阻的高低成正比。

(3)隔膜材料的機械強度

隔膜的機械強度可用抗張強度和抗刺穿強度來衡量。

①抗張強度。隔膜的抗張強度與膜的制作工藝有關。一般而言，如果隔膜的孔隙率高，盡管其阻抗較低，但強度卻要下降；而且在采用單軸拉伸時，膜在拉伸方向與垂直拉伸方向強度不同，而采用雙軸拉伸制備的隔膜其強度在兩個方向上基本一致。C.Venugopal[3]等對Celgard2500單層pp膜的拉伸性能進行了測試，拉伸方向強度約為50N，橫向強度約為5N，二者相差10倍。

(2)抗刺穿強度?？勾┐虖姸仁侵甘┘釉诮o定針形物上用來戳穿給定隔膜樣本的質(zhì)量，它用來表征隔膜裝配過程中發(fā)生短路的趨勢。由于電極是由活性物質(zhì)、炭黑、增塑劑和pVDF混合后，被均勻地涂覆在金屬箔片上，再經(jīng)120℃真空干燥后制作而成的，所以電極表面是由活性物質(zhì)和炭黑混合物的微小顆粒所構成的凸凹表面。被夾在正負極片間的隔膜材料，需要承受很大的壓力。因此，為了防止短路，隔膜必須具備一定的抗穿刺強度。經(jīng)驗上，鋰離子電池隔膜的穿刺強度至少為11.38kg/mm。

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