为何穿刺强度的大小直接影响着电池发生内部短路的可能性

隔膜作为主要的关键原材料,其很多指标都和安全直接相关;

穿刺强度:穿刺强度的大小直接影响着电池发生内部短路的可能性,理想状态当然是越大越好,但对于干法、湿法以及有涂层的隔膜来说是有区别的,随着技术水平的提高,隔膜的厚度是越来越薄,涂覆的东西也是越来越多,主流还是陶瓷,也有各自胶、甚至有导电剂等等,这些都能在一定程度上提高隔膜的穿刺强度。

抗拉强度:对于卷绕型电芯而言,随着电池循环的不断进行,边角处的应力会随着正负极的不断膨胀而增大,所以对于隔膜的抗拉强度要求也是逐渐提高的,要求电池在整个使用周期内是安全的,实际上对于隔膜的要求也是很高的。

热收缩性:这个指标也很关键,对于动力电池的使用,不仅仅是在常温的情况下使用,其外部环境的变化,内部产热的变化,都会对隔膜横向和纵向的收缩带来影响,现在普遍的标准为105℃30min,一些企业的内部标准会比这个更高,这就要求隔膜企业对于隔膜的材质、生产工艺、涂覆材料的种类等等进行深入的研究,生产出更适应高能量密度电池的隔膜。

闭孔温度:这个指标主要衡量的是隔膜在极端情况下的安全性能,也是一个很关键的指标,不同的材质是有不同的闭孔温度,干法和湿法也是有区别的。

电解液

对于锂离子电池的血液——电解液而言,其很多参数也和安全性是直接相关的,例如电解液的纯度、杂质含量等等,与正负极材料的相关参数也是类似的,现在主要讲一下与正负极材料不同的部分。

热稳定性:电解液的热稳定性与电池的安全直接相关,在电池发生热失效的情况下,电解液的热稳定性不足将会直接导致电池的起火爆炸,因而,目前,不燃电解液、惰性添加剂的研究是电解液的一个方向。

电化学稳定窗口:这个参数直接关系到电池的上限电压以及安全电压,随着能量密度的提高,电池的上限电压也越来越高,所以相关的研究热点也在如何提高电解液的高电压稳定性以及和材料界面的相容性上。

其他材料

导电剂:

杂质含量是一个很重要的指标,很多导电剂在制作过程中是会引入金属离子杂质的,所以在使用时要控制杂质的含量;

溶剂:

NMP、纯水等的杂质含量;

粘结剂:

杂质含量;

胶:

杂质含量、分解温度、耐高压性能等等,都是与安全相关的性能;

胶带、保护套等:

杂质含量、耐高温性能、耐电解液性能等等,也直接与安全相关;

铝塑膜、电池壳、盖、极耳等:

杂质含量,铝塑膜的耐腐蚀性能等等,都是需要关注的地方;