锂电池隔膜主要性能指标及参数介绍
来源：宝鄂实业
2019-12-15 20:54
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锂电池分离器基本参数、锂电池分离器安全性能要求。膜作为锂电池的重要组成部分，在阻断电子、防止短路、保证内部离子传输等方面发挥着重要作用，使电池高效、稳定、安全运行。虽然膜本身没有发生任何电化学反应，但其结构和性能影响电池的界面结构和内阻，从而影响锂电池的整体容量、充放电电流密度、循环性能和安全性。因此，通过对锂电池分离器性能参数的分析、测试和调整，可以有效提高电池的安全性能。
锂电池分离器。JPG
锂电分离器主要性能指标
根据美国先进电池联盟(USABC)对锂离子电池膜性能参数的要求，电池膜的性能大致可以分为四个方面:物理化学性能、机械性能、热性能和电化学性能。
其中，理化性质包括厚度、孔隙率、平均孔径和孔径分布、渗透率、弯曲度、润湿性、吸收率和化学稳定性。力学性能主要包括击穿强度、混合击穿强度和拉伸强度。热性能包括热关闭温度、熔化开裂温度和热收缩率。电化学性能包括线性伏特扫描(LSV)、电化学阻抗谱(EIS)、循环性能(CP)、离子电导率和麦克穆林值。
锂分离器基本参数
当孔径
一般来说，为了防止电极颗粒之间的直接接触，重要的是要防止电极颗粒直接通过隔膜。目前，所使用的电极颗粒一般在10微米左右，所使用的导电添加剂在10纳米左右，但幸运的是，炭黑颗粒往往会聚集成更大的颗粒。一般来说，亚微米直径的隔膜足以防止电极粒子直接通过。当然也不能排除一些电极表面处理不好，更多的粉尘会导致微短路等情况。
●击穿强度
由于电极表面不均匀，装配工艺水平有限，这个参数实际上是一个要求，所以隔膜需要有相当大的穿刺强度。对于穿刺强度的测试，有行业标准，大致在一定的速度下(3-5 m/min)，有直径为1mm的针，且不将尖锐的边缘固定在隔膜的环上。施加在针上穿透隔膜的最大力量称为穿刺强度。同样,由于巨大的区别方法用于测试和实际电池的情况下,这并不是特别合理的直接比较两种膜的击穿强度,但在某些微观结构的情况下,相对较高的击穿强度很低,组装失败率。但是，追求高的击穿强度必然会导致隔膜的其他性能下降。
●热稳定性
隔膜需要在电池的温度范围内(-20c ~60C)保持热稳定性。一般情况下，目前使用的隔膜PE或PP材料都能满足上述要求。当然，另一个原因是由于电解液对水很敏感，大多数厂家会在注射前进行80C左右的烘烤，这对于PP/PE隔膜来说并不是太大的问题。
●热关闭温度
由于安全问题严重，锂电池分离器一般可以提供一个附加功能，即热封。一般情况下，我们加热主电池(两个中间有隔膜的平面电极，电解液为一般锂离子电池)，当内阻增加三个数量级时的温度称为热关机温度。这种特性可以为锂离子电池提供额外一层安全保护。事实上，关闭温度与材料本身的熔点密切相关，比如接近135C的PE。当然，不同的微观结构对热封温度有一定的影响。但是对于小电池来说，热关闭机制的作用有限。
