鋰離子電池隔膜詳解,電池隔膜的重要性

來源：存能電氣  日期：2019-07-19 16:17  瀏覽量：次

　　鋰離子電池隔膜詳解，電池隔膜的重要性。近年來，鋰離子電池技術(shù)發(fā)展迅速，在各種類型的化學(xué)電源體系中，鋰離子電池因其具有的高電壓、高比能量、長(zhǎng)壽命等優(yōu)點(diǎn)而成為最受青睞的二次電池。隔膜作為電池中的核心材料之一，決定著鋰電池的性能，因此隔膜材料及制備技術(shù)急需被深入研究。今天就來說說鋰電池隔膜詳解，電池隔膜的重要性。

　　鋰離子電池隔膜分類

　　根據(jù)物理、化學(xué)特性的差異，鋰電池隔膜可以分為：織造膜、非織造膜(無紡布)、微孔膜、復(fù)合膜、隔膜紙、碾壓膜等幾類。雖然類型繁多，至今商品化鋰電池隔膜材料主要采用聚乙烯、聚丙烯微孔膜。

　　鋰離子電池隔膜詳解

　　鋰離子電池主要由正極、負(fù)極、隔膜、電解液等幾部分構(gòu)成，充電時(shí)，鋰離子(Li+)從正極脫出在電解液中穿過隔膜到達(dá)負(fù)極并嵌入到負(fù)極晶格中，此時(shí)正極處于貧鋰態(tài)，負(fù)極處于富鋰態(tài)；而放電時(shí)，Li+再從富鋰態(tài)的負(fù)極脫出再次在電解液中穿過隔膜到達(dá)貧鋰態(tài)的正極并插入正極晶格中，此時(shí)正極處于富鋰態(tài)，負(fù)極處于貧鋰態(tài)。為保持電荷的平衡，充、放電過程中Li+在正負(fù)極間遷移的同時(shí)，有相同數(shù)量的電子在外電路中來回定向移動(dòng)從而成電流。

　　電池隔膜的重要性

　　隔膜是鋰離子電池的重要組成部分，它位于電池內(nèi)部正負(fù)極之間，保證鋰離子通過的同時(shí)，阻礙電子傳輸。隔膜的性能決定了電池的界面結(jié)構(gòu)、內(nèi)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(duì)提高電池的綜合性能具有重要的作用。

　　隔膜在鋰電池中的功能主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：

　　一是給電池提供安全保障。隔膜材料首先必須具備良好的絕緣性，以防止正負(fù)極接觸短路或是被毛刺、顆粒、枝晶刺穿而出現(xiàn)的短路，因此，隔膜需要具有一定的拉伸、穿刺強(qiáng)度，不易撕裂，并在突發(fā)的高溫條件下基本保持尺寸的穩(wěn)定，不會(huì)熔縮導(dǎo)致電池的大面積短路和熱失控。

　　二是給鋰離子電池提供實(shí)現(xiàn)充放電功能、倍率性能的微孔通道。因此，隔膜必須是具有較高孔隙率而且微孔分布均勻的薄膜。材料本身的特性和成膜后的孔隙特征制約著電池中鋰離子的遷移，體現(xiàn)在性能參數(shù)上就是離子電導(dǎo)率。

　　鋰電池對(duì)隔膜的要求

　　鋰離子電池對(duì)隔膜的要求包括：

　　(1)具有電子絕緣性，保證正負(fù)極的機(jī)械隔離；

　　(2)有一定的孔徑和孔隙率，保證低的電阻和高的離子電導(dǎo)率，對(duì)鋰離子有很好的透過性；

　　(3)耐電解液腐蝕，有足夠的化學(xué)和電化學(xué)穩(wěn)定性，這是由于電解質(zhì)的溶劑為強(qiáng)極性的有機(jī)化合物；

　　(4)具有良好的電解液的浸潤(rùn)性，并且吸液保濕能力強(qiáng)；

　　(5)力學(xué)穩(wěn)定性高，包括穿刺強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度等，但厚度盡可能小；

　　(6)空間穩(wěn)定性和平整性好；

　　(7)熱穩(wěn)定性和自動(dòng)關(guān)斷保護(hù)性能好；

　　(8)受熱收縮率小，否則會(huì)引起短路，引發(fā)電池?zé)崾Э亍３酥猓瑒?dòng)力電池通常采用復(fù)合膜，對(duì)隔膜的要求更高。

　　我國(guó)鋰離子電池隔膜在干法工藝上已經(jīng)取得重大突破，目前已經(jīng)具備國(guó)際一流的制造水平。總之，隨著隔膜材料日益豐富、制備工藝日益成熟，相信在不久的將來，滿足消費(fèi)需求的高安全性、強(qiáng)耐熱性新型隔膜將會(huì)成功問世，對(duì)我們的生活生深遠(yuǎn)的影響。