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谈谈锂离子动力电池隔膜

导读: 作为目前新能源汽车的主要动力来源,锂离子动力电池具有比能量和电压相对较高、工作温度范围较宽、无记忆效应、循环寿命相对较长等优点。

  作为目前新能源汽车的主要动力来源,锂离子动力电池具有比能量和电压相对较高、工作温度范围较宽、无记忆效应、循环寿命相对较长等优点。从结构组成上看,锂离子动力电池主要由正极材料、负极材料、电解质、电池隔膜、封装材料等这五个部分组成。下面我们就来谈谈锂离子动力电池隔膜的制备及技术要求。

  隔膜的功能和技术要求

  电池隔膜是一类多孔隙薄膜,在吸收电池电解液后,可隔离正、负极以防止短路。同时给锂离子电池提供实现充放电功能、倍率性能的微孔通道,实现锂离子的传导。在电池过充或者温度变化较大时,隔膜通过闭孔来阻隔电流传导来防止爆炸。因此锂离子动力电池中的主要功能包含实现充放电和安全保障两个方面。

  相比较消费类锂离子电池,锂离子动力电池在新能源汽车上使用时,需要提供更高的电压、更大的功率以及更多的电量。隔膜作为电池的关键零部件之一,隔膜性能的优势决定电池的界面结构和内阻,进而影响电池的容量、循环性能,充放电电流密度等关键特性。

  影响隔膜的因素包括、厚度、空气渗透性、浸润性、孔结构和孔隙率、热稳定性和一致性等。隔膜对电池性能的一些影响如下表所示:

  

  性能优异的隔膜对提高动力锂电池的综合性能有重要作用,因此对锂离子动力电池隔膜的使用提出了更高的要求:

  (1)必须具备良好的绝缘性,以防止正负极接触短路或是被毛刺、颗粒、枝晶刺穿而出现的短路;

  (2)具有足够的穿刺强度、拉伸强度等,并在突发的高温条件下基本保持尺寸的稳定,不会熔缩导致电池的大面积短路和热失控;

  (3)隔膜在厚度、透气、孔径分布等方面性能需要保持较高的均一性;

  (4)能够耐受电解液腐蚀,有足够的化学和电化学稳定性;

  (5)锂离子的迁移受隔膜材料和孔隙的影响,因此隔膜需要具有较高孔隙率且微孔分布均匀。

  隔膜的种类

  按照锂离子电池隔膜的结构特点,可将其分为聚烯烃微孔膜、无纺布制造膜以及涂层复合膜等种类:

  (1)聚烯烃微孔膜:聚烯烃隔膜是目前最主流的动力锂离子电池隔膜,主要以聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)等为主。

  

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