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鋰離子電池隔膜的性能和分類介紹

2023.05.26

鋰離子電池隔膜,在鋰電池的結(jié)構(gòu)中,隔膜是關(guān)鍵的內(nèi)層組件之一。對(duì)于鋰電池系列,由于電解液為有機(jī)溶劑體系,因而需要有耐有機(jī)溶劑的隔膜材料,一般采用高強(qiáng)度薄膜化的聚烯烴多孔膜。

一、鋰離子電池隔膜產(chǎn)品的性能

由于鋰離子電池隔膜性能的優(yōu)劣決定著鋰離子電池的容量、循環(huán)性能、充放電電流密度等關(guān)鍵特性,要求隔膜需具有合適的厚度、離子透過率、孔徑和孔隙率及足夠的化學(xué)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性和力學(xué)穩(wěn)定性等性能。

鋰離子電池隔膜具有大量曲折貫通的微孔,能夠保證電解質(zhì)離子自由通過形成充放電回路;而在電池過度充電或者溫度升高時(shí),隔膜通過閉孔功能將電池的正極和負(fù)極分開以防止其直接接觸而短路,達(dá)到阻隔電流傳導(dǎo),防止電池過熱甚至爆炸的作用。

二、鋰離子電池隔膜的分類

根據(jù)不同的物理、化學(xué)特性,鋰電池隔膜材料可以分為: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。聚烯烴材料具有優(yōu)異的力學(xué)性能、化學(xué)穩(wěn)定性和相對(duì)廉價(jià)的特點(diǎn),因此聚乙烯、聚丙烯等聚烯烴微孔膜在鋰電池研究開發(fā)初期便被用作鋰電池隔膜。盡管用其他材料制備鋰電池隔膜,如1999年F,Boudin 等采用相轉(zhuǎn)化法以聚偏氟乙烯(PVDF)為本體聚合物制備鋰電池隔膜;Kuribayash Isao等研究纖維素復(fù)合膜作為鋰電池隔膜材料。

然而,至今商品化鋰電池隔膜材料仍主要采用聚乙烯、聚丙烯微孔膜。固體和凝膠電解質(zhì)開始被用作一個(gè)特殊的組件,同時(shí)發(fā)揮電解液和電池隔膜的作用,是一項(xiàng)新興的技術(shù)手段。