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隔膜對鋰離子電池有什么影響 鋰電池隔膜的基本參數有哪些

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摘要:隔膜是鋰離子電池的重要組件,在鋰離子電池的內部起到了至關重要的作用。隔膜性能的好壞直接影響電池的容量、倍率、壽命以及安全等性能。那么,鋰離子電池隔膜主要性能參數有哪些?孔徑大小及分布、透氣率、自動關閉機理、孔隙率等等。

一、隔膜對鋰離子電池有什么影響

1、對電壓的影響

鋰電池隔膜厚度較薄,離子遷移的通道較短,極化現象就會有一定消弱,鋰離子電池的低溫電壓平臺相對就會較高。隔膜孔洞過大會加快鋰離子電池的自放電過程,從而降低電池的電壓一致性。

2、對安全性的影響

厚一些的隔膜在鋰離子電池受到外物沖擊的時候,能夠更好的保障內部的正負極的隔離,所以厚一些的隔膜同時意味著更好的安全性。

由于鋰離子電池在持續的使用過程中溫度會升高,所以隔膜一般有能夠供應一個熱關閉的附加功能。當鋰離子電池包內內阻提高三個數量級時,隔膜的熱關閉功能將會開始用途。

3、對內阻的影響

隔膜的透氣率和裝配其的鋰離子電池的內阻成正比,即隔膜的透氣率越高,鋰離子電池的內阻就會越大。

隔膜能否被鋰離子電池所用的電解液完全浸潤也會影響電池的內阻。電解液的浸潤度與隔膜材料本身有關也與其內部的微觀結構相關。

二、鋰電池隔膜的基本參數有哪些

1、孔徑大小及分布

隔膜孔徑的大小及分布主要與制備方法有關。孔徑大小影響了隔膜的透過能力,而分布不均勻將會導致電池內部電流密度不一致,形成鋰枝晶,降低容量,甚至刺穿隔膜,造成正負兩極接觸,電池短路。

2、透氣率

一般來說,隔膜中會有一個透氣率參數,并稱之為Gurley指數。Gurley指數,是指一定體積的氣體,在一定壓力條件下通過一定面積的隔膜所需要的時間,氣體的體積量一般為50cc。Gurley指數與電池內阻成正比,數值越大,內阻就越大。

3、自動關閉機理

自動關閉是鋰電池的一種安全保護性能,與隔膜的原材料及其結構有關,材料熔點也決定隔膜的閉孔溫度。正常,安全窗口溫度越高,電池的安全性越好,短路概率越小。

4、孔隙率

孔隙率,是指塊狀材料中孔隙體積與材料在自然狀態下總體積的百分比。一般,隔膜孔隙率在35%-60%之間。

5、熱穩定性

隔膜需要在電池使用的溫度范圍內(-20°C~60°C)保持穩定。目前,隔膜使用的PE(聚乙烯)或PP(聚丙烯)材料均可以滿足上述要求。

6、力學強度

要求抗穿刺強度高;單向拉伸,拉伸~50N,橫向~50N;雙向拉伸,要求2個方向要求一致。

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