隔膜的性能对锂离子电池会造成什么影响?

2020-08-04 10:57:58 29

隔膜是锂电池的结构中很关键的内层组件之一。隔膜的主要作用是将正负极片隔开防止电池短路同时保证充放电时离子的正常通过保证电池的正常工作的作用。其性能的好坏直接影响电池的容量、倍率、寿命以及安全等性能。具体是如何影响的呢?


1、厚度


对于动力电池来说,装配过程中的机械要求,使得所需隔膜更厚一些,而且对于动力电池来说安全性能非常重要,而厚一些的隔膜意味着更好的安全性。隔膜厚度的均匀性是一个特别重要的质量指标,它直接影响隔膜卷的外观质量以致内在性能,生产过程中必须严格把控。在自动化程度很高的隔膜生产线上,隔膜厚度都是采用精度很高的在线非接触式测厚仪及快速反馈控制系统进行自动检测和控制的。隔膜的厚度均匀性包括纵向厚度均匀性和横向厚度均匀性,其中横向厚度均匀性尤为重要,一般均要求控制在±1微米以内。

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2、透气阻力


理论上来说,隔膜不是电池的必要组成部分,是未来满足工业化生产才加入的,所以隔膜需要满足一个很重要的性能:不能恶化电池的电化学性能,主要表现在内阻上。


3、孔径


锂电池隔膜材料本身具有微孔结构,微孔在整个隔膜材料中的分布应当均匀。目前所使用的电极颗粒一般在10微米的量级,孔径一般在0.03-0.12um。孔径太小会增加电阻,孔径太大容易使正负极接触或被枝晶刺穿短路。一般来说,亚微米孔径的隔膜足以阻止电极颗粒的直接通过,当然也不排除有些电极表面处理不好,粉尘较多导致的一些诸如微短路等情况。


为了保证锂电池的内阻不是太大,要求隔膜是能够被电池所用电解液完全浸润。浸润度一方面跟隔膜材料本身相关,另一方面个隔膜的表面及内部微观结构密切相关。较好的浸润性有利于提高隔膜与电解液的亲和性,扩大隔膜与电解液的接触面,从而增加离子导电性,提高电池的充放电性能和容量。浸润性可通过测定其吸液率和持液率来衡量。当然,影响的方面还不只这些。

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