電池知識
鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源
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鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源
鋰電池隔膜的性能要求
鋰電池隔膜作為鋰電池四大緊要材料之一,一般是絕緣性較好的材料,供應鋰離子在電解液中的遷移通道。隔膜的性能參數對電池性能影響重大,例如在常用的商用隔膜材料中,材料的厚度筆直影響電池內阻,孔隙大小和分布將會影響傳輸鋰離子性能等,因此制備高性能隔膜材料關于電池的性能發揮和實際使用至關緊要。影響鋰電池隔膜性能的緊要因素包括隔膜化學穩定性、力學強度、孔隙率大小及潤濕性、安全保護的自封閉性能等幾個方面。
⑴力學強度
隔膜在電池結構及充放電反應過程中要具有一定的機械強度。隔膜的一個緊要用途是將正負極反應隔開,倘若隔膜皺縮或破碎導致電解液滲透,就會發生電池短路,具有很大的安全隱患,因此隔膜要有一定的力學強度和韌性。鋰電池在充電過程中鋰離子被還原生成金屬鋰枝晶,這就要求隔膜材料要有一定的抗穿刺強度。另外,隔膜材料也應當具有一定的拉伸強度,鋰電池在反應過程中會放出或吸收熱量,隔膜會發生相應的漲縮,倘若隔膜的拉伸強度不夠,就會造成隔膜破損,也會導致短路發生。
⑵熱極定性
由于鋰電池中電解質溶液除了水溶劑,還會采用有機溶劑和非水電解液,因此隔膜應具有良好的化學穩定性和耐腐蝕性能,能夠在電池多次充放電過程中實現結構的完整性與反應的穩定性。此外,鋰電池在充放電反應中會放熱,電池在繼續工作時溫度會升高,隔膜的熱穩定性能夠保證在電池長時間工作時減少收縮形變量,戒備電池皺縮導致的正負極接觸而導致電池短路。
⑶孔隙分布及孔隙率
隔膜為了保持鋰離子良好的透過能力,材料要具備一定大小的孔隙,并保證低電阻和高離子傳導率。孔隙大小將影響電池內阻及電池的安全性。孔隙太小會使離子穿透率減低而增大電池內阻,孔隙過大則會導致電池正負極接觸概率增大易導致短路,起不到隔膜的效果。優良的鋰電池隔膜應保證孔隙大小適宜、分布平均,不然會導致局部電流過大或過小,影響電池性能。
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