電池知識
鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源
電池知識
鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源
鋰電池隔膜分類,鋰離子電池隔膜材料性能要求。從結構上看,鋰電池主要由正極材料、負極材料、電解液、隔膜以及電池外殼材料組成。隔膜的性能在保證鋰離子電池的安全性和提高鋰電池性能等方面有筆直影響。因此設計與制備良好的隔膜材料對于提高鋰離子電池容量、安全性等性能具有非常緊要的作用。
鋰電池隔膜分類
依據物理、化學特性的差異,鋰離子電池隔膜可以分為:織造膜、非織造膜(無紡布)、微孔膜、復合膜、隔膜紙、碾壓膜等幾類。雖然類型繁多,至今商品化鋰離子電池隔膜材料主要采用聚乙烯、聚丙烯微孔膜。
鋰電池隔膜加工材料目前還是以聚烯烴為首選,聚烯烴材料具有強度高、防火、耐化學試劑、耐酸堿腐蝕性好、生物相容性好、無毒等優勢,在眾多范疇得到了廣泛的使用。聚烯烴化合物可以提供良好的機械性能和化學穩定性,具有高溫自閉性能,確保鋰離子二次電池在日常使用上的安全性。
鋰離子電池廠家都希望隔膜有較低的閉孔溫度和較高的破碎溫度。閉孔溫度和破膜溫度均與鋰離子電池隔膜材料的種類有很大關系。任何單層的隔膜將難以滿足鋰電池對隔膜的安全性的要求。為了滿足鋰離子電池廠家的這種要求,南通天豐開發出了PE、PP多層隔膜。融合了PE的低溫閉合和PP的高溫破膜溫度兩種特性。
鋰離子電池隔膜材料性能要求
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鋰離子電池內阻,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對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主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
隔膜在鋰離子電池結構及充放電反應過程中需要具有一定的機械強度。隔膜的一個緊要作用是將正負極反應隔開,如果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,因此隔膜需要有一定的力學強度和韌性。
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。
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,材料需要具備一定大小的孔隙,并保證低電阻和高離子傳導率。孔隙大小將影響鋰離子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。
⑷其他性能
此外,隔膜的自封閉技能在鋰離子電池安全性方面至關緊要。自封閉機理要求隔膜在過載大量放熱,溫度升高過高,接近材料熔點時隔膜結構中孔隙閉合,成功隔絕離子穿梭,停止正負極反應形成斷路,以在過熱情況下戒備電池爆炸。隔膜的浸潤性也是評價隔膜性能好壞的標準之一,為保證離子的順利傳輸,隔膜需要和電解液充足接觸,有良好的浸潤性、與電解液的滲透能力和離子穿透能力。
總體來說:高孔隙率、高熱阻、高熔點、高強度、對電解液具有良好浸潤性是今后鋰離子電池隔膜材料的發展方向。鋰離子電池隔膜的性能決定了電池的界面結構、內阻等,筆直影響電池的容量、循環以及安全性能等特性,性能優異的隔膜對提高電池的綜合性能具有緊要的作用。
聲明: 本站所發布文章部分圖片和內容自于互聯網,如有侵權請聯系刪除