隔膜对锂离子电池有什么影响 锂电池隔膜的基本参数有哪些

摘要:隔膜是锂离子电池的重要组件,在锂离子电池的内部起到了至关重要的作用。隔膜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。那么,锂离子电池隔膜主要性能参数有哪些?孔径大小及分布、透气率、自动关闭机理、孔隙率等等。

一、隔膜对锂离子电池有什么影响

1、对电压的影响

锂电池隔膜厚度较薄,离子迁移的通道较短,极化现象就会有一定消弱,锂离子电池的低温电压平台相对就会较高。隔膜孔洞过大会加快锂离子电池的自放电过程,从而降低电池的电压一致性。

2、对安全性的影响

厚一些的隔膜在锂离子电池受到外物冲击的时候,能够更好的保障内部的正负极的隔离,所以厚一些的隔膜同时意味着更好的安全性。

由于锂离子电池在持续的使用过程中温度会升高,所以隔膜一般有能够供应一个热关闭的附加功能。当锂离子电池包内内阻提高三个数量级时,隔膜的热关闭功能将会开始用途。

3、对内阻的影响

隔膜的透气率和装配其的锂离子电池的内阻成正比,即隔膜的透气率越高,锂离子电池的内阻就会越大。

隔膜能否被锂离子电池所用的电解液完全浸润也会影响电池的内阻。电解液的浸润度与隔膜材料本身有关也与其内部的微观结构相关。

二、锂电池隔膜的基本参数有哪些

1、孔径大小及分布

隔膜孔径的大小及分布主要与制备方法有关。孔径大小影响了隔膜的透过能力,而分布不均匀将会导致电池内部电流密度不一致,形成锂枝晶,降低容量,甚至刺穿隔膜,造成正负两极接触,电池短路。

2、透气率

一般来说,隔膜中会有一个透气率参数,并称之为Gurley指数。Gurley指数,是指一定体积的气体,在一定压力条件下通过一定面积的隔膜所需要的时间,气体的体积量一般为50cc。Gurley指数与电池内阻成正比,数值越大,内阻就越大。

3、自动关闭机理

自动关闭是锂电池的一种安全保护性能,与隔膜的原材料及其结构有关,材料熔点也决定隔膜的闭孔温度。正常,安全窗口温度越高,电池的安全性越好,短路概率越小。

4、孔隙率

孔隙率,是指块状材料中孔隙体积与材料在自然状态下总体积的百分比。一般,隔膜孔隙率在35%-60%之间。

5、热稳定性

隔膜需要在电池使用的温度范围内(-20°C~60°C)保持稳定。目前,隔膜使用的PE(聚乙烯)或PP(聚丙烯)材料均可以满足上述要求。

6、力学强度

要求抗穿刺强度高;单向拉伸,拉伸~50N,横向~50N;双向拉伸,要求2个方向要求一致。

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