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文档简介
1、目录一、简介介(一) 锂离子子电池隔隔膜基础础知识 (二) 电池隔隔膜的分分类(三) 锂离子子电池隔隔膜的功功能及机机理(四) 锂离子子电池隔隔膜主要要用途二、聚烯烯烃隔膜膜原料和和原理(一) 聚烯烃烃隔膜的的分类 (二) 聚烯烃烃隔膜的的主要原原料(三) 聚烯烃烃隔膜主主要生产产方法(四) 聚烯烃烃隔膜结结构和特特点 三、性能能参数和和使用要要求 (一) 隔膜主主要性能能表征参参数及意意义 (二) 锂离子子电池对对隔膜的的要求 四、发展展趋势(一) 动力电电池隔膜膜(二) 锂离子子电池隔隔膜的发发展五、隔膜膜知识和和注意事事项(一) 隔膜知知识问与与答(二) 注意事事项简介(一)锂锂离子电电
2、池隔膜膜基础知知识锂离子电电池隔膜膜是一种种具有纳纳米级微微孔的高高分子功功能材料料,随着着锂离子子电池的的广泛使使用而走走进人们们的生活活。可充充电锂离离子二次次电池具具有高比比能量、长循环环寿命、无记忆忆效应的的特性,又又具有安安全、可可靠且能能快速充充放电等等优点,因因而成为为近年来来新型电电源技术术研究的的热点。由于锂锂离子电电池是绿绿色环保保型无污污染的二二次电池池,符合合当今各各国能源源环保方方面大的的发展需需求,在在各行各各业的使使用量正正在迅速速增加。锂离子电电池电芯芯主要由由正极材材料、负负极材料料、电解解液和隔隔膜组成成,其中中隔膜是是电芯的的重要组组成部分分,起到到将电芯
3、芯正极和和负极隔隔开的作作用,具具有电子子绝缘性性和离子子导电性性。其锂锂离子传传导能力力直接关关系到锂锂离子电电池的整整体性能能,其隔隔离正负负极的作作用使电电池在过过度充电电或者温温度升高高的情况况下能限限制电流流的升高高,防止止电池短短路引起起爆炸,具具有微孔孔自闭保保护作用用。隔膜膜的性能能决定了了电池的的界面结结构、电电解质的的保持性性和电池池的内阻阻等,进进而影响响电池的的容量、循环性性能、充充放电电电流密度度等关键键特性,所以,隔膜性能的优劣直接影响了电池的综合性能。在我国,锂锂离子电电池原材材料已基基本实现现了国产产化,但但是隔膜膜材料却却主要依依靠进口口,一些些制作隔隔膜的关
4、关键技术术被日本本和欧美美垄断。最近几几年,隔隔膜在我我国已有有生产,各各项指标标也接近近或达到到了国外外产品的的水平。本手册主主要介绍绍锂离子子电池用用聚烯烃烃隔膜,从从隔膜的的生产原原理、性性能特性性、应用用等方面面来介绍绍有关隔隔膜知识识。(二)电电池隔膜膜的分类类制造隔膜膜的材料料有天然然或合成成的高分分子材料料、无机机材料等等。根据据原材料料特点和和加工方方法不同同,可将将隔膜分分成有机机材料隔隔膜、编编制隔膜膜、毡状状膜、隔隔膜纸和和陶瓷隔隔膜等。电池用用隔膜的的分类如如下图:图1 电电池用隔隔膜分类类从上图可可知,隔隔膜可分分为半透透膜与微微孔膜两两大类。半透膜膜的孔径径一般小小
5、于1nnm ,而而微孔膜膜孔径在在10nnm以上上,甚至至到几微微米。(三)锂锂离子电电池隔膜膜的功能能及机理理1、隔膜膜在锂离离子电池池中的主主要功能能在电池池内部将将正、负负极分隔隔开来,防防止接触触造成短短路;有良好好的离子子通过能能力;有保持持电解液液的能力力;有一定定的保护护电池安安全的能能力。2、隔膜膜机理隔隔膜中具具有大量量曲折贯贯通的微微孔,电电解液中中的离子子载体可可以在微微孔中自自由通过过,在正正负极之之间迁移移形成电电池内部部导电回回路,而而电子则则通过外外部回路路在正负负电极之之间迁移移形成电电流,供供用电设设备利用用。(四)锂锂离子电电池隔膜膜的主要要用途各种液态态锂
6、离子子电池,如如手机电电池、便便携式DDVD电电池、笔笔记本电电脑电池池、电动动工具电电池、GGPS电电池、电电动车和和储能装装置电池池等。聚烯烃隔隔膜原料料和生产产原理(一)聚聚烯烃隔隔膜分类类分类方法法按材料分分类按工艺分分类按结构分分类种类PP、PPE、PP/PE复复合干法、湿湿法单层PPP、PE 多层层PP、PE 三层层PP/PE/PP (二)聚聚烯烃隔隔膜的主主要原料料隔膜使用用的聚烯烯烃材料料目前主主要是聚聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE )两类。聚烯烃材料具有强度高、耐酸碱腐蚀性好、防水、耐化学试剂、生物相容性好、无毒性等优点,在众多领域得到了广泛的应用。当前,商品化的液态锂离子电池
7、大多使用微孔聚烯烃隔膜,因为聚烯烃化合物在合理的成本范围内可以提供良好的机械性能和化学稳定性,而且具有高温自闭性能,更加确保了锂离子二次电池在日常使用上的安全性。(三)聚聚烯烃隔隔膜的主主要生产产方法1、热致致相分离离法(湿湿法TIPPS)利用高分分子材料料和特定定的溶剂剂在高温温条件下下完全相相容,冷冷却后产产生相分分离的特特性,使使溶剂相相连续贯贯穿于聚聚合物相相形成的的连续固固态相中中,经过过拉伸扩扩孔后,将将溶剂萃萃取后在在聚合物物相中形形成微孔孔。在目目前湿法法隔膜制制造过程程中,通通常将聚聚烯烃树树脂原料料和一些些其它低低分子量量的物质质同混合合,加热热熔融混混合均匀匀、经挤挤出拉
8、伸伸成膜,再再用易挥挥发溶剂剂把低分分子物质质抽提出出来,形形成微孔孔膜。2、熔融融拉伸法法(干法法MSCCS)熔融拉伸伸法的制制备原理理是,高高聚物熔熔体挤出出时在拉拉伸应力力作用冷冷却下结结晶,形形成平行行排列的的结晶结结构,经经过热处处理后的的薄膜在在拉伸后后晶体之之间分离离而形成成狭缝状状微孔,再再经过热热定型制制得微孔孔膜。在聚丙烯烯微孔膜膜制备中中除了拉拉开片晶晶结构外外,还可可以通过过在聚合合物中添添加结晶晶成核剂剂,形成成特定的的晶型,然然后在双双向拉伸伸过程中中发生晶型向向晶型转转变,晶晶体体积积收缩产产生微孔孔。不同生产产方法的的隔膜特特点生产方法法干法湿法拉伸方式式单向拉
9、伸伸双向拉伸伸双向拉伸伸工艺原理理晶片分离离晶型转换换相分离方法特点点设备简单单,投资资较小,工艺复杂、成本高、环境友好设备复杂杂,投资资较大,配方控制难度高,生产成本低设备复杂杂、投资资较大、周期长长、工艺艺复杂、成本高高,能耗耗大、有有环境污污染产品特点点微孔尺寸寸小、分分布均匀匀,微孔孔导通性性好,能能生产不不同厚度度和不同同结构的的产品,纵向强度高、横向强度低,TD 无收缩微孔尺寸寸大、分分布不均均匀,双双向强度度均匀;只能生生产一定定厚度规规格PP 膜孔径分布布宽,穿穿刺强度度高;适适宜生产产较薄产产品,只只能生产产PE 膜3、不同同生产方方法的隔隔膜电镜镜扫描图图图1 干干法单向向
10、拉伸PPP 隔膜膜SEM 图2 干干法双向向拉伸隔隔膜SEEM (a) (b)图3 湿湿法隔膜膜SEM (四)聚聚烯烃隔隔膜的结结构及特特点结构单层、双双层单层、双双层三层材料PP PE PP/PPE/PPP 生产方法法干法干法、湿湿法干法优点耐热性好好、透过过性好机械强度度高低温温闭孔(130 左右) 综合了PPP 、PE 膜优优点,机机械强度度好,安安全性更更高缺点安全关断断温度(闭孔温温度1140 )高于PE 耐高温性性能不如如PP 高温透过过性差应用范围围数码电池池、动力力电池数码电池池数码电池池性能参数数和使用用要求(一)隔隔膜的基基本性能能表征1、孔隙隙率孔隙率是是孔的体体积和隔隔
11、膜体积积的比值值,即单单位膜的的体积中中孔所占占的体积积百分比比。它与与原材料料树脂以以及最终终制品的的密度有有关,大大多数锂锂离子电电池隔膜膜的孔隙隙率在335%60%之间。孔隙率与与隔膜的的透过能能力有一一定关系系,但孔孔隙率大大并不代代表隔膜膜的透过过性好,因因为透过过性取决决于微孔孔的导通通率和孔孔径大小小。另外外,对于于一定的的电解质质,具有有高孔隙隙率的隔隔膜可以以降低电电池的阻阻抗,但但也不是是越高越越好,孔孔隙率太太高,会会使材料料的机械械强度变变差。孔隙率的的测量一一般采用用称重法法计算理理论孔隙隙率。2、透气气度透气度又又叫Guurleey 数数,反映映隔膜的的透过能能力。
12、即即一定体体积的气气体, 在一定定压力条条件下通通过1 平方英英寸面积积的隔膜膜所需要要的时间间。气体体的体积积量一般般为1000mll ,有有些公司司也会标标10mml, 最后的的结果会会差十倍倍。透气度是是由膜的的孔径大大小、孔孔径分布布、孔隙隙率和开开孔率等等决定的的,透气气率从一一定意义义上来讲讲,和用用此隔膜膜装配的的电池的的内阻成成正比,即即该数值值越大,则则内阻越越大。然然而,对对于不同同类型、厚度的的隔膜,该该数字的的直接比比较没有有任何意意义。因因为锂离离子电池池中的内内阻和离离子传导导有关,而而透气率率和气体体传导有有关,两两种机理理是不一一样的。换句话话说,单单纯比较较两
13、种不不同隔膜膜的Gurlley 数是没没有意义义的,因因为可能能两种隔隔膜的微微观结构构完全不不一样;但同一一种隔膜膜的Guurleey 数的的大小能能很好的的反应出出内阻的的大小,因为同一种隔膜相对来说微观结构是一样的或可比较的。隔膜透气气度通常常使用格格利(GGURLLEY)透气仪仪检测。3、吸液液率吸液率反反映隔膜膜吸收电电解液的的能力,是是衡量隔隔膜与电电解液相相容性的的指标。吸液率率不仅受受隔膜材材料与电电解液的的浸润性性能影响响,还受受隔膜的的孔隙率率、开孔孔率、孔孔径的影影响。吸液率测测试方法法是把干干式样称称重后浸浸泡在电电解液中中,直至至吸收平平衡,再再取出湿湿隔膜擦擦干表面
14、面电解液液称重,计计算单位位积吸收收电解液液的重量量。4、孔径径、孔径径分布、孔的分分布一般隔膜膜的孔径径在纳米米级,双双拉方式式生产的的隔膜的的孔接近近圆形,干干法隔膜膜的孔为为长条形形。孔径径的大小小与隔膜膜的透过过能力有有关,过过小的孔孔径会抑抑制锂离离子通过过,过大大的孔径径有可能能导致隔隔膜穿孔孔形成电电池微短短路导致致电池自自放电过过快。孔孔的分布布不均匀匀有可能能导致电电池内部部电流密密度不一一致,长长期使用用中锂离离子可能能沉积形形成枝晶晶状刺穿穿隔膜。制造方法法孔径范围围中值孔径径特点单轴干法法04000 901120 孔径均匀匀,孔较较小双轴干法法030000 100150
15、0 孔径不均均匀,分分布宽双轴湿法法010000 2002500 孔径较均均匀,分分布宽孔径和孔孔径分布布一般采采用压汞汞法测量量,孔的的分布均均匀性一一般采用用SEM 观察。5、力学学性能锂离子电电池对隔隔膜机械械强度的的要求较较高。电电池中的的隔膜直直接接触触有硬表表面的正正极和负负极,而而且当电电极上的的毛刺、带尖角角的大颗颗粒物质质、甚至至电池内内部形成成枝晶,都都会引起起隔离膜膜被穿破破而引起起电池短短路或微微短路,因因此要求求隔离膜膜的抗穿穿刺强度度尽量高高。此外外隔离膜膜拉伸强强度和断断裂伸长长率也有有一定要要求。单单轴拉伸伸的隔膜膜在拉伸伸方向与与垂直拉拉伸方向向强度不不同,而
16、而双轴拉拉伸制备备的隔膜膜强度在在两个方方向上基基本一致致。尽管管如此,在实际应用中双向拉伸并没有性能上的优势。因为电池卷绕的受力方向是纵向;横向拉伸会导致垂直方向的收缩,这种收缩在高温下会导致电极之间的相互接触。一般而言孔隙率、透气性较高时,尽管其阻抗较低,但其机械强度却要下降,因此在调节隔膜其中一项或几项性能指标的同时,要兼顾微孔膜的其他各项性能指标,以获得最佳的使用性能。抗穿刺强强度的测测试方法法是用环环状物体体将隔膜膜固定,取取一定直直径的针针,要求求针尖无无锐边缘缘,以一一定的速速度垂直直刺过隔隔膜,将将隔膜刺刺破最大大力就是是隔膜的的抗穿刺刺力。拉伸强度度(纵/横向)的测试试方法是
17、是隔膜在在一定方方向上、通过拉拉伸夹具具以一定定的试验验速度拉拉伸直至至断裂所所表现出出的承载载能力。用拉断断力(NN)或拉拉伸强度度(Mppa)表表示。断裂伸长长率是隔隔膜在一一定方向向上(纵/横向),一定定拉伸力力下,断断裂时伸伸长量与与原长的的比值百百分比。断裂伸伸长率越越大,弹弹性越好好,表征征隔膜韧韧性大。穿刺强度度、拉伸伸强度和和断裂伸伸长率均均采用可可采用微微机控制制电子万万能试验验机测定定。6、自动动关断保保护性能能自动关断断保护性性能是锂锂离子电电池隔膜膜的一种种安全保保护性能能,是锂锂离子电电池内部部防止由由于短路路、过充充等原因因造成温温度失控控的有效效方法。隔膜的的闭孔
18、温温度和破破膜温度度是该性性能的主主要参数数。由于于非正常常情况下下电池短短路使电电池内部部温度升升高,当当温度到到达隔膜膜的闭孔孔温度时时,隔膜膜内的微微孔会坍坍塌,阻阻断电流流通过,但但热惯性性会使温温度进一一步上升升,有可可能达到到破膜温温度而造造成隔膜膜熔体破破裂,造造成电池池内部短短路。因因此,闭闭孔温度度和破膜膜温度相相差越大大越好(即安全全窗口温温度越高高越好),此时时电池的的安全性性越好。自关断保保护性能能与制造造隔膜的的原材料料和隔膜膜的结构构有关。材料的的熔点决决定了隔隔膜的闭闭孔温度度、破膜膜温度的的高低。一般生产产隔膜的的材料为为PP 和PE ,常常见PE 的隔隔膜的闭
19、闭孔温度度在1330 左右,破破膜温度度在1550 左右;PP 隔膜膜的闭孔孔温度在在145 左右,破破膜温度度在1770 左右。闭孔温度度和熔融融破裂温温度的测测试方法法是:在在不断升升温的情情况下测测试隔膜膜分隔的的极板之之间的电电阻,随随着温度度升高,电电阻突然然增大,此此时的温温度即闭闭孔温度度。再继继续升温温,电阻阻会突然然变小,此此时的温温度即破破膜温度度。、热热收缩率率热收缩率率反映隔隔膜在受受热时的的尺寸稳稳定性。除了隔隔膜需要要在电池池使用的的温度范范围内(-2060 )保持尺寸稳定外,还有一个就是在电池生产过程中由于电解液对水份非常敏感,大多数厂家会在注液前进行8590 的
20、长时间烘烤,所以要求在这个温度下隔膜的尺寸也应该稳定,否则会造成电池在烘烤时,隔膜收缩过大,极片外露造成短路;另外在电池使用过程中也有可能遇到电池内部由于电化学反应产生高温导致隔膜收缩,因此设计电芯采用隔膜的宽度时应当准确了解和要求隔膜的横向收缩率。隔膜是一一种高分分子材料料,经过过拉伸取取向后,在在高温条条件下,拉拉伸方向向都或多多或少会会产生热热收缩。单轴拉拉伸的产产品在纵纵向热收收缩会偏偏大,横横向基本本不产生生热收缩缩。双轴轴拉伸的的隔膜在在两个方方向上均均会产生生热收缩缩。通常隔膜膜的热收收缩是在在自然松松弛状态态下测试试得到。对于卷卷绕形式式的电芯芯来说,由由于纵向向有支撑撑和固定
21、定,隔膜膜纵向的的实际热热收缩没没有那么么大,对对电池基基本没有有影响,主主要影响响产生在在隔膜的的横向收收缩。(二)锂锂离子电电池对隔隔膜的要要求1、对隔隔膜的基基本要求求隔膜性能能决定了了电池的的内阻和和界面结结构,进进而决定定了电池池容量、安全性性能、充充放电电电流密度度和循环环性能等等特性,因因此需满满足如下下一些性性能:(1) 化学稳稳定性电解液液为有机机溶剂体体系,耐耐有机溶溶剂;(2) 机械性性能隔膜的的拉伸强强度高,穿穿刺强度度高;(3) 热稳定定性收缩率率低,具具有较低低的闭孔孔温度和和较高的的破膜温温度;(4) 透过率率好孔隙率率高,孔孔径分布布均匀、透气性性好;(5) 表
22、面无无静电不吸尘尘、易分分离;(6) 电解液液浸润性性与电解解液相容容性好,吸吸液率高高;(7) 均匀性性厚度、透过率率、热收收缩等。2、锂离离子电池池对隔膜膜使用的的要求电芯成型型方式电池外形形隔膜使用用要求手动卷绕方形、圆圆形隔膜单片片使用,要要求易分分开、易易从卷针针抽取叠片方形、异异性隔膜单片片使用,要要求易分分开自动/半半自动卷绕方形、圆圆形隔膜整卷卷使用,恒恒张力控控制,要要求端面面整齐叠片方形、异异性发展趋势势(一)动动力用锂锂离子电电池隔膜膜最近几年年,随着着环保和和能源问问题的日日益突出出,国内内外对电电动汽车车的研究究也越来来越受到到重视。与铅酸酸、镍氢氢蓄电池池相比,锂锂
23、离子动动力电池池具有电电压高、能量密密度大、充放电电速度、使用寿寿命长、无记忆忆效应、无污染染等优势势,可以以代替燃燃油系统统及传统统铅酸、镍镉电电池,提提升能源源利用效效率,减减少空气气和铅、铬等重重金属污污染。作作为一种种无污染染储能装装置,锂锂离子动动力电池池是发展展新型可可再生能能源产业业基础;作为动动力设备备的驱动动能源,它它基本可可以达到到零排放放的要求求,是当当代最有有前景的的绿色电电源。锂锂离子电电动电池池可广泛泛应用于于车辆船船舰、通通信电力力、UPPS 应急急电源、军工等等领域。新兴的大大型锂离离子动力力电池厂厂家都在在寻求与与自己生生产工艺艺相匹配配的优质质隔膜,以以应用
24、在在混合动动力车以以及纯电电动汽车车等大型型且相对对功率较较高的电电源中。由于大大型动力力交通工工具所用用电池放放电时功功率大、发热量量大,因因此对隔隔膜的耐耐高温性性能提出出了更高高的要求求。大型动力力电池通通常是由由多个较较小的电电池通过过串联、并联的的方式获获得较高高的电压压、电流流和功率率。电池池组对电电池单体体要求的的一致性性、内阻阻、放电电倍率、循环次次数等有有较高要要求。隔隔膜性能能质量的的好坏对对大型车车用电池池电化学学性能表表现方面面的影响响更加突突出。根根据动力力电池的的要求,首首先,隔隔膜必须须有较好好的厚度度均匀性性,孔的的分布均均匀性,孔孔径分布布均匀才才能保证证电芯
25、在在较大幅幅宽范围围充放电电电流密密度一致致;其次次,隔膜膜要具有有较高的的孔隙率率和较大大的孔径径,能够够吸收和和保持更更多的电电解液,较较小的孔孔径曲折折度会减减小对锂锂离子通通过的抑抑制,降降低电池池的内阻阻,才能能适应动动力电池池实现快快速充放放电的要要求,支支持动力力电池在在使用过过程中实实现大电电流、大大功率放放电;第第三,隔隔膜要能能够承受受电池使使用过程程中产生生的高温温,具有有较好的的热稳定定性,除除了有较较小的热热收缩率率外,还还要在较较高温度度条件下下维持孔孔的大小小和导通通率基本本不变,这这样才能能使高温温时放电电倍率不不至于下下降太严严重。从从隔膜材材料的角角度来看看
26、,PP 隔膜膜比较适适合上述述动力电电池对隔隔膜的要要求,产产品孔径径较大,孔孔径的曲曲折性较较小,适适合大电电流快速速放电,PP 隔膜的高温稳定性使得其在高温环境时放电效率仍能够保持较高的水平。另外考虑电池的安全性,一般采用厚度在30m 以上机械强度高的隔膜。(二)锂锂离子电电池隔膜膜的发展展趋势锂离子电电池隔膜膜的发展展是随着着锂离子子电池的的需求不不断变化化而不断断发展的的,从体体积上看看,锂离离子电池池正在朝朝着小和和大两个个截然不不同的方方向发展展。在一一些如手手机、数数码相机机等电子子产品上上,为了了迎合美美观、便便于携带带的需求求,电池池厂将电电池的电电芯做得得非常小小巧。为为了
27、追求求高的能能量密度度,在狭狭小的体体积中能能容纳下下更多的的电极材材料,电电池厂家家希望隔隔膜的厚厚度越薄薄越好,现现在很多多厂家要要求提供供20m甚至166m厚的隔隔膜。体体积更小小是对隔隔膜的一一个挑战战,因为为必须把把隔膜做做得薄,但但要能够够保持原原来的电电池容量量、循环环性能以以及安全全性能等等功能。而与此此相反,在在电动自自行车、电动汽汽车及电电动工具具等所使使用的动动力电池池方面,为为了获得得高的容容量、提提供大的的功率,通通常一个个电池需需要使用用几十甚甚至上百百个电芯芯进行串串接。由由于锂电电池具有有潜在的的爆炸危危险,隔隔膜的安安全性相相当重要要,现在在市场上上对厚度度较
28、厚的的聚丙烯烯隔膜的的需求量量在日益益增加。隔膜的性性能影响响离子电电导率,从从而直接接影响电电池的容容量、循循环性能能以及安安全性能能等性能能。由于于聚乙烯烯、聚丙丙烯等聚聚烯烃非非极性材材料制成成的隔膜膜具有低低的表面面性能,在在锂离子子电池使使用的极极性碳酸酸酯类电电解液中中虽能很很好的浸浸润,但但由于吸吸液性能能并不太太好,离离子电导导率低。材料的的表面性性能可以以通过表表面处理理进行改改善,离离子辐照照、表面面等离子子体处理理以及紫紫外光照照射接枝枝等方法法已经是是非常成成熟的表表面处理理方法。对聚烯烯烃隔膜膜进行表表面处理理,提高高隔膜的的吸液性性能,将将是提高高隔膜性性能的一一个
29、重要要方向。锂离子电电池的安安全性是是人们关关注的一一个重点点,隔膜膜的耐热热性能就就成了制制约锂离离子电池池发展的的一个重重要因素素。开发发高耐热热性能的的隔膜也也是一个个发展方方向,但但无论聚聚乙烯、聚丙烯烯还是其其它热塑塑性高分分子材料料,在接接近熔点点时材料料均会因因融化而而收缩变变形,给给二次锂锂离子电电池的安安全性能能带来潜潜在隐患患。无机机物如氧氧化铝、氧化锆锆等在1100300 的范围围内非常常稳定,且且它们的的微/纳米材材料已经经市场化化。德国国的Deegusssa 公司结结合有机机物的柔柔性和无无机物良良好热稳稳定性的的特点,提提出一种种在无纺纺布表面面复合无无机陶瓷瓷氧化
30、物物涂层的的方法,制制备出了了有机底底膜/无机涂涂层复合合的锂离离子电池池隔膜。在电池池充放电电过程中中,即使使有机底底膜发生生熔化,无无机涂层层仍然能能够保持持隔膜的的完整性性,防止止大面积积正/负极短短路现象象的出现现,这种种有机/无机复复合的隔隔膜为解解决大功功率的电电池安全全性提供供了一个个可行的的解决方方案,将将是未来来锂离子子电池动动力隔膜膜的一个个重要发发展方向向。由于聚烯烯烃材料料具有优优异的力力学性能能、化学学稳定性性和相对对廉价的的特点,因因此聚乙乙烯、聚聚丙烯等等聚烯烃烃微孔膜膜在锂离离子电池池研发初初期便被被用作锂锂离子电电池隔膜膜。时至至今日,商商品化的的锂离子子电池
31、隔隔膜仍然然是聚烯烯烃微孔孔膜。从从结构上上看,锂锂离子电电池中的的液态电电解液有有可能泄泄露而存存在安全全隐患。为了消消除液态态锂离子子电池潜潜在的爆爆炸隐患患,近年年使电解解液与具具有离子子传输性性能的聚聚电解质质充分浸浸润形成成凝胶的的全固态态凝胶聚聚合物锂锂离子电电池开始始出现。全固态态锂离子子聚合物物电池采采用凝胶胶聚电解解质,要要求隔膜膜具有很很好的吸吸液性能能,出现现了以偏偏氟乙烯烯和六氟氟丙烯共共聚物(PVDDF-HHFP) 为主主要材料料通过溶溶剂涂膜膜、静电电纺丝或或拉伸的的方法制制备凝胶胶聚合物物隔膜的的研究和和报道。同时在在以聚烯烯烃隔膜膜材料为为基体,涂涂覆PVVDF
32、 、PEO 等材料料,适应应于凝胶胶聚合物物锂离子子电池的的复合隔隔膜的研研究也有有大量的的报道。开发能能够满足足全固态态锂离子子聚合物物电池使使用的隔隔膜将是是一个方方向。隔膜知识识问答与与注意事事项(一)隔隔膜知识识问与答答1、孔隙隙率与透透气率的的关系?答:孔隙隙率是指指单位体体积中隔隔膜中微微孔所占占的百分分比,通通常是通通过测定定隔膜的的表观密密度与原原材料密密度的比比值得到到的。由由于隔膜膜的厚度度比较难难准确测测到,所所以计算算出来的的孔隙率率会有一一定偏差差。干法法隔膜的的孔隙率率一般在在35-50% ,湿湿法隔膜膜的孔隙隙率在440-660%。透气率率是指在在一定压压力条件件下隔膜膜透过气气体的能能力,通通常用GGurlley数数表示。常用的的标准检检测设备备为Guurleey透气气仪,市市场产品品通常会会标识1100mml或10mml气体体的透过过时间,时间越长,隔膜的透过能力越差。不同种隔隔膜之间间的孔隙隙率的绝绝对值是是无法直直接比较较的。但但在同一一类产品品中,一一般情况况下孔隙
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