电池中的隔膜是什么?

电池中的隔膜是什么?

描述:

在锂电池的结构中，隔膜是关键的内层部件之一。隔膜的性能决定了电池的界面结构和内阻，直接影响电池的容量、循环和安全性能。性能优异的隔膜对于提高电池的整体性能起着重要的作用。

分离器的主要功能是将电池的正负极分离，防止两极接触和短路，还具有允许电解质离子通过的功能。隔膜材料是不导电的，其物理化学性质对电池的性能有很大的影响。电池类型不同，使用的隔膜也不同。在锂电池系列中，由于电解溶液为有机溶剂体系，因此需要一种耐有机溶剂的隔膜材料，一般采用具有高强度薄膜的聚烯烃多孔膜。

条件:

锂电池隔膜要求

1.它具有电子绝缘，以确保正负极的机械隔离。

2.具有一定的孔径和孔隙率，保证了低电阻和高离子导电性，对锂离子具有良好的渗透性。

3.由于电解液的溶剂为高极性有机化合物，因此隔膜必须耐电解液腐蚀，并具有足够的化学和电化学稳定性。

4.该电解质具有良好的润湿性和足够的吸液保湿能力。

5.具有足够的力学性能，包括穿刺强度、抗拉强度等，但厚度尽量小。

6.空间稳定性好，完整性好。

7.热稳定性好，自动停机保护性能好。动力电池对隔膜的要求较高，通常采用复合膜。

字符

锂离子电池隔膜的主要性能要求是:厚度均匀性、机械性能(包括拉伸强度和穿刺强度)、透气性、物理化学性能(包括润湿性、化学稳定性、热稳定性、安全性)等。四个主要绩效指标。

性能

锂离子电池的隔膜性能

分离器位于正极和负极之间，主要功能是分离正负活性物质，防止两电极因接触而短路;此外，在电化学反应中，可以维持必要的电解液，形成离子运动的通道。隔膜材料不导电，电池类型不同，使用的隔膜也不同。对于锂离子电池，由于电解液是有机溶剂体系，因此要求隔膜具有以下特性。

1在电池系统中，其化学稳定性好，所使用的材料能抵抗有机溶剂。

2机械强度高，使用寿命长。

3有机电解质的离子电导率比水溶液低。为了减小电阻，电极面积必须尽可能大，因此分离器必须薄。

4电池系统异常，温度升高。为了防止危险，在快速加热温度(120-140°C)开始时，热塑性分离器融化，微孔闭合，成为绝缘体，电解质被阻止通过。中断电流的目的。

5从锂电池的角度来看，应充分浸渍有机电解质，并在反复充放电过程中保持较高的浸渍程度。

电池中常用的隔膜材料一般是由纤维素或机织织物或合成树脂制成的微孔膜。锂离子电池通常采用高强度的薄膜聚烯烃多孔膜。常用的分离剂有聚丙烯(PP)和聚乙烯(PE)微孔膜，以及丙烯和乙烯的共聚物、聚乙烯均聚物等。

锂离子电池应用广泛

近年来，聚合物电解质用于锂离子电池已实现商业化。聚合物电解质在锂离子电池中既是离子运输的通道，又是正负材料之间的隔膜。聚合物电解质可分为固体聚合物电解质和凝胶聚合物电解质。作为一种实用的聚合物电解质膜，必须满足以下必要条件:

1 .具有较高的离子电导率，降低电池内阻;

2锂离子转移系数基本不变，消除浓差极化;

3 .电子电导率可忽略不计，确保电极之间有效隔离;

4 .电极材料具有较高的化学和电化学稳定性;

5 .价格低廉，化学成分合适，确保环保。

由于固体聚合物电解质的室温导电性较低，很难实现商业化。凝胶聚合物电解质通过固定在聚合物网络中的液体电解质分子实现离子传导，既具有固体聚合物的稳定性，又具有液体电解质的高离子导电性，具有良好的应用前景。

所述聚合物电解质与聚乙烯、聚丙烯薄膜相结合，形成聚合物锂离子电池隔膜。所述胶体聚合物被覆盖或填充在微孔膜中，与无隔膜的聚合物电解质锂离子电池相比具有优越的性能。例如1在内部短路时可以提供更好的保护;2 .可以减少电解液层的厚度;3 .能在过充时提供足够的安全性;4 .具有较好的机械性能和热稳定性。可以看出，聚乙烯和聚丙烯薄膜由于其特殊的结构和性能，在离子电池隔膜中占据了重要的位置，除非有一种真正无液体的聚合物电解质。

排序

根据物理化学性质的不同，锂电池隔膜材料可分为:编织膜、非织造膜(无纺布)、微孔膜、复合膜、隔膜纸、层压膜等。聚烯烃材料具有优良的机械性能、化学稳定性和相对廉价的特点。因此，在锂电池研发的早期阶段，聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃微孔膜被用作锂电池隔板。虽然近年来也有从其他材料制备锂电池隔膜的研究，如相分离法使用聚偏氟乙烯(PVDF)作为本体聚合物制备锂电池隔膜，以及研究纤维素复合膜作为锂电池隔膜材料。然而，商用锂电池隔膜材料仍主要采用聚乙烯和聚丙烯微孔膜。

材料

市场上的分离器材料主要是聚乙烯(聚乙烯)、聚丙烯(聚丙烯)(PP)基聚烯烃(polyolefin)分离器，其中PE产品主要采用湿法生产，PP产品主要采用干法生产。必威体育betway登录首页至于PE和PP两种材料的性能。

总体:

1PP相对更耐高温，PE相对耐低温;

2PP密度小于PE;

3PP熔点和闭胞温度均高于PE;

4PP产必威体育betway登录首页品比PE更脆;

5PE对环境压力更敏感。

隔膜材料产品主要有单层PP、单层PE、PP+陶瓷涂层、P必威体育betway登录首页E+陶瓷涂层、双层PP/PE、双层PP/PP和三层PP/PE/PP，其中前两类产品主要应用于3C小型电池领域，后几类产品主要应用于动力锂电池领域。在动力锂电池膜片材料产品中，双层PP/PP膜片材料主必威体育betway登录首页要由中国企业生产，在中国大陆使用。这主要是因为现阶段国内还没有一家公司能够将PP和PE制成双层复合膜。技术和能力。全球汽车动力锂电池使用的膜片主要由三层PP/PE/PP、双层PP/PE和PP+陶瓷涂层、PE+陶瓷涂层组成。