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        鋰離子電池隔膜的性能要求

        發(fā)布時(shí)間:2024-08-11
        目前國內(nèi)除廣東省地方標(biāo)準(zhǔn)db44/t 1152—2013《鋰離子電池聚乙烯隔膜》對聚乙烯隔膜的試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則、包裝、運(yùn)輸和儲存方面進(jìn)行相關(guān)規(guī)范外,關(guān)于鋰離子電池隔膜的國家標(biāo)準(zhǔn)《通用鋰離子電池聚烯烴隔膜》仍在起草。
        鋰離子電池隔膜的性能要求主要有:①電子絕緣性;②孔徑和孔隙率適當(dāng);③電化學(xué)穩(wěn)定性較好,耐電解液腐蝕;④熱穩(wěn)定性好,低閉孔溫度和高熔斷溫度;⑤與電解液親和性好,具有一定的吸液率;⑥足夠的力學(xué)性能和較小的厚度;⑦空間穩(wěn)定性和平整度好。
        測試標(biāo)準(zhǔn)及方法
        參考美國先進(jìn)電池聯(lián)盟(usabc)對鋰離子電池隔膜性能參數(shù)的規(guī)定,電池隔膜性能可以分為理化性能、力學(xué)性能、熱性能和電化學(xué)性能等 [33] 。
        理化性能
        理化性能包括厚度、孔隙率、平均孔徑與分布、透氣性、曲折度、潤濕性、吸液率、化學(xué)穩(wěn)定性。
        厚度作為電池隔膜最基本的參數(shù),與鋰離子的通透性成反比,故在力學(xué)性能滿足實(shí)際需要的情況下,厚度應(yīng)盡可能??;孔隙率是指材料內(nèi)微孔的體積占材料總體積的百分?jǐn)?shù),與電池隔膜的透氣性、吸液率、電化學(xué)阻抗性有密切的聯(lián)系,孔隙率可通過吸液法、計(jì)算法和儀器測量法得到;孔徑大小及分布一般采用sem電鏡觀測測量,也可以使用儀器結(jié)合laplace方程進(jìn)行測量;潤濕性和吸液率是隔膜具有保持電解液的能力,以減小電池內(nèi)阻,提高電池性能。具體測試標(biāo)準(zhǔn)及方法見表1。
        力學(xué)性能
        力學(xué)性能主要包括穿刺強(qiáng)度、混合穿刺強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度。隔膜材料不僅要承受電池工作過程中受到電極混合物的刺穿力,也要滿足在生產(chǎn)過程中因蜷曲纏繞、包裝、制成時(shí)的物理沖擊、穿刺、磨損、壓縮和拉伸外力,對于防止電池短路有著重要的作用。具體測試方法見表2。
        熱學(xué)性能
        熱學(xué)性能主要包括熱閉孔溫度、熔斷溫度和熱收縮率。閉孔溫度是隔膜對電池的特殊保護(hù)機(jī)制設(shè)定,即當(dāng)溫度超過閉孔溫度時(shí),隔膜內(nèi)的微孔閉合,阻止鋰離子的通過,在一定程度上減少短路的危險(xiǎn);而熔融溫度則是指隔膜在高溫下破裂發(fā)生短路的溫度,該溫度越高,則短路的危險(xiǎn)越小。具體測試方法見表3。
        電化學(xué)性能
        電化學(xué)性能主要包括線性伏安掃描測試(lsv)、電化學(xué)阻抗譜測試(eis)、循環(huán)性能(cp)、離子電導(dǎo)率和電阻(mac-mullin)值,具體測試方法
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