锂电池隔膜汇总课件.ppt
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1、锂电池隔膜基础知识,技术部 云小芳,主要内容,一、锂离子电池隔膜简介二、锂离子电池对隔膜的要求三、锂离子电池隔膜性能参数四、复合隔膜对电池性能的影响五、隔膜所使用材料六、隔膜制作工艺七、隔膜市场的现状,一、隔膜的简介,具有电子绝缘性,保证正负极的机械隔离;有一定的孔径和孔隙率,保证低的电阻和高的离子电导率,对锂离子有很好的透过性;耐电解液腐蚀,电化学稳定性好;对电解液的浸润性好并具有足够的吸液保湿能力;具有足够的力学性能,包括穿刺强度、拉伸强度等;空间稳定性和平整性好;热稳定性和自动关断保护性能好。,锂离子电池隔膜作用示意图 锂离子隔膜实物图,三、锂离子电池对隔膜的要求,具有电子绝缘性,保证正
2、负极的机械隔离;有一定的孔径和孔隙率,保证低的电阻和高的离子电导率,对锂离子有很好的透过性;耐电解液腐蚀,电化学稳定性好;对电解液的浸润性好并具有足够的吸液保湿能力;具有足够的力学性能,包括穿刺强度、拉伸强度等;空间稳定性和平整性好;热稳定性和自动关断保护性能好。,四、锂电池隔膜的性能参数,厚度 对于消耗型锂离子电池(手机、笔记本电脑、数码相机中使用的电池),25微米的隔膜逐渐成为标准。然而,由于人们对便携式产品的使用的日益增长,更薄的隔膜,比如说 20 微米、18 微米、16 微米、甚至更薄的隔膜开始大范围的应用。对于动力电池来说,由于装配过程的机械要求,往往需要更厚的隔膜,当然对于动力用大
3、电池,安全性也是非常重要的,而厚一些的隔膜往往同时意味着更好的安全性,EV/HEV使用的是厚度为40微米左右的隔膜。,透气率 MacMullin 数:含电解液的隔膜的电阻率和电解液本身的电阻率之间的比值。此数值越小越好,消耗型锂离子电池的这个数值为接近 8。Gurley 数: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。与隔膜装配的电池的内阻成正比,即该数值越大,则内阻越大。单纯比较两种不同隔膜的 Gurley 数是没有意义的,因为可能两种隔膜的微观结构完全不一样;但同一种隔膜的 Gurley 数的大小能很好的反应出内阻的大小,因为同一种隔膜相对来说微观结构是一样的或可比较的
4、。,浸润度 为保证电池的内阻不是太大,要求隔膜是能够被电池所用电解液完全浸润,这与隔膜材料本身和隔膜的表面及内部微观结构相关。粗略判断:取典型电解液(如 EC:DMC=1:1,1M LiPF6),滴在隔膜表面,看是否液滴会迅速消失被隔膜吸收。精确判断:用超高时间分辨的摄像机记录从液滴接触隔膜到液滴消失的过程,计算时间,通过时间的长短来比较两种隔膜的浸润度。化学稳定性 要求隔膜在电化学反应中是惰性的,且对强还原、强氧化不活泼,机械强度不衰减,不产生杂质。一般认为,目前隔膜用材料PE或PP可满足化学惰性要求。,孔径 防止电极颗粒直接通过隔膜,要求隔膜孔径为0.01-0.1m,小于0.01m时,锂离
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