鋰電池核心結(jié)構(gòu)——隔膜

鋰電池的四大關(guān)鍵材料為正極材料、負(fù)極材料、電解液以及隔膜，隔膜是指在電池正極和負(fù)極之間的一層材料，其主要作用是：隔離正、負(fù)極并使電池內(nèi)的電子不能自由穿過，讓電解液中的離子在正負(fù)極之間自由通過。

電池隔膜的離子傳導(dǎo)能力直接關(guān)系到電池的整體性能，其隔離正負(fù)極的作用使電池在過度充電或者溫度升高的情況下能限制電流的升高，防止電池短路引起爆炸，具有微孔自閉保護(hù)作用，對電池使用者和設(shè)備起到安全保護(hù)的作用。

關(guān)鍵參數(shù)眾多，技術(shù)要求高

鋰電隔膜性能的優(yōu)劣決定了電池的接口結(jié)構(gòu)和內(nèi)阻，進(jìn)而影響電池的容量、循環(huán)性能、充放電電流密度等關(guān)鍵特性，可見隔膜對提高電池尤其是動力電池的綜合性能有重要作用。所以，隔膜的關(guān)鍵參數(shù)非常多，比如說孔隙率、熱穩(wěn)定性、力學(xué)強(qiáng)度、自動關(guān)閉機(jī)理、透氣度、孔徑大小及分布等等。

具體來看

鋰電池隔膜的參數(shù)：

熱穩(wěn)定性：一方面，隔膜需要在電池使用的溫度范圍內(nèi)保持尺寸穩(wěn)定；另一方面，在電池生產(chǎn)過程中由于電解液對水份非常敏感，大多數(shù)廠家會在注液前進(jìn)行烘烤，要求在這個溫度下隔膜的尺寸也應(yīng)該穩(wěn)定，否則會造成電池在烘烤時，隔膜收縮過大，極片外露造成短路。此外，閉孔溫度、破膜溫度也是反映隔膜耐熱性能和熱安全性能的最重要參數(shù)。

孔隙率：孔隙率是材料中孔隙體積占總體積的比例，反映隔膜內(nèi)部微孔體積占比多少。孔隙率的大小影響電池的內(nèi)阻，但不同種隔膜之間的孔隙率的絕對值無法直接比較。孔隙率較大便于鋰離子通過，但是孔隙率過大則影響機(jī)械強(qiáng)度和閉孔性能。

一致性：指隔膜保持一致的厚度,孔分布和孔徑分布。

隔膜一致性涉及到厚度、孔分布等屬性

具體來看

隔膜一致性：

厚度：直觀地來看，在同樣大小的電池中，隔膜厚度越厚，能卷繞的層數(shù)就越少，相應(yīng)容量也就會降低；相反，較厚的產(chǎn)品抵抗穿刺的性能會稍高，安全性也會高一些。同樣孔隙率的情況下，越厚的產(chǎn)品，其透氣率會稍差，使得電池的內(nèi)阻會高一點(diǎn)。所以在考慮電池隔膜厚度的時候需要在容量指標(biāo)和安全性之間尋找一個平衡。

孔徑：鋰電池隔膜上面要求有微孔，便于鋰離子通過。孔徑的大小決定隔膜的透氣率，但是過大的孔徑有可能導(dǎo)致隔膜穿孔形成電池微短路。總體來看，隔膜的孔徑直接影響電池的內(nèi)阻和短路率。

孔徑分布：指一致大小的孔徑能均勻地分布于隔膜，隔膜能形成較高的透氣率。

電子絕緣性：保證正負(fù)極的機(jī)械隔離。

抗氧化性：是指隔膜的化學(xué)性能比較穩(wěn)定，不易被氧化。

浸潤性：對電解液的浸潤性好并具有足夠的吸液保濕能力。

離子電導(dǎo)性：對電解液浸潤性好，吸液率高，有利于提高離子電導(dǎo)率。而離子電導(dǎo)率受孔徑大小、孔隙的均勻性、孔隙分布情況、膜對電解液的潤濕能力等多因素的影響。