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电池隔膜

    锂电池的结构中,隔膜是关键的内层组件之一。对于锂电池系列,由于电解液为有机溶剂体系,需要有耐有机溶剂的隔膜材料,因而一般采用高强度薄膜化的聚烯烃多孔膜制作。 隔膜的主要作用是使电池的正、负极分隔开来,防止两极接触而短路,此外还具有能使电解质离子通过的功能。隔膜材质是不导电的,其物理化学性质对电池的性能有很大的影响。同时隔膜的性能决定了电池的界面结构、内阻等,直接影响电池的容量、循环以及安全性能等特性,性能优异的隔膜对提高电池的综合性能具有重要的作用。电池的种类不同,采用的隔膜也不同。对于锂电池系列,由于电解液为有机溶剂体系,因而需要有耐有机溶剂的隔膜材料,一般采用高强度薄膜化的聚烯烃多孔膜。电池隔膜一般采用PE(聚乙烯),PP(聚丙烯)等材料制备。根据不同的物理、化学特性,锂电池隔膜材料可以分为:织造膜、非织造膜(无纺布)、微孔膜、复合膜、隔膜纸、碾压膜等几类。制备方法分为干法和湿法两类。
 
 
    锂电池隔膜的基本要求有:
 
(1)具有电子绝缘性,保证正负极的机械隔离;
(2)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;
(3)由于电解质的溶剂为强极性的有机化合物,隔膜必须耐电解液腐蚀,有足够的化学和电化学稳定性;
(4)对电解液的浸润性好并具有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、拉伸强度等,但厚度尽可能小;
(5)空间稳定性和平整性好;
(6)热稳定性和自动关断保护性能好。动力电池对隔膜的要求更高,通常采用复合膜。
(7)隔膜受热收缩要小,否则会引起短路,进而引发电池热失控。
 
 
    全球制造电池隔膜的公司主要有日本的旭化成,东然、日东以及美国的ENTEK, celgard等。中国是锂电池生产大国,电池产能约占全球的1/3,而作为锂电池核心部件的隔膜材料却一直依赖进口,尤其是动力电池用的高端隔膜100%依赖进口。据报道2014年10月份,云南建成了3000万平方米的锂电池隔膜生产线。此举将大大缓解我国对锂电池核心部件——隔膜材料的进口依赖。