鉅大LARGE | 點擊量：427次 | 2023年02月15日
鋰離子電池加工原材料有什么？
鋰離子電池加工原材料有什么？
鋰離子電池材料構成緊要有：正極材料、負極材料、隔膜、電解液。
1.在正極材料當中，最常用的材料有鈷酸鋰，錳酸鋰，磷酸鐵鋰和三元材料。正極材料占有較大比例,因為正極材料的性能筆直影響著鋰離子電池的性能，其成本也筆直決定鋰離子電池成本高低。
2.在負極材料當中，目前負極材料緊要以天然石墨和人造石墨為主。正在探索的負極材料有氮化物、PAS、錫基氧化物、錫合金、納米負極材料，以及其他的一些金屬間化合物等。負極材料作為鋰離子電池四大組成材料之一,在提高電池的容量以及循環(huán)性能方面起到了緊要用途,處于鋰離子電池產(chǎn)業(yè)中游的核心環(huán)節(jié)。
3.市場化的隔膜材料緊要是以聚乙烯、聚丙烯為主的聚烯烴類隔膜。鋰離子電池的結構中，隔膜是關鍵的內層組件之一。隔膜的性能決定了鋰離子電池的界面結構、內阻等，筆直影響電池的容量、循環(huán)以及安全性能等特性，性能優(yōu)異的隔膜對提高電池的綜合性能具有緊要的用途。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
4.電解液一般由高純度的有機溶劑、電解質鋰鹽、必要的添加劑等原料，在一定條件下、按一定比例配制而成的。電解液在鋰離子電池正、負極之間起到傳導離子的用途，是鋰離子電池獲得高電壓、高比能等優(yōu)勢的保證。
隔膜對鋰離子電池的影響
對電壓的影響
隔膜厚度較薄，離子遷移的通道較短，極化現(xiàn)象就會有一定消弱，鋰離子電池的低溫電壓平臺相對就會較高。隔膜孔洞過大會加快鋰離子電池的自放電過程，從而降低電池的電壓一致性。
對安全性的影響
厚一些的隔膜在鋰離子電池受到外物沖擊的時候，能夠更好的保障內部的正負極的隔離，所以厚一些的隔膜同時意味著更好的安全性。
由于鋰離子電池在繼續(xù)的使用過程中溫度會升高，所以隔膜一般有能夠供應一個熱封閉的附加功能。當鋰離子電池組內內阻提高三個數(shù)量級時，隔膜的熱封閉功能將會開始用途。
對內阻的影響
隔膜的透氣率和裝配其的鋰離子電池的內阻成正比，即隔膜的透氣率越高，鋰離子電池的內阻就會越大。
隔膜能否被鋰離子電池所用的電解液完全浸潤也會影響電池的內阻。電解液的浸潤度與隔膜材料本身有關也與其內部的微觀結構相關。
表1：一部分隔膜性能與電池性能的相關性比較
隔膜對鋰離子電池的用途及影響
厚度
厚度與內阻有關，越薄內阻越小，從而實現(xiàn)大功率充放電。在一定的機械強度下盡可能小，越厚穿刺強度越好。有關消耗型鋰離子電池，一般將25μm作為隔膜厚度的標準。但是便攜式產(chǎn)品的需求日益上升的形式下，16μm甚至更薄的隔膜開始大范圍使用。有關動力鋰離子電池來說，裝配過程中的機械要求，使得所需隔膜更厚一些，而且有關動力鋰離子電池來說安全性能非常緊要，而厚一些的隔膜意味著更好的安全性。
隔膜厚度的平均性是一個特別緊要的質量指標，它筆直影響隔膜卷的外觀質量以致內在性能，加工過程中非得嚴格把控。在自動化程度很高的隔膜加工線上，隔膜厚度都是采用精度很高的在線非接觸式測厚儀及快速反饋控制系統(tǒng)進行自動測試和控制的。隔膜的厚度平均性包括縱向厚度平均性和橫向厚度平均性，其中橫向厚度平均性尤為緊要，一般均要求控制在±1微米以內。
孔徑
鋰離子電池隔膜材料本身具有微孔結構，微孔在整個隔膜材料中的分布應該平均。目前所使用的電極顆粒一般在10微米的量級，孔徑一般在0.03-0.12um?？讖教略鲭娮瑁讖教笕菀资拐摌O接觸或被枝晶刺穿短路。一般來說，亞微米孔徑的隔膜足以阻止電極顆粒的筆直通過，當然也不排除有些電極表面解決不好，粉塵較多導致的一些諸如微短路等情況。
孔隙率
孔隙率是單體膜的體積中孔的體積百分率，它與原料樹脂及膜的密度有關。孔隙率的大小和內阻有一定的關系，但不同種隔膜之間的空隙率的絕對值無法筆直比較。現(xiàn)有鋰離子電池隔膜的孔隙率在40%-50%之間。
透氣阻力
理論上來說，隔膜不是電池的必要組成部分，是將來滿足工業(yè)化加工才加入的，所以隔膜要滿足一個很緊要的性能：不能惡化電池的電化學性能，緊要表今朝內阻上。用兩個參數(shù)評價這一性能：
MacMullin數(shù)：含電解液的隔膜的電阻率和電解液本身的電阻率之間的比值。此數(shù)值越小越好，消耗型鋰離子電池的這個數(shù)值為8左右。
Gurley數(shù)：一定體積的氣體，在一定壓力條件下通過一定面積的隔膜所要的時間。與隔膜裝配的電池的內阻成正比，即該數(shù)值越大內阻越大。不過單純比較兩種不同隔膜的Gurley數(shù)是沒有意義的，因為它們的微觀結構可能完全不相同，但是同一種隔膜的Gurley數(shù)的大小可以很好的反應內阻的大小。
溫度
閉孔溫度：電池內部發(fā)生放熱反應自熱、過充或者電池外部短路時，將會出現(xiàn)大量的熱量，造成微孔閉合，從而阻斷離子的持續(xù)傳輸而形成斷路，起到保護電池的用途，微孔閉合時的溫度就是閉孔溫度。但有關小電池，熱封閉機制所起的用途很有限。一般PE為130-140℃，PP為150℃。閉孔溫度低一些比較好。
破膜溫度是指電池內部自熱，外部短路使電池內部溫度升高，超過閉合溫度后微孔閉塞阻斷電流通過，熱熔性能溫度進一步上升，造成隔膜破碎、電池短路。破碎時的溫度即為破膜溫度。破膜溫度高一些比較好。
穿刺強度
在一定的速度（每分鐘3-5米）下，讓一個沒有銳邊緣的直徑為1mm的針刺向環(huán)狀固定的隔膜，為穿透隔膜所施加在針上的最大力就稱為穿刺強度。足夠的穿刺強度可以戒備鋰枝晶、極片毛刺刺穿隔膜造成短路，抗穿刺強度值一般在300-500g。但是探測的時候所用的辦法和實際電池中的情況有很大的差別，筆直比較兩種隔膜的穿刺強度不是特別合理。
機械強度
機械強度緊要是指隔膜的拉伸強度，足夠的拉伸強度可以戒備隔膜變形。隔膜的拉伸強度與制膜的工藝有關。采用單軸拉伸，隔膜在拉伸方向上與垂直方向強度不同；而采用雙軸拉伸時，隔膜在兩個方向上一致性會相似。一般拉伸強度緊要是指縱向強度要達到100MP以上，橫向強度不能太大，過大會導致橫向收縮率增大，這種收縮會加大鋰離子電池廠家正、負極接觸的幾率。
浸潤性
為了保證電池的內阻不是太大，要求隔膜是能夠被電池所用電解液完全浸潤。浸潤度一方面跟隔膜材料本身相關，另一方面?zhèn)€隔膜的表面及內部微觀結構密切相關。較好的浸潤性有利于提高隔膜與電解液的親和性，張大隔膜與電解液的接觸面，從而新增離子導電性，提高電池的充放電性能和容量。浸潤性可通過測定其吸液率和持液率來掂量。
一致性
由于制備工藝的不同，隔膜一致性可能差別較大。一致性包括閉合溫度等自身特性，以及電鏡下觀察孔洞的一致性和厚度的一致性等表觀一致性。隔膜的一致性越高對其他方面的性能都有好處。
