鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:2236次 | 2019年02月25日
電池有什么隔膜作用
隔膜是電池的一項(xiàng)最重要的使用,主要是在狹小空間內(nèi)的將電池正.負(fù)級(jí)板分隔開(kāi)來(lái),防止兩極接觸造成短路。除此以外,隔膜還應(yīng)具有能使電解質(zhì)中離子通過(guò)的能力。由于鋰離子電池系列的電解液為有機(jī)溶劑體系,因而隔膜材料對(duì)有機(jī)溶劑耐溶。隔膜雙向拉伸強(qiáng)度高,穿刺強(qiáng)度高,收縮率低,表面無(wú)靜電孔隙率高,孔徑分布均勻,電解液浸潤(rùn)性佳,具有較低的閉孔溫度和較高的破膜溫度。隔膜材質(zhì)是不導(dǎo)電的,電池的種類不同,采用的隔膜也不同。對(duì)于鋰離子電池,由于電解液為有機(jī)溶劑體系,其隔膜要求具有以下性能。
①在電池體系內(nèi),其化學(xué)穩(wěn)定性要好,所用材料能耐有機(jī)溶劑。
②機(jī)械強(qiáng)度大,使用壽命長(zhǎng)。
③有機(jī)電解液的離子電導(dǎo)率比水溶液體系低,為了減少電阻,電極面積必須盡可能大,因此隔膜必須很薄。
④當(dāng)電池體系發(fā)生異常時(shí),溫度升高,為防止產(chǎn)生危險(xiǎn),在快速產(chǎn)熱溫度(120~140℃)開(kāi)始時(shí),熱塑性隔膜發(fā)生熔融,微孔關(guān)閉,變?yōu)榻^緣體,防止電解質(zhì)通過(guò),從而達(dá)到遮斷電流的目的。
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%
⑤從鋰電池的角度而言,要能被有機(jī)電解液充分浸漬,而且在反復(fù)充放電過(guò)程中能保持高度浸漬。
電池中常用的隔膜材料一般是用纖維素或編織物、合成樹(shù)脂制得的多微孔膜。鋰離子電池一般采用高強(qiáng)度、薄膜化的聚烯烴系多孔膜,常用的隔膜有聚丙烯(PP)和聚乙烯(PE)微孔隔膜,以及丙烯與乙烯的共聚物、聚乙烯均聚物等,其中以Celgard公司生產(chǎn)的隔膜為代表。
近年來(lái),將聚合物電解質(zhì)用于鋰離子電池已實(shí)現(xiàn)了商品化,聚合物電解質(zhì)在鋰離子電池中既是離子遷移的通道,又起到正負(fù)極材料間的隔膜作用。聚合物電解質(zhì)可分為固體聚合物電解質(zhì)及凝膠聚合物電解質(zhì),作為實(shí)用的聚合物電解質(zhì)隔膜必須滿足以下幾個(gè)必要條件:①具有高的離子電導(dǎo)率,以降低電池內(nèi)阻;②鋰離子的傳遞系數(shù)基本不變,以消除濃度極化;③可以忽略的電子導(dǎo)電性,以保證電極間有效的隔離;④電極材料有高的化學(xué)和電化學(xué)穩(wěn)定性;⑤低廉的價(jià)格,合適的化學(xué)組成,保證對(duì)環(huán)境友好。
由于固體聚合物電解質(zhì)室溫電導(dǎo)率較低,難于商品化。凝膠聚合物電解質(zhì)通過(guò)固定在聚合物網(wǎng)絡(luò)中的液體電解質(zhì)分子實(shí)現(xiàn)離子傳導(dǎo),既有固體聚合物的穩(wěn)定性,又有液態(tài)電解質(zhì)的高離子傳導(dǎo)率,顯示出良好的應(yīng)用前景。
將聚合物電解質(zhì)與聚乙烯、聚丙烯膜一起組成聚合物鋰離子電池隔膜,膠體聚合物覆蓋或填充在微孔膜中,與無(wú)隔膜的聚合物電解質(zhì)鋰離子電池相比,具有更優(yōu)越的性能,如:①內(nèi)部短路時(shí)能提供更好的保護(hù);②可以減少電解質(zhì)層的厚度;③過(guò)度充電時(shí)可提供足夠的安全性;④有較好的力學(xué)性能及熱穩(wěn)定性??梢钥闯?,聚乙烯、聚丙烯膜由于其特殊的結(jié)構(gòu)與性能,在離子電池隔膜中占有很重要的地位,除非有真正的不含液體的聚合物電解質(zhì)出現(xiàn)。
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