一文了解锂离子电池隔膜的用途

锂离子电池隔膜的用途

锂离子电池的四个重要数据是阴极数据。阳极数据电解质和屏障。挡板的重要用途是阻挡正极和负极，防止电子通过，同时允许离子通过，结束锂离子在正极和负极之间的充放电周期快速转移。屏障功能直接影响电池的内阻。放电容量、循环寿命和电池安全功能。间隙越窄，孔隙率越高，电池内阻越小，高速放电性能越好。

锂离子电池间隙是一种多孔塑料薄膜，包括机织膜、无纺布膜(无纺布)膜、贴膜等。由于聚烯烃材料优异的机械性能、化学稳定性和相对廉价的性能，商用锂离子电池的缝隙重要是聚烯烃微孔膜，包括聚乙烯(PE)单层和聚丙烯(PP)单层，以及PP/PE/PP三层复合膜。

气隙生产的难点在于造孔工艺和矩阵数据。造孔工程技术包括生产设备和间隙孔制造工艺的产品稳定性;该基材含有聚丙烯、聚乙烯材料和添加剂。聚烯烃气隙的生产工艺分为干法和湿法两种。干法分为单向拉伸法和双向拉伸法。

干式单轴拉伸工艺在低温下拉伸薄膜形成微缺陷，在高温下将缺陷向外扩展形成微孔。由于其为单轴结构，微孔结构扁平且较长，横向强度相对较差，但其优点是横向的热收缩较小。Celgard拥有这项技术的专利。Ube后来购买了专利，用这种方法生产单层PPPE和三层PP/PE/PP复合膜。

干式双轴拉伸工艺由聚丙烯中的成核晶体改进剂组成，在不同的相之间出现不同的密度，在拉伸过程中晶体形成微孔。该工艺由我国科学院化学研究所自主研发。新乡市格瑞新能源信息有限公司桂林新世科技有限公司与我国科学院合作生产单层PP薄膜。湿法过程也称为热相分离。将成孔剂加入聚烯烃树脂(如液态烃或某些小分子物质)中，加热、熔化，然后压成膜，然后在高温下拉伸。萃取剂洗脱了残留的成孔材料，干燥后可用于制备互穿微孔膜材料，重要用于单层PE膜。采用这种方法的公司包括日本的旭化成(AsahiKaseiOriental)和美国的Entek。

干拔工艺简单，无污染。然而，该方法拉伸相对较小，约为1比3，孔径和清透比难以操作。拉伸时，膜穿孔，无法制备。湿法制备的微孔膜孔径小且均匀，可拉伸至5-7，不易穿孔。它可以制成更薄的薄膜，使电池容量和密度更高。

孤立的微孔结构对电池的安全性至关重要。当电池过充或过热时，间隙会堵塞气孔，在电池内部形成开路，限制电流的上升，防止温度进一步升高。挡板的闭孔温度与所使用的衬底有关。PP膜具有较高的封闭温度和熔体温度。聚乙烯薄膜闭孔温度低，熔化温度低。熔化温度意味着在这个温度或更高的温度下，间隙完全熔化和缩小，电极内部的短路出现高温，导致电池解体和爆炸。因此，锂离子电池的安全通常要较低的闭孔温度和较高的熔点。多层复合膜的应用结合了两者的优点，PE可以作为两层PP之间的熔断器。现在有新的技术可以用陶瓷材料来涂层墙体，提高墙体的耐高温性。