文档介绍：锂电池隔膜纸性能要求
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隔膜应有的基本要求
（非电子导体）；
，电阻低；
；
;
,扩大隔膜与电解液的接触面积,增加电解液对膜的润湿度,使尽量多的锂离子透过隔膜,从而增加离子导电性,电池的放电性和容量.
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拉伸强度:纵向和横向拉伸强度(主要要求纵向)25μm厚的隔膜纵向拉伸强度在1000kg/cm2 以上.
穿刺强度:与电极板表面的粗糙程度有关,电极使用不同的材料要求隔膜的穿刺强度也不同.
隔膜的力学性能
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隔膜的内部结构
:可用压汞法测定;通过汞的体积和压力,微孔的大小有关;
:单位膜的体积中孔的体积百分率;可用比重法测定:孔率=D0-D/D0
3. 孔的曲折度:膜的厚度和气体或液体在实际膜当中通过的路径比例.(电池放电一般对膜的电阻而言,低曲折系数是有利的;对短路时的shutdown来讲,高的曲折系数有利.)
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透气性
透气性是反映隔膜的孔隙率;
t∝d-1 * ξ-1 *h*q2
R ∝ t*d
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透气度
透气度:在一定条件下(压力,测定面积)一定量空气通过隔膜所需要的时间,称作Gurley值.
Gurley=(10ml/V)* /in2
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电流切断特性(Shutdown)
Shutdown特性: 隔膜在大电流或外部短路时微孔闭塞,切断电流回路的功能(一种安全保护性能).
主要参数:隔膜的闭孔温度(SD)和熔融破裂温度(MD)
隔膜孔结构的影响:高曲折度,小孔径对阻止和切断异常电流有利;但有对电池离子导电性和放电性有负面影响.
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闭孔温度:外部短路或非正常大电流通过时所产生的热量使隔膜微孔闭塞时的温度.
熔融破裂温度:给隔膜进行加热,当温度超过其熔点发生破裂的温度.
SD温度应低于MD温度,而且两个温差大,但小于190℃(金属锂起火温度).
SD温度是电池使用的最高温度;
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测试方法
热电池法:用电极夹住隔膜构成电池,然后电池升温,测定隔膜内阻.
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TMA(热机械分析)
热机械分析:在恒定的拉力(2gf)用TMA设备在以5℃/min的速率下测定样品的收缩
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TCN’S method
在一定压力面积下,随着温度的提高测定Gurley值.
SD温度:当Gurley值增加时的最低温度被认为是闭孔温度.
MD温度:当Gurley值迅速变小时(样品被熔化破裂)被认为是熔化温度.
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氮气透过量与温度的关系
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IQC测透气度设备
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隔膜多层结构的优越性
隔膜类别
电阻上升温度/℃
电阻下降温度/℃
膜破裂温度/℃
PP
156-163
164-177
162
PE
130-133
139-144
139
PP/PE
131-137
167-191
167
PP/PE/PP
134-135
159-192
165
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PE膜熔点低,闭孔温度低.
PP膜熔点破裂温度较高,在PE闭孔后仍然保持良好的力学性能.
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隔膜材料的制造技术
相分离法(湿法)的制造
高分子聚合物溶剂（添加剂）
混合加热
薄膜化、 微相分离(结晶化)
脱溶剂延伸(多孔形成)
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延伸造孔法(干法)
延伸法的制造流程如右图:
高分子粘稠液、 聚合物溶剂(添加剂)
薄膜化(定向结晶)
热处理(重结晶,高延展层)
延伸(多孔形成)
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多层膜的生产工艺示意图
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隔膜改进方向
要求性能
改进技术
对电池性能影响
强度高(薄化)
采用超高分子量聚合物;利用成形技术对结晶性、 结构机械控制
容量高;防止短路;提高加工性
离子透过性高(阻抗低)
利用成形技术控制孔的形状、 直径和孔隙率等