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简述锂离子电池隔膜的结构特性

2020-03-27 14:00:28

1)厚度。锂离子电池隔膜的厚度一般≤25μm。在保证在一定的机械强度的前提下,隔膜的厚度越薄越好。现在,新型的高能电池大都采用膜厚20μm或16μm的单层隔膜;电动汽车(EV)和混合电动汽车(HEV)所用电池的隔膜在40μm左右,这是电池大电流放电和高容量的要,而且隔膜越厚,其机械强度就越好,在组装电池过程中不易短路。

2)孔径和分布。作为电池隔膜材料,本身具有微孔结构,容许吸纳电解液;为了保证电池中一致的电极/电解液界面性质和均一的电流密度,微孔在整个隔膜材料中的分布应当均匀。孔径的大小与分布的均一性对电池性能有直接的影响:孔径太大,容易使正负极直接接触或易被锂枝晶刺穿而造成短路;孔径太小则会增大电阻。微孔分布不匀,工作时会形成局部电流过大,影响电池的性能。

3)孔隙率。透过性可用在一按时间和压力下通过隔膜气体的量的多少来表征,重要反映了锂离子透过隔膜的通畅性。孔隙率对膜的透过性和电解液的容纳量非常重要。大多数商用锂离子电池隔膜的孔隙率在40%-50%之间。

动力电池生产厂家认为将已称重的微孔膜(Wd)在正丁醇中浸泡2h后取出,用滤纸将其表面的液体轻轻吸干,再进行称重(Ww),即可得到微孔膜所吸收正丁醇的质量Wb=Ww-Wd。式中Wd微孔膜重量(g);Ww浸泡后重量(g);Wb正丁醇的质量(g);ρb正丁醇的密度(g/cm3);Vp干膜体积(cm3)。

4)透过性。一定条件下(压力,测定面积)一定量空气通过隔膜所要的时间,称作Gurly值。隔膜透过性的大小是隔膜孔隙率、孔径、孔的形状及孔曲折度等隔膜内部孔结构综合因素影响的结果。

5)SEM隔膜的表面形态结构。

6)隔膜的基重。1)截取三条长30cm的隔膜样品。2)把这三个样品堆积并折叠放在一起。3)称量并记录下样品的质量(毫克)。

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