锂离子电池隔膜培训资料

，联系方式：张武林QQ:116384055 MP 336058766411，editor : frankveken _ Bao Wang，2，培训教程，锂离子电池隔膜基础，教程概述，锂离子电池隔膜另一方面，膜片使锂离子通过，形成充电和放电电路。隔膜性能的优缺点直接影响电池内部电阻、放电容量、循环寿命和安全性能。膜片越薄，孔隙率越高，电池内部电阻越小，高倍率放电性能好，性能好的膜片对提高电池综合性能起着重要作用。隔膜简介、锂离子电池隔膜图、锂离子电池隔膜物理图、锂离子电池对隔膜的要求、电子绝缘、阳极和阴极的机械隔离保证；具有一定的孔径和孔隙率，保证了低电阻和高离子电导率，对锂离子有良好的渗透性；电解质腐蚀，电化学稳定性好；电解质的渗透性好，有充分的液体吸收保湿力。具有足够的机械性能，如穿孔强度、拉伸强度等。空间稳定性和平整度好。具有良好的热稳定性和自动闭塞保护性能。对于厚度消耗型锂离子电池(手机、笔记本电脑、数码相机使用的电池)，25微米膜片逐渐成为标准。但是随着便携式产品的使用增加，例如20微米、18微米、16微米，甚至更薄的膜片开始广泛使用。对于电源电池，由于装配过程中的机械要求，通常需要更厚的膜片。当然，对于电力大型电池，安全性也很重要，但是对于厚膜片，这意味着更好的安全性，EV/HEV使用厚度为40微米左右的膜片。锂离子电池隔膜性能参数，透气性MacMullin数：有电解质的隔膜的电阻率和电解质本身的电阻率。这个值越小越好，消耗型锂离子电池的这个值接近8。Gurley数：在一定压力条件下，用一定量的气体通过一定面积的隔膜所需的时间。与隔膜中组装的电池的内部电阻成正比。也就是说，此值越大，内部阻力越大。简单地比较两个不同膜片的Gurley数是没有意义的。因为两个隔膜的微观结构可能完全不同；但是相同膜片的Gurley数的大小很好地反映了内部电阻的大小。因为相同的膜片相对相同或比较。渗透度与隔膜材料本身和隔膜的表面和内部微结构有关，以确保电池的内部电阻不太大，隔膜可以被电池使用的电解质完全渗透。粗略判断：取典型电解质(例如，EC: DMC=1:1，1mml IPF 6)，滴入隔膜表面，确定水滴是否迅速消失并被隔膜吸收。正确判断：用超高时间分辨率的相机记录从液滴接触膜到液滴消失的过程，计算时间，比较两个隔膜的渗透率。化学稳定性要求膜片在电化学反应中惰性、强还原、强氧化、机械强度不减，不产生杂质。一般认为，目前隔膜材料PE或PP满足化学惰性要求。孔径防止电极粒子直接通过隔膜，如果隔膜孔径小于0.01-0.1m，锂离子渗透性太小，大于0.1m，电池在产生电池内部枝晶时容易短路。目前使用的电极粒子通常为10微米的量。而且使用的导电添加剂是10纳米的两级，幸运的是，普通的炭黑粒子倾向于重新组合，制造出大颗粒。一般来说，亚微米光圈的膜片足以阻止电极粒子的直接通过，当然，并不排除某些电极表面处理不当或灰尘导致某些情况，如微短路。穿刺强度穿刺强度：在一定速度(每分钟3-5米)下，制作一个直径1毫米、没有锐边的针固定在环上的膜片，通过膜片施加到针上的最大力。由于测试时使用的方法和实际电池的情况有很大差异，直接比较两种隔膜的穿刺强度尤其不合理，但在微观结构一定的情况下，穿刺强度较高，组装不良率较低。但是如果只追求高朋克强度，膜片的其他性能必然会下降。热稳定性隔膜必须在电池使用的温度范围(-20 60)内保持热稳定性。通常，目前隔膜中使用的PE或PP材料可以满足上述要求。通常，在真空状态下，90 的恒温60分钟内，隔膜的横向纵向收缩必须小于5%。热切断温度热切断温度：模拟电池(在2平面电极中间夹上隔膜，使用通用锂离子电池的电解质)加热，内部电阻增加3级时的温度。闭合温度：外部短路或非正常大电流通过时产生的热量，切断膜片的微孔时的温度。熔体破裂温度：加热隔膜，温度超过样品熔点，样品破裂时的温度。多孔大部分锂离子电池隔膜孔隙率在30%-50%之间。多孔性的大小和内部电阻有一定的关系，但不同种类隔膜之间的空隙率绝对值不能直接比较。锂离子电池隔膜生产工艺，聚烯烃材料具有良好的机械性能、化学稳定性和相对便宜的特性。隔膜基质材料主要包括聚丙烯、聚乙烯材料和添加剂。膜片采用基板材料，与膜片的机械性能和电解质的渗透度有直接关系。近年来，有研究用聚偏氟乙烯、纤维素复合膜等制造锂离子电池隔膜，但迄今为止，商业化的电池隔膜材料主要使用聚乙烯、聚丙烯微孔膜。基体材料、孔加工工程技术、生产工艺、干、湿、单向拉伸工艺、双向拉伸工艺、孔加工工程技术、干单向拉伸工艺、干单向拉伸工艺，通过硬弹性纤维生产方法，低结晶度高取向聚丙烯或聚乙烯薄膜的制造、高温退火中获得高结晶度取向膜。这种薄膜先在低温下拉伸，形成微观缺陷，然后在高温下拉缺陷，形成微孔。在美国、日本、Celgard和日本UBE进行了数十年的开发，生产了单层PP、PE和三层PP/PE/PP复合膜。由于海外专利保护及知识产权领域的限制，国内使用单向拉伸方式制造隔膜的产业化进展缓慢。用这种方法生产的膜片具有偏振的微孔结构，只进行单向拉伸，因此膜片的横向强度进一步下降，但由于没有进行横向拉伸，几乎没有横向收缩。干燥法danra PP的微孔结构(20，000倍)、造孔学技术、干燥法双向拉伸工艺、干燥法双向拉伸工艺是中国科学院化学研究所于20世纪90年代初出版的具有独特知识产权的工艺(CN1062357)。在聚丙烯中添加起成核作用的结晶改善剂，利用聚丙烯不同相态间密度的差异，在拉伸过程中发生结晶转化，形成微孔。干燥双拉伸PE微孔结构(20，000倍)，微孔大小分布均匀膜厚范围宽，侧面拉伸强度好，穿刺强度高，更适合动力电池，孔制作工程技术，将高沸点小分子(也称为湿、湿、相分离或热诱导相分离)添加到聚烯烃中，加热融化成均匀系统后，冷却相分离，拉伸后变成有机溶剂采用该法的代表性公司有日本旭化、东延、美国Entek等，目前主要用于单层PE膜片。湿PE微孔结构(20，000倍)，多孔和透气性控制范围大，但由于湿工艺需要消耗大量有机溶剂，同时要考虑溶剂回收，提高工艺复杂性，增加成本，污染环境等。，从干燥和湿两种方法来看，干燥双向拉伸工艺生产的隔膜在物理特性、机械性能方面更具优势，可以满足电力电池大电流充电和放电的要求。因此，用干双向拉伸工艺制作的膜片更适合电动汽车的动力电池。复合隔膜此隔膜有两层(PP/PE)隔膜，三层(PP/PE/PP)隔膜。第三层膜温度升高时，中间层的PE因130度的熔体收缩而关闭热量，但如果外部PP熔体温度为160度，隔膜就可以保持一定的安全性，因此第三层膜也更适合于动力电池。Celgard和UBE目前拥有此类技术和专利。隔膜性能对电池性能的影响，国内隔膜的整体水平落后，国内由于多方面技术上的综合差距，无法达到国外那样精密的控制。产品差距的主要原因是厚度、强度、孔隙度等整体无法平衡，大量布局稳定性差。因此，低成本、简单的制作工艺、适当的孔径大小、高孔隙率、机械强度满足要求的微孔聚合物隔膜的研发，对提高电池性能和降低电池成本具有重要的