鋰電池隔膜的基本參數(shù)及物理意義
電池隔膜最主要的功能是分隔電池中的正負(fù)極板，防止正負(fù)極板直接接觸產(chǎn)生短路，同時，由于隔膜中具有大量貫通的微孔，電池中的正負(fù)離子可以在微孔中自由通過，在正負(fù)極板之間遷移形成電池內(nèi)部導(dǎo)電回路，而電子則通過外部回路在正負(fù)電極之間遷移形成電流，供用電設(shè)備利用。
隔膜對電池性能的影響
鋰離子電池用隔膜，基本參數(shù)
1、厚度
（1）定義
指隔膜的厚度，隔膜厚度的均勻性是一個特別重要的質(zhì)量指標(biāo)，它直接影響膜片線圈的外部質(zhì)量和內(nèi)部性能，生產(chǎn)過程中必須嚴(yán)格把控。在自動化程度很高的隔膜生產(chǎn)線上，隔膜厚度都是采用精度很高的在線非接觸式測厚儀及快速反饋控制系統(tǒng)，實現(xiàn)膜片厚度的自動測量和控制。隔膜的厚度均勻性包括縱向厚度均勻性和橫向厚度均勻性，其中橫向厚度均勻性尤為重要，一般均要求控制在±1um以內(nèi)。
對于動力電池來說，隔膜越薄，溶劑化鋰離子穿越時遇到的阻力越小，離子傳導(dǎo)性越好，阻抗越低，但隔膜太薄時， 其保液能力和電子絕緣性降低，也會對電池性能帶來不利的影響。隔膜厚度越厚，能卷繞的層數(shù)就越少，相應(yīng)容量也就會降低；較厚的產(chǎn)品，穿刺強(qiáng)度會稍高，安全性會高一些；同樣孔隙率的情況下，越厚的產(chǎn)品，其透氣率會稍差，使得電池的內(nèi)阻會高一點。而對裝配過程的機(jī)械要求，往往需要更厚的隔膜，當(dāng)然對于動力用大電池，安全性也是非常重要的，而厚一些的隔膜往往同時意味著更好的安全性。
影響電池性能：安全性、容量、內(nèi)阻
濟(jì)南容乾智能技術(shù)有限公司生產(chǎn)的機(jī)械接觸式測厚儀能夠精確的測量電池隔膜的厚度！
技術(shù)參數(shù)：
測量范圍：0-5mm(可根據(jù)需要定做合適夾具)
測量壓力：17.5±1kPa（薄膜）；100±1kPa（紙張）
分辨率：0.1um
能量損失：50mm2（薄膜），200mm2（紙張）注：紙張需定制
測量速度：100組
接觸面積：10c/min(可調(diào))
外形尺寸：450mm×340mm×390mm
電源：AC220V50Hz
凈重：23kg
2、拉伸強(qiáng)度
抗拉強(qiáng)度，是指隔膜在純拉伸力的作用下，斷裂前所能承受的更大力值與測試隔膜截面積的比值，抗拉強(qiáng)度越大，隔膜在外力作用下發(fā)生的破損與斷裂的幾率就會降低。縱向強(qiáng)度要達(dá)到100mP以上，橫向強(qiáng)度不能太大，過大會導(dǎo)致橫向收縮率增大。足夠的拉伸強(qiáng)度可以防止隔膜變形，拉伸強(qiáng)度與制膜的工藝有關(guān)。采用單軸拉伸，隔膜在拉伸方向上與垂直方向強(qiáng)度不同；而采用雙軸拉伸時隔膜，隔膜在兩個方向上一致性會相近。一般拉伸強(qiáng)度主要是指縱向強(qiáng)度要達(dá)到100MP以上，橫向強(qiáng)度不能太大，過大會導(dǎo)致橫向收縮率增大，這種收縮會加大鋰電池廠家正、負(fù)極接觸的幾率。
濟(jì)南容乾智能技術(shù)有限公司生產(chǎn)的萬能電子拉力試驗機(jī)能夠精確的測試出隔膜的拉伸強(qiáng)度！
技術(shù)參數(shù)：
量程：10N 50N 500N 1500N 2000N(可選其一或多支)
試驗速度：0.02-500mm/min無級調(diào)速
位移誤差：±1%
試驗寬度：50mm（其他夾具可定制）
行程：1000mm
主機(jī)外形尺寸：500mm（L）× 500mm（B）× 1520mm（H）
重量：133kg
環(huán)境溫度：23±2℃
相對濕度：不超過80%，無凝露
工作電源：220V 50Hz
3、隔膜抗穿刺的能力
穿刺強(qiáng)度測試標(biāo)準(zhǔn)：耐穿刺性能，通常用施加在針形物刺穿試樣的更大力值作為隔膜耐穿刺性的評估指標(biāo)。在一定的速度（每分鐘3-5米）下，讓一個沒有銳邊緣的直徑為1mm的針刺向環(huán)狀固定的隔膜，為穿透隔膜所施加在針上的更大力就稱為穿刺強(qiáng)度。同樣的，由于測試的時候所用的方法和實際電池中的情況有很大的差別，直接比較兩種隔膜的穿刺強(qiáng)度不是特別合理，但在微結(jié)構(gòu)一定的情況下，相對來說穿刺強(qiáng)度高的，其裝配不良率低。足夠的穿刺強(qiáng)度可以防止鋰枝晶、極片毛刺刺穿隔膜造成短路，抗穿刺強(qiáng)度值一般在300-500g。隔膜的耐穿刺力可作為反映隔膜裝配中發(fā)生短路的趨勢指標(biāo)，是鋰離子電池隔膜安全性的重要指標(biāo)之一。
影響電池性能：短路率、安全性
濟(jì)南容乾智能技術(shù)有限公司生產(chǎn)的薄膜穿刺力測試儀
技術(shù)參數(shù)：
1測試量程：10N～1000N
測試精度：0.5級
測試行程：600mm
試驗速度：0.05-500mm/min（無級變速）任意可調(diào)
位移精度：0.01mm
試樣寬度：0～15mm
電源：AC 220V 50Hz
外形尺寸：420mm×410mm×1020mm
凈重：81kg
4、透氣率
電池隔膜透氣性是厚度、孔曲折度、孔徑、孔隙率等結(jié)構(gòu)因素共同影響的結(jié)果。透氣率和用此隔膜裝配的電池的內(nèi)阻成正比，即該數(shù)值越大，則內(nèi)阻越大。鋰離子電池中的內(nèi)阻和離子傳導(dǎo)有關(guān)，而透氣率和氣體傳導(dǎo)有關(guān)，兩種機(jī)理是不一樣的。同一種隔膜的Gurley數(shù)的大小能很好的反應(yīng)出內(nèi)阻的大小，因為同一種隔膜相對來說微觀結(jié)構(gòu)是一樣的或可比較的。而不同的隔膜不能這樣對比，其微觀結(jié)構(gòu)可能不同。
影響電池性能：內(nèi)阻
濟(jì)南容乾智能技術(shù)有限公司生產(chǎn)的電池隔膜透氣性測試儀
技術(shù)參數(shù)：
測量范圍：1-10000s、0.01-2.5um/(Pa.s)
分 辨 率：0.001um/(Pa.s)
透過速率：0.01-120ml/min（其他范圍可選）
壓差范圍：0-3KPa，精度：±0.01kPa（其他范圍可選）
有效壓差：1.23kpa
試樣尺寸：50mm×50mm
有效面積：161.25px2
樣品溫濕處理
A.預(yù)處理：<40℃,10-35%RH 的大氣條件，靜置 24h
B.前后間隔 1h 稱重之差不大于總質(zhì)量的 0.25%,試樣平衡
儀器尺寸 400*350*480mm
電源功率 220V,50Hz、100w
重 量 28kg
5、浸潤度
浸潤性可通過測定其吸液率和持液率來衡量：取典型電解液（如EC：DMC=1:1，1M LiPF6），滴在隔膜表面，看是否液滴會迅速消失被隔膜吸收，如果是則說明浸潤性基本滿足要求。更準(zhǔn)確的測試可以用超高時間分辨的攝像機(jī)記錄從液滴接觸隔膜到液滴消失的過程，計算時間，通過時間的長短來比較兩種隔膜的浸潤度。浸潤度一方面?zhèn)€隔膜材料本身相關(guān)，另一方面?zhèn)€隔膜的表面及內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。
常用單位：g/m2
影響電池性能：內(nèi)阻、容量
6、、化學(xué)穩(wěn)定性
隔膜的使用環(huán)境是一個化學(xué)環(huán)境，電解質(zhì)的溶劑為強(qiáng)極性的有機(jī)化合物，因此要求隔膜耐電解液腐蝕，有足夠的化學(xué)和電化學(xué)穩(wěn)定性，不與電解液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，也不能影響電解液的化學(xué)性質(zhì)。經(jīng)過若干年的工業(yè)化檢驗，目前市場上供應(yīng)的隔膜用材料 PE 或PP 是滿足化學(xué)惰性要求的。
7、孔徑
過大的孔徑有可能導(dǎo)致隔膜穿孔形成電池微短路，致使自放電率增大；孔徑太小會增加電阻；孔徑分布不均，則電池內(nèi)部電流密度不一致，長期下去會形成局部枝晶，刺穿隔膜；一般選用亞微米孔徑的隔膜。
影響電池性能：內(nèi)阻、短路率，電導(dǎo)率；
8、孔隙率
孔隙率是單體膜的體積中孔的體積百分率，它與原料樹脂及膜的密度有關(guān)，反映隔膜內(nèi)部微孔數(shù)量，目前，鋰離子電池用隔膜的孔隙率為40%-50%左右。孔隙率的大小和內(nèi)阻有一定的關(guān)系，但不同種隔膜之間的空隙率的值無法直接比較。高性能的鋰離子電池隔膜依賴于隔膜中填充的液體電解質(zhì)的離子傳導(dǎo)性。對于相同的電解質(zhì)，高的孔隙率降低了電池的阻抗，但也降低了膜的機(jī)械強(qiáng)度。
隔膜的孔隙結(jié)構(gòu)
典型值：40~60%
影響電池性能：內(nèi)阻
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