锂离子电池隔膜培训PPT课件

方法A： 使垂直通过试样的气流稳定在一个恒定的流量，测定在该条件下试样两侧所 形成的压差，计算空气流通阻力等参数。
方法B： 通过调节使试样两侧形成一个恒定的压差，测定一定时间内垂直通过试样给 定面积的气流流量，计算透气率等参数。
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5.孔隙率
隔膜孔隙率的定义是空隙的体积占整个体积的比例，微孔材料中常见的孔通常 包含通孔、盲孔、闭孔 3 种结构。
弯曲度 弯曲度主要指隔膜分切后产生的弧形，弧形明显时会造成叠片不齐，卷绕时
产生涡状，造成极片外露进而短路。将隔膜条平铺于桌面上，与钢板尺边缘进 行平行度的对比，可以得到隔膜的弧度。
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4.透气度
透气度反映隔膜的透过能力，一般采用 Gurley 法进行测定，即一定体积的 气体，在一定压力条件下通过给定面积的隔膜所需要的时间。与电池内阻成正比， 数值越大，内阻越大。
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6.浸润性
目前对浸润性的测试主要有目测法和用接触角仪进行接触角的测量。 目测法是用微量注射器吸取电解液，滴加在隔膜上并开始计时，观察电解液何时将 隔膜完全浸润，并停止计时。 此种方法无法定量的表征隔膜对电解液的浸润性，但可用于甄别对电解液浸润性不 好的隔膜，一般 2~3s 内可完全浸润的隔膜视为浸润性较好。
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隔膜种类 (Separator classification）
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隔膜性能指标 (Performance index)
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1.红外光谱
红外光谱可用于确定隔膜的化学组成，例如聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚 酰亚胺（PI）等，通过了解隔膜的化学组成可初步定性判定隔膜的熔断温度、பைடு நூலகம்孔 特性、电化学稳定性等基本特性。
目前孔隙率的测试方法主要有吸液法、计算法和测试法。
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5.孔隙率
吸液法是将隔膜浸入已知密度的溶剂中，通过测量隔膜浸润前后的质量差计算出 隔膜被液体占据的空隙体积作为隔膜的孔隙率，其计算公式如下：
选用的溶剂需与隔膜有较好的浸润性，通常采用十六烷、正丁醇等。该方法测 试的是隔膜中通孔与盲孔的体积，在操作过程中会因为溶剂的挥发、隔膜表面溶 剂的残留等原因造成误差较大，所得数据平行性较差，结果不易比较。
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2.扫描电子显微镜（SEM）
扫描电子显微镜可直观的观察到隔膜的孔形貌、造孔均匀性及制备工艺，扫描 电镜可反映出隔膜的造孔不均、拉伸断裂、涂覆不均等问题。
干法单拉隔膜
干法双拉隔膜
湿法隔膜
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3.厚度和弯曲度
厚度 厚度是锂电池隔膜最基本特性之一。厚度与内阻有关，越薄内阻越小，从而实 现大功率充放电。而厚一些的隔膜意味着更好的安全性。
接触角仪测量方法为在隔膜上滴下电解液，测定液滴两端的距离与高度，计算出接 触角，具体计算方法如图 4 所示。
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6.浸润性
接触角仪可定量的给出电解液对隔膜的浸润性，还可通过捕捉液滴在隔膜表面
铺展开来的动态影像计算出浸润速率等数据。该方法亦无参考标准，各个厂家可根
据自己的需求制定该项技术指标，接触角 <37°则视为浸润性较好。
a、隔开锂电池的正、负极，防止正、负极接触形成短路； b、薄膜中的微孔能够让锂离子通过，形成充放电回路。
Fig. 1.Schematic illustration of a typical lithium-ion battery.
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隔膜基础知识
高性能锂电池需要隔膜具有厚度均匀性以及优良的力学性能（包括拉伸强度 和抗穿刺强度）、透气性能、理化性能（包括润湿性、化学稳定性、热稳定性、安 全性）。隔膜的优异与否直接影响锂电池的容量、循环能力以及安全性能等特性， 性能优异的隔膜对提高电池的综合性能具有重要的作用。
锂电池隔膜具有的诸多特性以及其性能指标的难以兼顾决定了其生产工艺技术 壁垒高、研发难度大。隔膜生产工艺包括原材料配方和快速配方调整、微孔制备技 术、成套设备自主设计等诸多工艺。其中，微孔制备技术是锂电池隔膜制备工艺的 核心，根据微孔成孔机理的区别可以将隔膜工艺分为干法与湿法两种。
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隔膜基础知识
锂离子电池对隔膜的要求包括： （1）具有电子绝缘性，保证正负极的机械隔离； （2）有一定的孔径和孔隙率，保证低的电阻和高的离子电导率，对锂离 子有很好的透过性； （3）耐电解液腐蚀，有足够的化学和电化学稳定性，这是由于电解质的 溶剂为强极性的有机化合物； （4）具有良好的电解液的浸润性，并且吸液保湿能力强； （5）力学稳定性高，包括穿刺强度、拉伸强度等，但厚度尽可能小； （6）空间稳定性和平整性好； （7）热稳定性和自动关断保护性能好； （8）受热收缩率小，否则会引起短路，引发电池热失控。除此之外，动 力电池通常采用复合膜，对隔膜的要求更高。
锂离子电池隔膜
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主要内容
1 隔膜基础知识 2 隔膜的分类 3 隔膜的性能指标 4 隔膜的生产流程
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隔膜基础知识
锂离子电池，由正极材料、负极材料、隔膜、电解液四个主要部分组成。 其中，隔膜是一种具有微孔结构的薄膜，是锂离子电池产业链中最具技术壁垒的关 键内层组件，在锂电池中起到如下两 个主要作用：
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7.吸液率
目前吸液率采用吸液法进行测定，参考标准为《SJ-247-10171.7 隔膜吸碱率的 测定》，该方法为碱性电池标准，采用的溶剂为碱液，用于测量锂离子电池时应替 换为电解液，由于电解液的挥发等问题目前大多数采用对隔膜浸润性较好的有机溶 剂进行测定，常用的溶剂为十六烷、正丁醇、环己烷等。采用浸液前后隔膜的质量 差进行测定，具体公式如下：
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5.孔隙率
测试法是通过毛细管流动分析仪或压汞仪测试得到。仪器测试法得到的结 果与测试原理、实验条件的选择密切相关，且孔隙率为仪器根据孔径分布测量 情况的计算结果。
毛细管流动分析仪是通过泡点法即采用惰性气体冲破已润湿的隔膜，测量 气体流出的压力值，通过计算得到孔径参数； 压汞仪是采用压汞法即测量汞压入孔 所 施 压 力 计 算 出 孔 径 参 数 。
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5.孔隙率
计算法是目前隔膜厂家广泛使用的方法，通常是通过骨架密度、基体重量、材料尺 寸等计算出来，其计算公式为：
其中样品密度可采用已知原材的密度、真密度仪测量或注塑方法测量的结果。若用 原材或注塑方法测试，得到的结果是包含通孔、盲孔与闭孔的，若采用真密度仪测 试，其测量原理为气体置换法，测得的结果不包含内部空隙，因此所得结果应为通 孔与盲孔的孔隙率。