锂离子电池隔膜基础知识
锂离子电池隔膜基础知识共33页
6、纪律是自由的第一条件。——黑格 尔 7、纪律是集体的面貌，集体的声音， 集体的 动作， 集体的 表情， 集体的 信念。 ——马 卡连柯
8、我们现在必须完全保持党的纪律， 否则一 切都会 陷入污 泥中。 ——马 克思 9、学校没有纪律便如磨坊没有水。— —夸美 纽斯
10、一个人应该：活泼而守纪律，天 真而不 幼稚， 勇敢而 鲁莽， 倔强而 有原则 ，热情 而不冲 动，乐 观而不 盲目。 ——马 克思
1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲 2、最雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事，无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。——培根
《锂离子电池隔膜》课件
到关注。企业需要采取有效措施，降低生产过程中的环境污染。
03
市场波动
锂离子电池隔膜市场的需求受电动汽车和储能市场的影响较大，市场波
动较大。企业需要加强市场分析和预测，以应对市场波动带来的风险。
06
锂离子电池隔膜的未来展望
新材料与新技术的研发
总结词
随着科技的不断进步，新材料和新技术 在锂离子电池隔膜领域的应用将更加广 泛。
机械性能
隔膜的机械稳定性对电池 的寿命和安全性至关重要 。
•·
拉伸强度：隔膜应具有足 够的拉伸强度，以承受电 池充放电过程中的应力。
厚度与均匀性：隔膜的厚 度应均匀，以确保电池的 一致性和稳定性。
穿刺强度：隔膜应具有一 定的抗穿刺能力，防止因 针刺等意外因素导致的电 池短路。
热性能
•·
热收缩率：隔膜的热收缩率应尽 可能低，以确保电池在充放电过 程中的结构稳定性。
03
锂离子电池隔膜的性能要求
电化学性能
隔膜在电化学反应中的表现，直接影响 电池的充放电性能。
离子选择性：隔膜应具有适当的离子选 择性，使锂离子能够顺利通过，而其他 离子或分子则受到阻碍。
电子绝缘性：隔膜应具有良好的电子绝 缘性，防止正负极直接接触而发生短路 。
•·
离子电导率：隔膜应具有较高的离子电 导率，以降低内阻，提高电池的充放电 效率。
VS
详细描述
随着对锂离子电池隔膜性能要求的提高， 新材料和新技术的发展将为隔膜的研发提 供更多可能性。例如，新型纳米材料、高 分子材料等具有优异性能的新材料，以及 先进的制备技术、改性技术等，都可能为 锂离子电池隔膜的改进和优化提供支持。
提高生产效率与降低成本
总结词
提高生产效率和降低成本是锂离子电池隔膜 未来的重要发展方向。
锂离子电池隔膜精品文档
商品化隔膜的典型特征参数
本技术制作工艺
挤出机
精密计量泵
模头
纵拉
横拉
生产车间
The End!
谢谢大家
Gurley 数 ：一定体积的气体，在一定压力条件下通过 一定面积的隔膜所需要的时间。与隔膜装配的电池的内阻 成正比，即该数值越大，则内阻越大。
单纯比较两种不同隔膜的 Gurley 数是没有意义的，因 为可能两种隔膜的微观结构完全不一样；但同一种隔膜的 Gurley 数的大小能很好的反应出内阻的大小，因为同一 种隔膜相对来说微观结构是一样的或可比较的。
采用该法的具有代表性的公司有日本旭化成、东燃及美 国Entek等，目前主要用于单层的PE隔膜。
湿法 PE 的微孔结构 （20,000倍）
虽然孔隙率和透气性 可控范围大，但由于 湿法工艺需要消耗大 量的有机溶剂，一方 面要考虑溶剂的回收 利用，工艺复杂度增 加，使成本增加，另 一方面，污染环境。
从干、湿两种方法上看，干法双向拉伸工艺生 产的隔膜在物理性能、机械性能方面更占优势， 能够满足动力电池大电流充放电的要求。所以， 干法双向拉伸工艺生产的隔膜更适合应用于电 动汽车用动力电池。
干法双拉 PE 的微孔结构 （20,000倍）
微孔尺寸分布均匀 膜厚度范围宽 横向拉伸强度好 抗穿刺强度高 更适合动力电池
造孔工程技术
湿法
湿法又称相分离法或热致相分离法，将高沸点小分子作 为致孔剂添加到聚烯烃中，加热熔融成均匀体系，然后降 温发生相分离，拉伸后用有机溶剂萃取出小分子，可制备 出相互贯通的微孔膜材料。
目前所使用的电极颗粒一般在 10 微米的量级，而所使 用的导电添加剂则在 10 纳米的量级，不过很幸运的是 一般碳黑颗粒倾向于团聚形成大颗粒。一般来说，亚微 米孔径的隔膜足以阻止电极颗粒的直接通过，当然也不 排除有些电极表面处理不好，粉尘较多导致的一些诸如 微短路等情况。
锂离子电池隔膜基础知识
6.洗涤烘干系统
湿 法 生 产 流锂 程离 分子 解电 池 隔 膜
洗涤过程就是溶剂(萃取剂)萃取成 孔剂，溶剂取代成孔剂剂位置的过 程；而烘干过程就是加快萃取剂 的挥发，空气取代萃取剂位置的过 程，当然烘干过程也是萃取剂循环 回收的过程。经过洗涤烘干后的薄 膜由透明变成了白色，这说明锂离 子隔膜的微孔已经形成了。
隔膜是一种具有纳米级微孔的 高分子功能材料。也叫电池隔 膜、隔膜纸、多孔膜、离子交 换膜、分离膜、离子渗透膜等。 生产方法：湿法、干法（单项 拉伸、吹膜法、双向拉伸）
隔 膜 及 制 法 介 绍
湿 法 介 绍
湿法也叫热致相分离法（TIPS）,或 者溶剂萃取成孔法，其化学原理是 相分离。 基本过程是指在高温下将 聚合物溶于高沸点、低挥发性的溶 剂中形成均相液，然后降温冷却， 导致溶液产生液－固相分离或液－ 液相分离，再选用挥发性试剂将高 沸点溶剂萃取出来，经过干燥获得 一定结构形状的高分子微孔膜。 湿法生产的特点是产品均匀性好， 安全性好 ，机械性能良好，孔曲折 度高。
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。孔隙率对膜的透过性和电
锂离子电池隔膜基础
锂离子电池隔膜基础
隔膜在锂离子电池中起着非常重要的作用，它是电解液在阳极和阴极间的隔离物，允许正负电流通过，但又阻止它们的完全混合。
隔膜的性能会对电池的性能产生非常重要的影响，它必须具有良好的稳定性、良好的水分保护，同时还应具有良好的导电性和柔性。
隔膜的主要功能是防止电解质的渗透，保持正负极的电离状态，并能够有效地抵抗电池内部的氧的析出。
隔膜应具有柔软性，可以使电极表面平坦，无缺洞，并且能够有效地抑制电池内的氢气充放。
隔膜的常见材料有聚合物、金属薄膜和纳米纤维。
1.聚合物隔膜
聚合物隔膜是目前应用最广泛的类型，它的主要成分是石墨烯、碳纳米管、聚酰胺和乙烯基丙烯酸酯。
石墨烯和碳纳米管具有很好的导电性和绝缘性，对电解液渗透具有一定的阻挡性。
聚酰胺和乙烯基丙烯酸酯具有良好的柔韧性，以及很好的抗拉强度和抗撕裂性能，可以提高隔膜的耐湿性能。
2.金属薄膜隔膜
金属薄膜主要由铝、锌、锡和铜等金属组成，它具有较高的导电性，可以有效防止电解液的渗透，而且能够有效地抑制氢气的生成和放出。
3.纳米纤维隔膜。
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池
要功能是隔离正负极并阻止电池
概
内穿过，同时能够允许离子的通 过，从而完成在电化学充放电过
况
程中锂离子在正负极之间的快速
传输。隔膜性能的优劣直接影响
着电池的放电容量和循环使用寿
命。
2
隔
隔膜是一种具有纳米级微孔的
膜
高分子功能材料。也叫电池隔
及
膜、隔膜纸、多孔膜、离子交
制
换膜、分离膜、离子渗透膜等。
。闭孔温度是指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。熔融破裂温度是指将隔膜加热，当
温度超过试样熔点使试样发生破裂时的温
度。由于电池短路使电池内部温度升高，
当电池隔离膜温度到达闭孔温度时微孔闭
塞阻断电流通过，但热惯性会使温度进一
步上升，有可能达到熔融破裂温度而造成
隔膜破裂，电池短路。因此，闭孔温度和
的凸凹表面。被夹在正负极片间的
隔膜材料，需要承受很大的压力。
因此，为了防止短路，隔膜必须具
备一定的抗穿刺强度。经验上，锂
离子电池隔膜的穿刺强度至少为
11.38kg/mm。
22
隔 膜 特 性性 能之
理 化
(1)润湿性和润湿速度。较好的润湿性
有利于隔膜同电解液之间的亲和，
扩大隔膜与电解液的接触面，从而
13
聚 烯 材烃 料材 ）料 （ 原
聚乙烯英文名称：polyethylene ， 简称PE，是乙烯经聚合制得的一种 热塑性树脂。聚乙烯无味，无毒, 为白色蜡状半透明颗粒或粉末，柔 而韧，手感似蜡,具有优良的耐低 温性能(最低使用温度可达-70～100℃),化学稳定性好,能耐大多数 酸碱的侵蚀,常温下不溶于一般溶 剂,吸水性小,比水轻，电绝缘性能 优良。
锂离子电池隔膜基础ppt课件
Ls d
tGur
5.18
L d
式中：τ-孔的曲折度，Ls-气体或液体实际 通过的路程，d-隔膜的厚度
式中：tGur-Gurley值；τ-孔的曲折度；L膜厚（cm）; ε-孔隙率；d-孔径
用压降仪来测量电池隔膜的透气率
东燃16u 东然20u celgard20u celgard25u
隔膜空气渗透性/s
械性能的耐久性； 7. 隔膜不含有电解液能溶解的颗粒和金属及对电池
有害的物质。
.
隔膜作用
1. 将电池的正负极隔离以防止短路 2. 吸附电池中电化学反应进行必须的的电解质
溶液,确保有高的离子电导率 3. 保证在电池发生异常时为提高电池的安全性
而附加的使电池反应停止的功能
.
对隔膜的要求：
a.有一定的机械强度，保证在电池变形条件下不破 裂；
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需要，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。
隔膜 构造 厚度
Celgard2320 PP/PE/PP 25/20/16
采用单轴拉伸时，膜在拉伸方向与垂直拉伸方向强度不同，而采用双轴拉伸制备的隔 膜其强度在两个方向上基本一致。
东然-16u 东燃-20u Celgard-20u Celgard-25u
抗拉强度均值/Mpa 132.2 141.7 199.6 205.9
伸长率均值/% 89.64 107.96 48.06 77.16
.
(3)孔隙率。
透过性可用在一定时间和压力下通过隔膜气体的量的多少来表征，主要反 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。
锂离子电池隔膜培训
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。
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。
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.
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。
锂离子电池隔膜相关知识
锂离子电池隔膜相关知识锂离子电池是一种广泛应用于手机、平板电脑、电动汽车等领域的电池。
而隔膜是锂离子电池中极为重要的组成部分，起到分隔正负极的作用。
本文将围绕锂离子电池隔膜展开详细介绍。
一、锂离子电池隔膜的作用隔膜是锂离子电池中的重要组成部分，不仅要分隔正负极，而且要能够让锂离子通过。
它的主要作用有以下几个方面：1.防止正负极之间短路，以免电池发生故障。
2.热量不均匀时，隔膜还可以阻止热流向正负极传递，保护电池安全性。
3.能够防止电池内部严重的化学反应发生，保证电池寿命。
4.通过调整隔膜孔径和孔隙度的大小，可以影响电池中锂离子的传输性能，达到增加电池容量的目的。
二、锂离子电池隔膜的种类锂离子电池隔膜的种类一般有以下三种：1.聚丙烯隔膜聚丙烯隔膜具有良好的热稳定性和化学稳定性，使用寿命长，且在电池过充和过放时不易熔化。
它是目前应用最广泛的隔膜。
2.聚酰胺隔膜聚酰胺隔膜在电池的容量和寿命上相对聚丙烯隔膜有更好的表现，但其价格相对较高。
3.陶瓷隔膜陶瓷隔膜具有良好的化学稳定性，耐高温，耐电化学腐蚀，且有良好的防火性能。
但其价格较高，制造难度也较大。
三、锂离子电池隔膜的发展趋势锂离子电池技术的不断升级，为研发更加稳定、高效、安全的电池隔膜提供了宝贵的机遇。
近年来，一些新型材料，如锂离子导体和多层复合膜，已经应用在电池隔膜中，可以有效提高电池的性能和安全性。
此外，目前锂离子电池的生产已逐步向智能化、自动化方向发展。
通过引入大数据分析、人工智能等技术，优化锂离子电池的生产流程和制造质量，将成为未来隔膜发展的一大趋势。
四、锂离子电池隔膜应该如何选择在选择锂离子电池隔膜时，应该从以下几个方面考虑：1. 电池容量和寿命根据电池的容量和使用的环境选择对应的隔膜。
2. 安全性和可靠性选择具有良好化学稳定性和耐高温、耐电化学腐蚀性、防火性能良好的隔膜。
3. 成本对于普通的使用场合，选择价格相对较低的聚丙烯隔膜即可。
总之，锂离子电池隔膜是锂离子电池的关键组成部分之一，其质量和性能直接影响到电池的使用寿命和安全性。
锂离子电池隔膜相关知识
锂离子电池隔膜相关知识锂离子电池隔膜是电池中非常重要的一个部件，主要作用是隔离正、负极，防止电解质在两极之间短路，从而影响电池的正常运行。
除此之外，隔膜还具有控制电池内部反应速率、稳定电压和提高电池寿命等重要作用。
下面就来介绍一下锂离子电池隔膜的相关知识。
一、隔膜的类型目前，锂离子电池隔膜的类型主要有以下几种：1.聚合物隔膜：是目前用得最多的一种隔膜，具有较高的热稳定性、较小的内阻和良好的电解液湿润性。
2.玻璃纤维隔膜：通常用于高温应用，具有较高的耐热性，但对于电解质的湿润性较差。
3.陶瓷隔膜：是目前最新研发的一种隔膜，具有优异的耐高温性和机械性能。
4.晶格氧化物隔膜：通过在金属箔上沉积氧化物陶瓷保护层制成，具有优异的抗渗透性和高电导率。
二、隔膜的材料及制造工艺隔膜的材料主要有聚合物、陶瓷、玻璃纤维和晶格氧化物等。
其中，聚合物材料由于其良好的湿润性、塑性和热稳定性，成为了制造锂离子电池隔膜的主要选择。
聚合物隔膜的制造工艺可以分为两种：一种是湿法制造，利用溶剂交联等方法制备；另一种是干法制造，通过高压和高温的方法制造而成。
三、隔膜的性能参数1.厚度：隔膜厚度对于电池的内阻、容量和性能具有重要影响。
一般隔膜的厚度为10-50um。
2.孔径：隔膜的孔径可以影响电解液的传导及电池的实际性能表现。
3.热稳定性：隔膜的热稳定性主要指在高温环境下，隔膜的变形率、气泡、缩孔等，越低越好。
4.抗渗透性：隔膜的渗透性指隔膜对电解液的耗损程度，抗渗透性越好，电池的寿命越长。
5.氧化还原性能：隔膜的氧化还原性能能够影响电池的负荷承载能力和寿命。
综上所述，锂离子电池隔膜作为电池中至关重要的一个部件，对于电池的安全性、性能和寿命等方面有着至关重要的影响。
在电池生产中，应该根据实际需求和使用环境选择适当的隔膜材料和制造工艺，并注意控制隔膜的厚度、孔径、热稳定性、抗渗透性和氧化还原性能等关键性能指标，以进一步提高锂离子电池的性能和可靠性。
锂离子电池隔膜基础知识
锂离子电池隔膜基础知识锂离子电池是一种广泛应用于便携式电子设备和电动汽车等领域的重要能量存储装置。
而隔膜作为锂离子电池的关键组成部分之一，起着分隔正负极电解液，防止短路和通电性能的调控等重要作用。
下面将针对锂离子电池隔膜的基础知识进行详细介绍。
锂离子电池隔膜的基本结构包括基材和涂层两部分。
基材主要由聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）等高分子材料构成，它们具有良好的化学稳定性、物理性能和导电性能。
涂层则主要由聚丙烯酸（PPA）等材料构成，它们能提供一定的离子导电性。
1.隔离正负极电解液：锂离子电池隔膜能有效地分隔正负极电解液，阻止锂离子的直接接触。
这样可以避免正负极短路，减少电池的安全风险。
2.调控通电性能：锂离子电池隔膜的孔径大小和形状可以影响锂离子的传输速率和电池的内阻。
通过调控隔膜的孔径大小和形状，可以提高电池的输出功率和循环寿命。
3.限制电解液的扩散：锂离子电池隔膜可以限制电解液中的溶剂和盐类的扩散，防止电解液的流失和混合，维持电池的稳定性和可靠性。
1.良好的机械强度：锂离子电池隔膜需要具有足够的机械强度，以抵抗外界的挤压和变形。
2.优异的热稳定性：锂离子电池运行时会产生较高的温度，因此隔膜需要具备良好的热稳定性，以避免隔膜的热退化和电池性能的下降。
3.良好的离子导电性：隔膜要具备良好的离子传输性能，以保证锂离子的快速传输，提高电池的输出功率。
4.优异的化学稳定性：隔膜需要具备良好的化学稳定性，以避免与电解液中的溶剂和盐类发生反应，导致隔膜的化学降解和电池性能的下降。
5.适当的孔径和孔隙率：隔膜的孔径大小和孔隙率会影响锂离子的传输速率和电池的内阻。
孔径和孔隙率过大会导致电池容量下降，而孔径和孔隙率过小会导致电池内阻过高。
隔膜的制备方法：1.干法制备：干法制备的隔膜是利用电解纸或高分子薄膜的物理和化学性质进行制备。
常见的干法制备方法有水热法、吹膜法、拉伸法等。
2.液相制备：液相制备的隔膜是利用溶液中的高分子材料通过涂覆、浸渍等方法形成的。
锂离子电池隔膜及粘结剂基础知识
锂离子电池隔膜及粘结剂基础知识首先，我们来了解一下锂离子电池隔膜的作用和特点。
隔膜主要用于隔离正负极之间的电解液，防止直接接触造成短路，同时能允许锂离子的传输。
隔膜一般由聚合物材料制成，具有较好的电解质浸透性、电解质阻挡特性和机械稳定性等特点。
目前市场上主要使用的隔膜材料包括聚丙烯膜（PP）、聚乙烯膜（PE）、聚砜膜等。
其中，聚丙烯膜是最常用的隔膜材料，因其具有较好的化学稳定性、热稳定性和机械强度。
隔膜的关键性能包括电导率、孔隙率、耐热性和耐化学腐蚀性等。
电导率是指电解质在隔膜中传导的性能，高电导率可以提高锂离子电池的放电性能。
孔隙率指隔膜中的孔隙比例，较高的孔隙率可以增加电解液的浸透性，提高锂离子的传输速率。
耐热性是指隔膜在高温环境下的抗变形能力，耐化学腐蚀性则是指隔膜具有较强的耐腐蚀性，能够抵御主要成分为六氟磷酸锂的锂离子电池电解液的腐蚀。
接下来，我们来了解一下锂离子电池粘结剂的作用和特点。
粘结剂主要用于固定正负极材料和隔膜，确保它们之间的稳固连接，同时提供一定的机械支撑性。
一般来说，锂离子电池使用的粘结剂主要有聚合物粘结剂和无机粘结剂两种。
聚合物粘结剂具有较好的粘结性能和柔韧性，能够提供较好的机械支撑性，而无机粘结剂则具有较好的导电性能和耐高温性能。
粘结剂的关键性能包括黏度、粘结强度、导电性和耐化学腐蚀性等。
黏度是指粘结剂的流动性，越低代表越容易涂布在材料表面。
粘结强度是指粘结剂与正负极材料和隔膜之间的黏结程度，强的粘结强度可以确保电池组件的稳固连接。
导电性是指粘结剂能否良好地导电，较好的导电性能能提高锂离子电池的放电性能。
耐化学腐蚀性是指粘结剂具有较强的耐腐蚀性，能够抵御锂离子电池电解液的腐蚀。
总之，锂离子电池隔膜和粘结剂是保证锂离子电池性能稳定与安全的关键部件。
优质的隔膜可以提高电池的性能表现，如电导率和孔隙率等；而优质的粘结剂则可以确保电池组件的稳固连接和较好的导电性能。
因此，在锂离子电池的研制过程中，对于隔膜和粘结剂的选择和优化是十分重要的。