锂离子电池隔膜基础ppt课件

东然-16u 9.0～11.5
东燃-20u
11.0～ 14.0
Celgard20u
9.5～12.5
Celgard- 11.5～15.5
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1.2隔膜的力学性能
(1)抗张强度：
隔膜的抗张强度与膜的制作工艺有关。
拉伸强度：MD tension,TD tension
东燃隔膜的抗拉强度要小于celgard，但伸长量要大于celgard。
东燃 PE 20/16
旭化成 PE
20/16
宇部 PP/PE/PP
20
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(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。
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(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。
P%(WwWd)(Vbb)
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。
152
185
179
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231
(5)SEM隔膜的表面形态结构
Celgard
东燃
旭化成
宇部
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（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）。 BW(mg/cm2)=重量(mg)/[3×30cm×宽度(cm)]
基重 （g/m2）
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
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。
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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
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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；
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
膜吸液量的测定: 用电解液来测定。取一小块膜， 萃取增塑剂后干燥称量干重
M1。然后将膜在电解液中浸 泡30min，待膜充分吸收电 解液后取出。用滤纸轻轻吸去
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(2)抗刺穿强度。
抗穿刺强度是指施加在给定针形物上用来戳穿给定隔 膜样本的质量，它用来表征隔膜装配过程中发生短路的 趋势。经验上，锂离子电池隔膜的穿刺强度至少为 11.38kg/mm。 由于电极是由活性物质、炭黑、增塑剂和PVDF混合 后，被均匀地涂覆在金属箔片上，再经120℃真空干燥 后制作而成的，所以电极表面是由活性物质和炭黑混合 物的微小颗粒所构成的凸凹表面。被夹在正负极片间的 隔膜材料，需要承受很大的压力。
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)
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(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需要的时间，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。
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1.3 理化性质
(1)润湿性和润湿速度。
隔膜的润湿性不好会增加隔膜和电池的电 阻，影响电池的循环性能和充放电效率。隔膜 的润湿速度是指电解液进入隔膜微孔的快慢， 它与隔膜的表面能、孔径、孔隙率、曲折度等 特性有关。
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（2）隔膜的吸液率
由于电池隔膜材料兼具电解质的功能，所以必须具备下列条件：足够的吸液率以保证离子
b.具有良好的离子透过能力，以降低电池内阻； c.优良的电子绝缘性，以保证电极间有效的隔离； d.具备抗化学及电化学腐蚀的能力，在电解液中稳
定性好； e.吸收电解液的能力强； f.成本低，适于大规模工业化生产； g.杂质含量少，性能均匀。
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1.1隔膜的结构特性
(1)厚度。锂离子电池隔膜的厚度一般≤25μm。在保证一定的机械强度的前提
通道畅通无阻，而且在电池体系中，不可避免的会有大量的副反应发生，消耗大量的电解液，
所以必须有足够的贮备，否则就会由于电解液的缺少引起界面电阻的增加，同时还会加速电解
液的消耗，这将是恶性的循环，所以吸液率是个很重要的隔膜参数。
pcuptake(M2M 1)M 1
式中 M1—浸泡后质量(g)； M2—干膜质量(g)
锂离子来自百度文库池隔膜
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应用于锂离子电池的聚烯烃隔膜
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主要内容
1.隔膜的性质及测试方法。 2.隔膜的制造工艺 3.隔膜的发展及市场情况
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1.隔膜应具备的基本性质
1. 使正负极材料避免物理接触,防止短路； 2. 易于润湿,具有良好的保液能力； 3. 具有电解液离子的透过性和低的离子电阻； 4. 具有化学和电化学稳定性； 5. 隔膜尽可能薄； 6. 隔膜保证要有一定的强度，并具有足够的物理机