隔膜对锂电池的作用及影响论文，隔膜对锂电池的作用及影响

很多朋友对隔膜对锂电池的作用及影响论文，隔膜对锂电池的作用及影响不是很了解，每日小编刚好整理了这方面的知识，今天就来带大家一探究竟。

锂电池组是由多个单体锂电池并联和串联组成的锂电池组件。要说锂电池组隔膜材料的作用，可以从锂电池隔膜材料的作用说起。因此，本文的主要内容是锂电池隔膜材料的作用以及隔膜对锂电池的影响。

隔膜是锂电池结构中最关键的内部部件之一。隔膜的主要作用是分隔正负极板，防止电池短路，保证充放电时离子的正常通过和电池的正常工作。其性能直接影响电池的容量、倍率、寿命和安全性。具体是怎么影响的？

锂电池组隔板的作用锂电池的主要部件有正负极、隔板、有机电解液和电池外壳。在这些结构中，膜片是关键的内部元件之一。隔膜有两个主要功能。第一个功能是作为绝缘层。绝缘层的存在可以有效防止锂电池内部因正负极接触而造成的短路。

第二个作用是作为半透层，可以阻止较大的分子通过，允许较小的带电离子通过，这样可以改善正负极附近的浓度差，有利于离子的扩散，从而提高锂电池的存储效率。

隔膜不仅对锂电池内部的化学反应有用，而且对外部的物理反应也有用。比如锂电池被外界硬物挤压刺破，就相当于给锂电池多上了一层保险。一般情况下，可以保证锂电池组只有受到外物冲击才会膨胀，而不是直接爆炸。隔膜对锂电池和电压的影响

隔膜越薄，离子迁移通道越短，极化现象越弱，锂电池低温电压平台越高。如果隔膜的孔过大，会加速锂电池的自放电过程，从而降低电池的电压一致性。更厚的隔膜可以更好的保证锂电池受到外物冲击时正负极的内部隔离，所以更厚的隔膜也意味着更好的安全性。

因为锂电池在连续使用过程中温度会升高，所以隔膜一般具有提供热关断的附加功能。当锂电池组的内阻增加三个数量级时，隔膜的热关断功能就会开始工作。隔膜的透气性与用其组装的锂电池的内阻成正比，即隔膜的透气性越高，锂电池的内阻越大。

隔膜能否被锂电池使用的电解液完全浸透，也会影响电池的内阻。电解质的润湿性与膜材料本身及其内部微观结构有关。表1:部分隔板性能和电池性能对比厚度之间的相关性

厚度与内阻有关，厚度越薄，内阻越小，从而实现大功率充放电。在一定的机械强度下越小越好，穿刺强度越粗越好。对于消耗型锂离子电池，一般采用25m作为隔膜厚度的标准。然而，随着便携式产品需求的增加，16m甚至更薄的振膜已被广泛使用。

对于动力电池来说，装配过程中的力学要求使得所需隔膜更厚，安全性能对于动力电池来说至关重要，更厚的隔膜意味着更好的安全性。

隔膜厚度的均匀性是一项特别重要的质量指标，直接影响隔膜辊的外观质量和内部性能，在生产过程中必须严格控制。在高度自动化的隔膜生产线上，隔膜厚度由在线非接触式测厚仪自动检测和控制，具有高精度和快速反馈的控制系统。膜片的厚度均匀性包括纵向厚度均匀性和横向厚度均匀性，其中横向厚度均匀性尤为重要，一般要求控制在1微米以内。

孔径锂电池的隔膜材料本身具有微孔结构，微孔在整个隔膜材料中的分布要均匀。目前使用的电极颗粒一般在10微米量级，孔径一般在0.03-0.12um，孔径过小电阻增大，孔径过大阳极和阴极接触或被枝晶刺穿短路。一般来说，亚微米孔径的隔膜足以阻止电极颗粒直接通过。当然也不排除一些电极表面处理不好，灰尘较多导致的微短路等情况。多孔性

孔隙率是单体膜中孔隙的体积百分比，与原料树脂和膜的密度有关。孔隙率和内阻有一定的关系，但不同膜之间的孔隙率绝对值不能直接比较。现有的锂离子电池隔膜的孔隙率在40%-50%之间。抗渗透性

从理论上讲，隔膜并不是电池的必要部分，而是未来为满足工业生产的要求而添加的，所以隔膜需要满足一个很重要的性能：不能恶化电池的电化学性能，主要表现在内阻上。使用两个参数来评估该性能：麦克马林数：包含电解质的隔膜的电阻率与电解质本身的电阻率之间的比率。数值越小越好。消耗型锂离子电池的价值约为8。

格利数：一定体积的气体在一定压力下通过一定面积的膜片所需的时间。与隔膜组装的电池内阻成正比，即数值越大，内阻越大。但是简单的比较两种不同隔膜的格利数是没有意义的，因为它们的微观结构可能完全不同，但是同一个隔膜的格利数可以很好的反映内阻。温度

闭孔温度：当电池内部发生放热反应，如自热、过充或电池外部短路时，会产生大量热量，导致微孔闭合，从而阻断离子的持续传递，形成开路保护电池。微孔闭合时的温度是闭孔温度。但是，对于小型电池，热关机机制的作用非常有限。一般PE是130-140，PP是150。闭孔温度越低越好。

破膜温度是指电池内部自热，外部短路使电池内部温度升高。超过关闭温度后，微孔闭塞阻挡电流通过，热熔性能温度进一步上升，导致隔膜破裂，电池短路。破裂时的温度是膜破裂温度。最好在较高的温度下破膜。击穿强度

在一定的速度（每分钟3-5米）下，让一个没有锐边缘的直径为1mm的针刺向环状固定的隔膜，为穿透隔膜所施加在针上的最大力就称为穿刺强度。足够的穿刺强度可以防止锂枝晶、极片毛刺刺穿隔膜造成短路，抗穿刺强度值一般在300-500g。但是测试的时候所用的方法和实际电池中的情况有很大的差别，直接比较两种隔膜的穿刺强度不是特别合理。

机械强度

机械强度主要是指隔膜的拉伸强度，足够的拉伸强度可以防止隔膜变形。隔膜的拉伸强度与制膜的工艺有关。采用单轴拉伸，隔膜在拉伸方向上与垂直方向强度不同；而采用双轴拉伸时，隔膜在两个方向上一致性会相近。一般拉伸强度主要是指纵向强度要达到100MP以上，横向强度不能太大，过大会导致横向收缩率增大，这种收缩会加大锂电池厂家正、负极接触的几率。

浸润性

为了保证电池的内阻不是太大，要求隔膜是能够被电池所用电解液完全浸润。浸润度一方面跟隔膜材料本身相关，另一方面个隔膜的表面及内部微观结构密切相关。较好的浸润性有利于提高隔膜与电解液的亲和性，扩大隔膜与电解液的接触面，从而增加离子导电性，提高电池的充放电性能和容量。浸润性可通过测定其吸液率和持液率来衡量。

一致性

由于制备工艺的不同，隔膜一致性可能差别较大。一致性包括闭合温度等自身特性，以及电镜下观察孔洞的一致性和厚度的一致性等表观一致性。隔膜的一致性越高对其他方面的性能都有好处。

以上知识分享希望能够帮助到大家！