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钜大锂电池 >> 常见问题 >> 锂离子电池透气性和隔膜电阻的关系

锂离子电池透气性和隔膜电阻的关系


发布时间:2011-12-14 13:51:18  来源:钜大电子锂电事业部 点击次数:

       锂离子电池内部透气性是反映隔膜的孔隙率、孔径大小等内部结构综合因素的一个参数。孔的大小用SEM观察,对照片图像分析孔径分布作一统计处理,能够直接得到孔径的分布。用SEM观察之前,需要进行导电性前处理,观察的区域是非常有限的一部分,从这部分当中可以获取一些信息。干法生产的隔膜的孔径分布从SEM观察是/分布。
        孔径的大小可以采用压汞法测定,强迫汞从这些微孔中通过,因为通过的汞的体积和压力、微孔的大小有关。因此,通过这个体积可以求出孔的大小。与SEM直接观察法相比较,这种方法得出的数值偏大,大致存在着线性关系。一轴延伸法和二轴延伸法子L的形状有很大的差别。一轴延伸法干法制造的PP隔膜,SEM观察到的代表性数值是宽0.04btm,长0.12btm,宽高比是0.33左右。
        隔膜的孔率与原材料树脂以及最终制品的密度有关,孔率是孔的体积和隔膜体积的比值,市售隔膜的孔率大致在35%一60%范围内。微子L隔膜的内部孔结构是一个很重要的特性,孔构造特性用膜的厚度和气体或液体在实际膜当中通过的路径的比例来表示,称之为曲折系数。
        孔结构即孔的大小和子L率与电池的放电特性和循环特性及Shutdown特性都有关系。一般说来湿法生产的隔膜,形成纤维状的三维结晶组织,因此有比较高的曲折系数。干法生产的隔膜了L的构造在厚度方向上比较深,厚度方向上是贯通的,因而曲折系数比较小。锂电池放电特性一般对膜的电阻而言,低曲折系数是有利的;而对于短路时的Shutdown特性来讲,则高的曲折系数有利。
        透气性和电阻的关系,孔的大小和曲折度的测定都不方便,比较简单的方法就是测定透气度,透气度与孔的大小的乘积是成比例的,从这一分析结果来推算,湿法生产的隔膜曲折系数是8左右,干法生产的是3左右。特性当外部发生短路时或有大电流通过电池时隔膜微孔闭塞,切断电流通过电池的回路。隔膜在大电流或外部短路时微孔闭塞,切断电流回路的功能称为隔膜的Shutdown特性。
        Shutdown温度是隔膜特性的一个重要参数。影响隔膜Shutdown温度的因素很多,其中隔膜使用的材料(分子量、分子结构等的影响最大。熔点为125℃的聚乙烯和熔点为158~C的聚丙烯,外部短路时大电流通过电池造成电池发热、微孔闭塞的温度是不同的。孔的结构、孔率、孔径的大小对Shutdown特性都有影响,定性分析,高曲折度、小孔径的隔膜安全性要高。PE,,Pl,PP隔膜的热特性比较, PE材质的隔膜由于生产工艺的差别导致Shutdown特性不一样。为了提高锂离子电池隔膜在Shutdown熔化温度的范围,保证隔膜在Shutdown后仍有良好的机械性能,开发了PP/PE/PP复合隔膜,这种组成中PE的熔点较低,在电池温度升高时首先发生Shutdown,而熔点更高的PP在这种温度下仍能保持良好的机械特性。复合隔膜具有二者的优势,这种多层的隔膜是PP夹着PE的三层夹层结构,Shutdown特性、熔融指数(melt index)以及穿刺强度等都得到了改善。除了这种复合隔膜之外,人们还开发了PP基分散右PE的隔障。

 
 
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