本文目录一览:
- 1、锂离子电池隔膜的特性
- 2、锂电膜是什么材料?
- 3、锂离子电池隔膜的简介
- 4、锂电池中隔膜的作用
- 5、锂电池隔膜的材料
锂离子电池隔膜的特性
锂电池隔膜的要求:(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)由于电解质的溶剂为强极性的有机化合物,隔膜必须耐电解液腐蚀,有足够的化学和电化学稳定性;(4)对电解液的浸润性好并具有足够的吸液保湿能力;(5)具有足够的力学性能,包括穿刺强度、拉伸强度等,但厚度尽可能小;(5)空间稳定性和平整性好;(6)热稳定性和自动关断保护性能好。动力电池对隔膜的要求更高,通常采用复合膜。(6)隔膜受热收缩要小,否则会引起短路,进而引发电池热失控。
锂电膜是什么材料?
1、锂电池用的金属电热膜,是第一代薄膜加热产品,采用气相生长等成膜技术,将导电的金属材质附着到绝缘材质上,然后在金属层表面再覆盖一层绝缘材料,将金属层严密包裹在里面,形成薄片状导电膜。通电后,金属内阻发热,形成电热效应。常用的金属电热材料有铜和镍,不同的材料有不同的电阻率,不同的工作电压和发热功率,不同金属材质配合不同的电路设计,满足不同的用户参数要求。不同金属材质的选择,也会直接影响电热膜的造价。
2、锂电池用的无机电热膜,无机指的是导电材料为无机物,比如石墨、SiC、SiO2、导电油墨、炭纤维和其他导电硅酸盐等等。无机电热膜,将上述无机导电物质与阻燃剂、成膜剂等辅料混合到一起,一同涂抹到绝缘基材上,形成导电膜。给加热膜两端加载电压,导电层实际上是一层半导体,将电能转化成热能。
3、锂电池用的高分子电热膜,是在有机材料中加入导电粒子,加工成薄膜材料后封装,或者把导电材料涂抹在绝缘材料基底上,制成有机导电膜,再用高分子绝缘材料封装。一般工作温度没有无机电热膜高。有机电热膜类别里,硅胶加热膜、聚酰亚胺加热膜、PET加热膜,都属于应用比较广的品类。
需要说明的是,一部分无机导电材料常温下是脆性物质,比如SiO2是玻璃的主要成分,此类电热膜需要涂覆在刚性基材上,作为板型材料使用。而另外一部分表现为柔性,比如导电油墨和炭纤维。无机物耐高温,寿命长,易于取得,是一类性能优良的加热器材。但是无法弯折,变形困难是限制无机电热膜使用的重要原因。柔性的无机物电热膜能够得到更为广泛的应用。
锂离子电池隔膜的简介
隔膜的性能决定了电池的界面结构、内阻等,直接影响电池的容量、循环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。 隔膜的主要作用是使电池的正、负极分隔开来,防止两极接触而短路,此外还具有能使电解质离子通过的功能。隔膜材质是不导电的,其物理化学性质对电池的性能有很大的影响。电池的种类不同,采用的隔膜也不同。对于锂电池系列,由于电解液为有机溶剂体系,因而需要有耐有机溶剂的隔膜材料,一般采用高强度薄膜化的聚烯烃多孔膜。
锂电池中隔膜的作用
这个隔膜阻止电子通过,使电子只能走出外电路,使外电路产生电流。但是这层膜允许锂离子通过。
锂电池的隔膜还可以防止正极和负极直接接触。如果正负极直接接触,就会短路,使电池可能爆炸起火。
在使用锂电池的过程中,不要白万电池或刺破电池,这可能会损坏隔膜。
如果锂电池的隔膜坏了,那是非常危险的。
锂电池是一种能量密度高、重量轻的优秀电池。
我们平时用在手机、平板、笔记本电脑上的电池都是锂电池。
纯电动 汽车使用的锂电池有两种,一种是磷酸铁锂电池,另一种是三元锂电池。
三元锂电池的能量密度高于磷酸铁锂电池,但磷酸铁锂电池的安全性优于三元锂电池。
三元锂电池在200摄氏度开始燃烧,但磷酸铁锂电池在800摄氏度开始燃烧。
大多数纯电动汽车使用三元锂电池,因为它们重量更轻,能量密度更高。
并且很多汽车厂商在提高三元锂电池的安全性方面做了大量的工作。
锂电池隔膜的材料
市场化的隔膜材料主要是以聚乙烯(polyethylene,PE)、聚丙烯(polypropylene,PP)为主的聚烯烃(Polyolefin)类隔膜,其中PE 产品主要由湿法工艺制得,PP 产品主要由干法工艺制得。至于PE 和PP 这两种材料的特性。
总体而言:
①PP 相对更耐高温,PE 相对耐低温;
②PP 密度比PE 小;
③PP 熔点和闭孔温度比PE高;
④PP 制品比PE 脆;
⑤PE 对环境应力更敏感。
主要的隔膜材料产品有单层PP、单层PE、PP+陶瓷涂覆、PE+陶瓷涂覆、双层PP/PE、双层PP/PP 和三层PP/PE/PP 等,其中前两类产品主要用于3C 小电池领域,后几类产品主要用于动力锂电池领域。在动力锂电池用隔膜材料产品中,双层PP/PP 隔膜材料主要由中国企业生产,在中国大陆使用,这主要是因为目前阶段还没有中国企业能将PP 与PE 制成双层复合膜的技术和能力。而全球汽车动力锂电池使用的隔膜以三层PP/PE/PP、双层PP/PE以及PP+陶瓷涂覆、PE+陶瓷涂覆等隔膜材料产品为主。与此同时,其他一些新型隔膜材料产品也在不断涌现并开始实现应用,不过,因量少价高,主要还是用在动力锂电池制造领域。这些产品主要有:涂层处理的聚酯膜(PET,Polyethylene Terephthalate)、纤维素膜、聚酰亚胺膜(PI)、聚酰胺膜(PA),氨纶或芳纶膜等等。这些隔膜的优点是耐高温,且具有低温输出、充电循环寿命长、机械强度适中的特点。总的来看,锂电池隔膜材料产品呈现出明显的多样化发展趋势。