简析锂离子电池的隔膜性能

锂离子电池的膜特性

隔膜位于正极和负极之间。其重要功能是将正极和负极的活性物质分开，防止两极接触短路。此外，在电化学反应中，必要的电解质可以维持形成离子运动的通道。隔膜材料不导电，不同类型的电池，使用不同的隔膜。关于锂离子电池来说，由于电解液是一种有机溶剂系统，所以它的膜要具备以下特性。

1.在电池系统中，其化学稳定性好，材料能承受有机溶剂。

2.机械强度高，使用寿命长。

有机电解质的离子电导率低于水溶液体系。为了减少电阻，电极面积必须尽可能大，所以膜必须薄。

当电池系统异常时，温度会升高。为了防止危险，在快速产热温度(120~140℃)开始时，热塑性塑料膜会熔化，微孔会闭合，成为绝缘体，阻止电解液通过，从而达到阻挡电流的目的。

5.从锂离子电池的角度来看，它应该被有机电解质充分浸透，并在反复充放电过程中保持高浸透率。

电池常用的膜材料是由纤维素或织物或合成树脂制成的多孔膜。锂离子电池一般采用高强度、薄膜聚烯烃多孔膜，常用的隔膜聚丙烯(PP)和聚乙烯(PE)微孔膜，以及丙烯与乙烯共聚物、聚乙烯均聚物，其中Celgard公司生产的隔膜为代表。

近年来，聚合物电解质在锂离子电池中的应用已经商业化。在锂离子电池中，聚合物电解质不仅是离子迁移的通道，而且是正极和负极材料之间的屏障。聚合物电解质可分为固体聚合物电解质和凝胶聚合物电解质，作为一种实用的聚合物电解质膜必须满足以下要求:锂离子的转移系数基本不变，以消除浓差极化;(3)可忽略的电导率，保证电极之间有效隔离;(4)电极材料具有较高的化学和电化学稳定性;

价格低廉，化学成分适宜，确保环境友好。

由于固体聚合物电解质的室温电导率较低，难以实现商品化。凝胶聚合物电解质通过固定在聚合物网络中的液体电解质分子实现离子导电，不仅具有固体聚合物的稳定性，而且具有液体电解质的高离子导电性能，具有良好的应用前景。

聚合物电解质与聚乙烯、聚丙烯膜一起形成聚合物锂离子电池膜，胶体聚合物覆盖或填充在微孔膜中，相比于非膜聚合物电解质锂离子电池，具有更好的性能，如:当内部短路时可以供应更好的保护;可减小电解液层的厚度;充电时可供应足够的安全保障;(4)具有较好的机械性能和热稳定性。可见，聚乙烯和聚丙烯膜由于其特殊的结构和性能，在离子细胞膜中起着重要的用途，除非存在真正的无液聚合物电解质。

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