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电池中的隔板是什么?

电池中的隔板是什么?


描述:

在锂电池的结构中,分离器是关键内层组件之一。分离器的性能决定了电池的接口结构和内部电阻,直接影响电池的容量,循环和安全性能。具有优异性能的分离器在提高电池的整体性能方面起着重要作用。

隔板的主要作用是将电池的正负电极分开,防止两极接触和短路,同时还具有允许电解液离子通过的功能。隔板材料是不导电的,其理化性质对电池的性能有很大的影响。电池的类型不同,所用的隔板也不同。在锂电池系列中,由于电解溶液为有机溶剂体系,需要耐有机溶剂的分离材料,一般采用具有高强度薄膜的聚烯烃多孔膜。

条件:


锂电池隔板要求

1.它具有电子绝缘,以确保正负极的机械隔离。

2.它具有一定的孔径和孔隙率,保证了低电阻和高离子导电性,对锂离子具有良好的渗透性。

3.由于电解液的溶剂是一种极性很高的有机化合物,因此隔膜必须能抵抗电解液的腐蚀,并具有足够的化学和电化学稳定性。

4.电解质具有良好的润湿性和足够的液体吸收和保湿能力。

5.具有足够的机械性能,包括刺穿强度,拉伸强度等,但厚度尽可能小。

6.空间稳定性和良好的完整性。

7.热稳定性和自动关闭保护性能良好。功率电池对隔膜的要求具有更高的要求,通常具有复合膜。

字符

锂离子电池隔膜的主要性能要求是:厚度均匀性,机械性能(包括拉伸强度和穿刺强度),透气性,物理和化学性质(包括润湿性,化学稳定性,热稳定,安全性)等。四大性能指标。

表现

锂离子电池的分离性能

分离器位于正电极和负电极之间,并且主要功能是分离正极和负极活性材料,以防止由于接触的两个电极的短路;另外,在电化学反应中,可以保持必要的电解质以形成用于离子运动的通道。分离器材料是非导电的,电池类型不同,使用的隔板是不同的。对于锂离子电池,由于电解质是有机溶剂体系,所以分离器需要具有以下性质。

1在电池系统中,其化学稳定性好,使用的材料可以抵抗有机溶剂。

2机械强度高,使用寿命长。

3有机电解质的离子电导率低于水溶液。为了减小电阻,电极面积必须尽量大,所以隔板必须薄。

4电池系统异常时,温度升高。为了防止危险,在快速加热温度(120-140°C)开始时,热塑性分离器熔化,微孔关闭,成为绝缘体,并且防止电解质通过。中断电流的目的。

5从锂电池的角度来看,应充分浸渍有机电解液,并在反复充放电过程中保持高浸渍度。

通常用于电池中的隔膜材料通常是由纤维素或织物或合成树脂制成的微孔膜。锂离子电池通常使用高强度,薄膜聚烯烃基多孔膜。常用的隔膜包括聚丙烯(PP)和聚乙烯(PE)微孔膜,以及丙烯和乙烯,聚乙烯均聚物等的共聚物。

锂离子电池广泛应用

近年来,使用用于锂离子电池的聚合物电解质已经商业化。聚合物电解质是用于锂离子电池中的离子传输的通道,并用作正面和负材料之间的分离器。聚合物电解质可以分为固体聚合物电解质和凝胶聚合物电解质。作为实用的聚合物电解质膜,必须满足以下必要条件:

1 .具有高离子电导率,降低电池内阻;

2锂离子的转移系数基本不变,以消除浓度极化;

3可忽略不计的电子电导率,以确保电极之间有效隔离;

4 .电极材料具有较高的化学和电化学稳定性;

5 .价格低廉,化学成分适宜,确保环保。

由于固体聚合物电解质具有较低的室温导电性,因此很难商业化。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传导,具有固体聚合物的稳定性和高离子电导率的液体电解质,具有良好的应用前景。

该聚合物电解质与聚乙烯和聚丙烯薄膜结合形成聚合物锂离子电池隔膜。该胶体聚合物被覆盖或填充在微孔膜中,与无膜片的聚合物电解质锂离子电池相比具有优越的性能。例如,1 .内部短路时可以提供更好的保护;2 .可降低电解液层厚度;3 .可在过度充电时提供足够的安全性;4 .具有较好的机械性能和热稳定性。可以看出,聚乙烯和聚丙烯薄膜由于其特殊的结构和性能在离子电池隔膜中占有重要的地位,除非有真正的无液聚合物电解质。

排序


根据不同的物理化学性质,锂电池隔膜材料可分为:编织膜、无纺布膜(无纺布)、微孔膜、复合膜、隔膜纸、复合膜等。聚烯烃材料具有优良的力学性能、化学稳定性和相对便宜的特性。因此,在锂电池研发初期,聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃微孔膜就被用于锂电池隔膜。虽然近年来已经开始研究用其他材料制备锂电池隔膜,如用聚偏氟乙烯(PVDF)作为体聚合物制备锂电池隔膜的相分离法,以及研究纤维素复合膜作为锂电池隔膜材料。然而,商用锂电池隔膜材料仍主要采用聚乙烯和聚丙烯微孔膜。

材料

目前市场上的分离器材料主要有聚乙烯(聚乙烯)、聚丙烯(聚丙烯)(PP)为主的聚烯烃(聚烯烃)分离器,其中PE产品主要采用湿法生产,PP产品主要采用干法生产。必威亚洲邀请赛对于PE和PP两种材料的性能。

总体:

1PP相对耐高温,PE相对耐低温;

2pp密度小于pe;

3PP熔点和闭孔温度高于PE;

4PP产必威亚洲邀请赛品比PE更脆;

5PE对环境压力更敏感。

主要隔膜材料产品有单层PP、单层PE、PP+陶瓷涂层、P必威亚洲邀请赛E+陶瓷涂层、双层PP/PE、双层PP/PP、三层PP/PE/PP,其中前两种产品主要用于3C小型电池领域,后一类产品主要用于动力锂电池领域。必威亚洲邀请赛在动力锂电池膜片材料产品中,双层PP/PP膜片材料主必威亚洲邀请赛要由中国企业生产,并在中国大陆使用。这主要是因为目前中国还没有公司可以将PP和PE做成双层复合膜。技术和能力。全球汽车动力锂电池用膜片主要由三层PP/PE/PP、双层PP/PE和PP+陶瓷涂层、PE+陶瓷涂层组成。

类别

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