鋰電池隔膜的性能參數(shù)

影響鋰電池隔膜性能的因素有：厚度、透氣率、浸潤度、化學穩(wěn)定性、孔徑、穿刺強度、熱關閉溫度、孔隙率。這些因素好壞直接影響鋰電池產(chǎn)品的好壞。下面就來看看這些鋰電池隔膜的性能參數(shù)要求吧。

①厚度

對于消耗型鋰離子電池（手機、筆記本電腦、數(shù)碼相機中使用的電池），25微米的隔膜逐漸成為標準。然而，由于人們對便攜式產(chǎn)品的使用的日益增長，更薄的隔膜，比如說20微米、18微米、16微米、甚至更薄的隔膜開始大范圍的應用。

對于動力電池來說，由于裝配過程的機械要求，往往需要更厚的隔膜，當然對于動力用大電池，安全性也是非常重要的，而厚一些的隔膜往往同時意味著更好的安全性，EV/HEV使用的是厚度為40微米左右的隔膜。

②透氣率

MacMullin數(shù)：含電解液的隔膜的電阻率和電解液本身的電阻率之間的比值。此數(shù)值越小越好，消耗型鋰離子電池的這個數(shù)值為接近8。

Gurley數(shù)：一定體積的氣體，在一定壓力條件下通過一定面積的隔膜所需要的時間。與隔膜裝配的電池的內(nèi)阻成正比，即該數(shù)值越大，則內(nèi)阻越大。

單純比較兩種不同隔膜的Gurley數(shù)是沒有意義的，因為可能兩種隔膜的微觀結(jié)構(gòu)完全不一樣；但同一種隔膜的Gurley 數(shù)的大小能很好的反應出內(nèi)阻的大小，因為同一種隔膜相對來說微觀結(jié)構(gòu)是一樣的或可比較的。

③浸潤度

為保證電池的內(nèi)阻不是太大，要求隔膜是能夠被電池所用電解液完全浸潤，這與隔膜材料本身和隔膜的表面及內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)相關。

粗略判斷：取典型電解液（如EC:DMC=1：1，1M LiPF），滴在隔膜表面，看是否液滴會迅速消失被隔膜吸收。

精確判斷：用超高時間分辨的攝像機記錄從液滴接觸隔膜到液滴消失的過程，計算時間，通過時間的長短來比較兩種隔膜的浸潤度。

④化學穩(wěn)定性

要求隔膜在電化學反應中是惰性的，且對強還原、強氧化不活潑，機械強度不衰減，不產(chǎn)生雜質(zhì)。一般認為，目前隔膜用材料PE或PP可滿足化學惰性要求。

⑤孔徑

防止電極顆粒直接通過隔膜，要求隔膜孔徑為0.01-

0.1um，小于0.01um時，鋰離子穿透能力太小，大于

0.1um時，電池內(nèi)部枝晶生成時電池易短路。

目前所使用的電極顆粒一般在10微米的量級，而所使用的導電添加劑則在10納米的量級，不過很幸運的是一般碳黑顆粒傾向于團聚形成大顆粒。一般來說，亞微米孔徑的隔膜足以阻止電極顆粒的直接通過，當然也不排除有些電極表面處理不好，粉塵較多導致的一些諸如微短路等情況。

⑥穿刺強度

穿刺強度：在一定的速度（每分鐘3-5米）下，讓一個沒有銳邊緣的直徑為1mm的針刺向環(huán)狀固定的隔膜，為穿透隔膜所施加在針上的最大力。

由于測試的時候所用的方法和實際電池中的情況有很大的差別，直接比較兩種隔膜的穿刺強度不是特別合理，但在微結(jié)構(gòu)一定的情況下，相對來說穿刺強度高的，其裝配不良率低。但單純追求高穿刺強度，必然導致隔膜的其他性能下降。⑦熱穩(wěn)定性

隔膜需要在電池使用的溫度范圍內(nèi)（-20℃~60℃）保持熱穩(wěn)定。一般來說目前隔膜使用的PE或PP材料均可以滿足上述要求。

通常，真空條件下，90℃恒溫60分鐘，隔膜橫向縱向收縮應小于5%。

③熱關閉溫度

熱關閉溫度：將模擬電池（兩平面電極中間夾一隔膜，使用通用鋰離子電池用電解液）加熱，當內(nèi)阻提高三個數(shù)量級時的溫度。

閉孔溫度：外部短路或非正常大電流通過時產(chǎn)生的熱量使隔膜微孔閉塞時的溫度。

熔融破裂溫度：將隔膜加熱，當溫度超過試樣熔點使試樣發(fā)生破裂時的溫度。

④孔隙率

大多數(shù)鋰離子電池隔膜孔隙率在30%-50%之間?？紫堵实拇笮『蛢?nèi)阻有一定的關系，但不同種隔膜之間的空隙率的絕對值無法直接比較。