锂电池隔膜培训知识
技术部 云小芳
主要内容
一、锂离子电池隔膜简介 二、锂离子电池对隔膜的要求 三、锂离子电池隔膜性能参数 四、复合隔膜对电池性能的影响 五、隔膜所使用材料 六、隔膜制作工艺 七、隔膜市场的现状
一、隔膜的简介
具有电子绝缘性，保证正负极的机械隔离； 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； 耐电解液腐蚀，电化学稳定性好； 对电解液的浸润性好并具有足够的吸液保湿能力； 具有足够的力学性能，包括穿刺强度、拉伸强度等； 空间稳定性和平整性好； 热稳定性和自动关断保护性能好。
锂离子电池隔膜作用示意图 锂离子隔膜实物图
三、锂离子电池对隔膜的要求
具有电子绝缘性，保证正负极的机械隔离； 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； 耐电解液腐蚀，电化学稳定性好； 对电解液的浸润性好并具有足够的吸液保湿能力； 具有足够的力学性能，包括穿刺强度、拉伸强度等； 空间稳定性和平整性好； 热稳定性和自动关断保护性能好。
四、锂电池隔膜的性能参数

①厚度 对于消耗型锂离子电池（手机、笔记本电脑、数码相机中使用的电池），25微米的隔膜逐渐成为标准。然而，由于人们对便携式产品的使用的日益增长，更薄的隔膜，比如说 20 微米、18 微米、16 微米、甚至更薄的隔膜开始大范围的应用。 对于动力电池来说，由于装配过程的机械要求，往往需要更厚的隔膜，当然对于动力用大电池，安全性也是非常重要的，而厚一些的隔膜往往同时意味着更好的安全性，EV/HEV使用的是厚度为40微米左右的隔膜。
②透气率 MacMullin 数 ：含电解液的隔膜的电阻率和电解液本身的电阻率之间的比值 。此数值越小越好，消耗型锂离子电池的这个数值为接近 8。 Gurley 数 ：一定体积的气体，在一定压力条件下通过一定面积的隔膜所需要的时间。与隔膜装配的电池的内阻成正比，即该数值越大，则内阻越大。 单纯比较两种不同隔膜的 Gurley 数是没有意义的，因为可能两种隔膜的微观结构完全不一样；但同一种隔膜的 Gurley 数的大小能很好的反应出内阻的大小，因为同一种隔膜相对来说微观结构是一样的或可比较的。
③浸润度 为保证电池的内阻不是太大，要求隔膜是能够被电池所用电解液完全浸润，这与隔膜材料本身和隔膜的表面及内部微观结构相关。 粗略判断：取典型电解液（如 EC：DMC=1:1，1M LiPF6），滴在隔膜表面，看是否液滴会迅速消失被隔膜吸收 。 精确判断：用超高时间分辨的摄像机记录从液滴接触隔膜到液滴消失的过程，计算时间，通过时间的长短来比较两种隔膜的浸润度。 ④化学稳定性 要求隔膜在电化学反应中是惰性的，且对强还原、强氧化不活泼，机械强度不衰减，不产生杂质。一般认为，目前隔膜用材料PE或PP可满足化学惰性要求。