電池隔膜孔徑分布

標簽： 孔隙率,孔徑分布,電池隔膜，比表面測試 

隔膜是構成電池的基本材料之一，置于電池的正負電極之間，有利于提高電池的比容量和比能量，降低電池的內阻。好的電池隔膜對于電子絕緣性、離子導電性、材料的厚度和均勻性、力學(xué)強度、耐堿性、透氣性以及電化學(xué)穩定性都有要求。

電池結構

    電池主要由正極、負極、隔板、電解液四部分構成，隔膜是特殊形式的隔板。在使用隔膜之前，漿糊紙曾用作隔板廣泛應用于糊式電池和紙板電池中，當電池工業(yè)發(fā)展到堿性電池、二次電池之后，以前的漿糊紙已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足電池設計的要求，在多種指標上均占優(yōu)勢的隔膜就成為主要使用的隔板了。

電池隔膜的作用

    電池隔膜是電池結構中zui重要的一部分，它作為電池的正負極之間的隔離板，首先它必須具備良好的電絕緣性，其次由于它在電解液中處于浸濕狀態(tài)，必須具備良好的耐堿性，并且要有良好的透氣性等。因此電池制造商在選擇隔膜時(shí)多選用在較廣的溫度范圍內（-55℃～85℃保持電子穩定性、體積穩定性、和化學(xué)穩定性，對電子呈高阻，對離子呈低阻，便于氣體擴散的盡量薄的隔離板。

    隔膜孔徑分布性能的好壞在很大程度上將影響電池的循環(huán)壽命和自放電狀況，隔膜孔洞、厚度、阻抗的設計也成為判別電池品質(zhì)好壞的重要指標。對于鎳氫電池，如果隔膜的透氣性不好，電池過(guò)充時(shí)正極產(chǎn)生的氧氣可能無(wú)法被快速復合掉，造成電池內壓升高，當壓力升高達到一定值后將從安全閥泄壓從而造成電解液的損失；隔膜透氣性好將有利于電池的氧復合順利進(jìn)行，增加電池的耐過(guò)充性能。對于鋰電池，如果隔膜的透氣性不好，將影響鋰離子在正負極之間的傳遞，繼而影響鋰電池的充放電。

對于鋰離子電池用隔膜孔徑分布，基本性能參數如下：

1、厚度：

2、透氣率：

3、浸潤度：

4、化學(xué)穩定性：

5、孔徑及分布：一般來(lái)說(shuō)，隔膜為了阻止電極顆粒的直接接觸，很重要的一點(diǎn)是防止電極顆粒直接通過(guò)隔膜。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(guò)很幸運的是一般炭黑顆粒傾向于團聚形成大顆粒。一般來(lái)說(shuō)，亞微米孔徑的隔膜足以阻止電極顆粒的直接通過(guò)，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：

7、熱穩定性：

8、閉孔溫度、破膜溫度：

9、孔隙率：目前，鋰離子電池用隔膜的空隙率為40%左右?？讖椒植?，孔隙率的大小和內阻有一定的關(guān)系，但不同種隔膜之間的孔隙率的值無(wú)法比較

市場(chǎng)情況：

目前隔膜供應商主要為以下幾家：

美國：Celgard（三層PP/PE/PP）,Entek（單層PE）

荷蘭：DSM（單層PE）

德國：Degussa（為無(wú)機有機復合膜，較厚，主要適用于動(dòng)力型大電池）

日本：Asahi,Tonen（單層PE）,UBE（三層PP/PE/PP）

此外國內有三到五家在做，但目前產(chǎn)品性能還不盡人意。國內制作的目前主要有以下一些問(wèn)題：

1、孔隙率不夠：

2、厚度不均

3、有針孔

4、均勻度不夠

5、強度不夠

總結：

理想的電池隔膜孔徑分布值應該在100nm左右，但目前國產(chǎn)的電池隔膜孔徑值僅在幾微米，這就要要求有專(zhuān)業(yè)的測試儀器進(jìn)行相關(guān)研究開(kāi)發(fā)，以滿(mǎn)足國內市場(chǎng)的空缺。貝士德儀器科技（北京）有限公司專(zhuān)業(yè)研發(fā)、生產(chǎn)孔徑測試儀，孔徑分布,比表面積測試，可對0.35-500nm之間的孔徑進(jìn)行的測試與分析。詳情請登錄：www.beishide.com

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