鋰電池隔膜的作用和隔膜材料的特性詳解

鋰電池的結(jié)構(gòu)中，隔膜是關(guān)鍵的內(nèi)層組件之一。鋰電池隔膜的性能決定了電池的界面結(jié)構(gòu)、內(nèi)阻等，直接影響電池的容量、循環(huán)以及安全性能等特性，性能優(yōu)異的隔膜對提高電池的綜合性能具有重要的作用。

鋰電池隔膜的主要作用是使電池的正、負極分隔開來，防止兩極接觸而短路，此外還具有能使電解質(zhì)離子通過的功能。隔膜材質(zhì)是不導電的，其物理化學性質(zhì)對電池的性能有很大的影響。電池的種類不同，采用的隔膜也不同。對于鋰電池系列，由于電解液為有機溶劑體系，因而需要有耐有機溶劑的隔膜材料，一般采用高強度薄膜化的聚烯烴多孔膜。

市場化的隔膜材料主要是以聚乙烯（polyethylene，PE）、聚丙烯（polypropylene，PP）為主的聚烯烴（Polyolefin）類隔膜，其中PE 產(chǎn)品主要由濕法工藝制得，PP 產(chǎn)品主要由干法工藝制得。至于 PE 和 PP 這兩種材料的特性如下

1、PP 相對更耐高溫，PE 相對耐低溫；

2、PP 密度比PE ??；

3、PP 熔點和閉孔溫度比PE高；

4、PP 制品比PE 脆；

5、PE 對環(huán)境應力更敏感。

主要的電池隔膜材料產(chǎn)品有單層PP、單層PE、PP+陶瓷涂覆、PE+陶瓷涂覆、雙層PP/PE、雙層PP/PP 和三層PP/PE/PP 等，其中前兩類產(chǎn)品主要用于3C 小電池領域，后幾類產(chǎn)品主要用于動力鋰電池領域。在動力鋰電池用隔膜材料產(chǎn)品中，雙層PP/PP 隔膜材料主要由中國企業(yè)生產(chǎn)，在中國大陸使用，這主要是因為還沒有中國企業(yè)能將PP 與PE 制成雙層復合膜的技術(shù)和能力。而全球汽車動力鋰電池使用的隔膜以三層PP/PE/PP、雙層PP/PE以及PP+陶瓷涂覆、PE+陶瓷涂覆等隔膜材料產(chǎn)品為主。

與此同時，其他一些新型隔膜材料產(chǎn)品也在不斷涌現(xiàn)并開始實現(xiàn)應用，不過，因量少價高，主要還是用在動力鋰電池制造領域。這些產(chǎn)品主要有涂層處理的聚酯膜（PET，Polyethylene Terephthalate）、纖維素膜、聚酰亞胺膜（PI）、聚酰胺膜（PA），氨綸或芳綸膜等等。這些隔膜的優(yōu)點是耐高溫，且具有低溫輸出、充電循環(huán)壽命長、機械強度適中的特點?？偟膩砜?，鋰電池隔膜材料產(chǎn)品呈現(xiàn)出明顯的多樣化發(fā)展趨勢。