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从三个方面解释18650锂电池隔膜的性能参数并分析其安全性。

从三个方面解释18650锂电池隔膜的性能参数并分析其安全性。

来源:
2021/05/11 13:41
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【摘要】:

  隔膜性能参数

  影响18650薄膜性能的因素包括:厚度、透气性、透气性、化学稳定性、孔径、穿刺强度、热封温度和孔隙率。这些因素直接影响到锂电池产品的质量。以下是18650锂电池薄膜的性能要求。

  (1)厚度

  说到一次性锂电池(用于手机、笔记本电脑和数码相机),25微米的膜片正成为标准。然而,由于便携式产品的不断增加,20、18、16甚至更薄的薄膜正在被广泛使用。

  (2)渗透率

  麦克马林数:电解质所在膜的电阻率与电解质本身电阻率的比值。数目越小越好。对于消耗型18650锂电池来说,这个数字接近8。

  格里数:给定体积的气体在给定压力下通过给定面积的膜所需要的时间。它与隔膜总成的内阻成正比,即值越大,内阻越大。

  (3)渗透程度

  为了保证电池内阻不太大,要求膜能被电池电解液完全渗透,这与膜材料本身以及膜表面和内部微结构有关。

  准确判断:用超时间分辨率相机记录从液滴接触到液滴消失的过程,计算时间,并根据时间长度比较两种膜片的穿透程度。

  化学稳定的18650锂电池隔膜

  要求膜在电化学反应中是惰性的,对强还原和强氧化不反应,机械强度不衰减,不存在杂质。一般认为目前的膜材料PE或PP都能满足化学惯量的要求。

  18650锂电池隔膜的孔径

  为了防止电极颗粒直接通过隔膜,要求隔膜孔径为0.01-

  当0.1um小于0.01um时,锂离子的穿透能力太小,不能大于

  在0.1um时,电池内部出现枝晶,容易发生短路。

  目前,使用的电极颗粒通常在10微米左右,使用的导电添加剂在10纳米左右,但幸运的是,黑碳颗粒往往聚集成更大的颗粒。一般来说,一个亚微米直径的膜片足以防止电极颗粒直接通过。当然也不能排除有些电极表面处理不好,灰尘多了会导致微短路等情况。

  6.18650锂电池隔膜击穿强度

  刺穿强度:以一定的速度(3-5m/min),将一根直径为1mm且无锋利边缘的针插入环形固定隔膜,使其最大力度刺穿隔膜。

  由于伟大的区别方法用于测试和实际电池的情况下,这并不是特别合理的直接比较两种膜的击穿强度,但在某些微观结构的情况下,相对较高的击穿强度很低,组装失败率很低。然而,对高击穿强度的追求必然会导致膜片其他性能的退化。热稳定性

  膜片在电池温度范围内保持热稳定性(-20C ~ 60C),目前一般使用的膜片PE或PP材料都能满足以上要求。

  18650锂电池隔板的热关机温度

  热关机温度:模拟电池(两个扁平电极之间有隔膜,使用普通锂电池电解液)的温度被加热,内阻增加三个数量级。

  密封温度:由外部短路或异常大电流产生的热量关闭膜片微孔的温度。

  熔断温度:当温度超过试样的熔点时,膜片受热,试样断裂的温度。

  大多数锂电池薄膜的孔隙率在30%到50%之间。孔隙度与内阻之间存在一定的关系,但不可能直接比较不同类型隔片孔隙度的绝对值。

 

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