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    電池隔膜孔徑分布

    發布時間:2012-07-13 點擊量:1805

    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、力學強度、耐堿性、透氣性以及電化學穩定性都有要求。

    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,當電池工業發展到堿性電池、二次電池之后,以前的漿糊紙已經無法滿足電池設計的要求,在多種指標上均占優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,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,電池過充時正極產生的氧氣可能無法被快速復合掉,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行,增加電池的耐過充性能。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、化學穩定性:

    5、孔徑及分布:一般來說,隔膜為了阻止電極顆粒的直接接觸,很重要的一點是防止電極顆粒直接通過隔膜。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,不過很幸運的是一般炭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:

    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系,但不同種隔膜之間的孔隙率的值無法比較

    市場情況:

    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(為無機有機復合膜,較厚,主要適用于動力型大電池)

    日本:Asahi,Tonen(單層PE),UBE(三層PP/PE/PP)

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

    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,但目前國產的電池隔膜孔徑值僅在幾微米,這就要要求有專業的測試儀器進行相關研究開發,以滿足國內市場的空缺。貝士德儀器科技(北京)有限公司專業研發、生產孔徑測試儀,孔徑分布,比表面積測試,可對0.35-500nm之間的孔徑進行的測試與分析。詳情請登錄:www.beishide.com

       貝士德儀器科技(北京)有限公司是國內專業比表面積儀生產廠家,在中國早期從事氮吸附比表面積儀和比表面及孔徑分析儀的研發、生產、銷售、培訓等,是北京中關村科技園認定的高新技術企業。
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