新型耐高温锂电池隔膜提高电池的安全性

来源：存能电气  日期：2019-08-06 16:53  浏览量：次

　　新型耐高温锂电池隔膜提高电池的安全性。电池是人们日常生活中会常常用到的物品，但它也存在安全隐患。当前电池用的隔膜主要是聚烯烃类有机隔膜，此类隔膜对电解液的润湿性较差，孔隙率较低，热稳定性差，在较高温度时容易收缩或熔融导致电池短路，严重时可引发起火或爆炸等事故，存在安全隐患，所以提高锂电池的安全性非常重要。今天就聊聊新型耐高温锂电池隔膜提高电池的安全性。

　　新型耐高温锂电池隔膜横空出世

　　新型耐高温锂电池隔膜具有诸多优点，如柔韧性高、力学强度好、孔隙率高、电解液润湿和吸附性能优良、热稳定性高、耐高温、阻燃耐火，在700℃的高温下仍可保持其结构完整性。涂布在线了解到，采用新型羟基磷灰石超长纳米线基耐高温电池隔膜组装的电池，比采用聚丙烯隔膜组装的电池具有更好的电化学性能、循环稳定性和倍率性能。

　　更重要的是，据了解，采用羟基磷灰石超长纳米线基耐高温电池隔膜组装的电池具有优异的热稳定性，可耐高温，在150℃高温环境中能够保持正常工作状态，并点亮小灯泡。

　　采用聚丙烯隔膜组装的电池在150℃高温下很快发生短路。如果采用该新型羟基磷灰石超长纳米线基耐高温电池隔膜，再匹配可耐高温的电解液和电极材料，可进一步大幅提高电池的工作温度和安全性。该研究工作对大幅提高锂离子电池的工作温度范围和锂电池的安全性具有重要意义。

　　新型耐高温锂电池隔膜材料组成

　　锂电池隔膜生产材料目前还是以聚烯烃为首选，聚烯烃材料具有强度高、防火、耐化学试剂、耐酸碱腐蚀性好、生物相容性好、无毒等优点，在众多领域得到了广泛的应用。聚烯烃化合物可以提供良好的机械性能和化学稳定性，具有高温自闭性能，一定程度上确保锂离子二次电池在日常使用上的安全性。

　　目前锂电池用隔膜一般都能够提供一个附加的功能，就是热关闭。这一特性可以为锂离子电池提供一个额外的安全保护。该功能主要参数为闭孔温度和破膜温度。闭孔温度是微孔闭合时的温度，即为闭合温度。指电池内部发生放热反应自热、过充或者电池外部短路时，这些情况都会产生大量的热量。由于聚烯烃材料的热塑性，当温度接近聚合物熔点时，微孔闭合形成热关闭，从而阻断离子的继续传输而形成断路，起到保护电池的作用。一般PE为130-140℃，PP为150℃。

　　破膜温度是指电池内部自热，外部短路使电池内部温度升高，超过闭合温度后微孔闭塞阻断电流通过，热熔性能温度进一步上升，造成隔膜破裂、电池短路。破裂时的温度即为破膜温度。

　　因此，锂电池厂家都希望隔膜有较低的闭孔温度和较高的破裂温度。闭孔温度和破膜温度均与隔膜材料的种类有很大关系。任何单层的隔膜将难以满足锂离子电池对隔膜的安全性的要求。深圳一川薄膜为了满足锂电池厂家的这种要求，开发了PE、PP多层隔膜。融合了PE的低温闭合和PP的高温破膜温度两种特性。

　　新型耐高温隔膜安全性问题

　　电池隔膜主要的功能是分隔锂电池中的正负极板，防止正负极板直接接触产生短路，因此，隔膜的性能对锂电池安全有较大影响。一般而言，考察隔膜性能的参数有如下几点：1.厚度2.透气率3.浸润度4.化学稳定性5.孔径及分布6.穿刺强度7.热稳定性8.闭孔温度、破膜温度9.孔隙率。业内对隔膜的研究，也多从这些方面去提高。

　　目前，市场上大规模应用的锂离子电池隔膜主要是聚烯烃类有机隔膜，这种隔膜生产成本低、力学性能和电化学稳定性均较好，但孔隙率偏低，对电解液的润湿性和热稳定性都较差，可能导致电池短路，严重时可引发火灾或爆炸等事故。

　　锂电池新技术不断涌现，用户最关心的是何时实现商业化，商业化了的技术才能造福于用户，才能推动锂电池产业向前发展。目前，新面世的隔膜技术和电解液技术层出不穷，然而能够商业化者不多，从实验室研发到应用于消费者的动力电池上，还有很长一段路要走。

　　由此可见，隔膜对锂电池的安全性能具有一定的影响，但绝不是唯一决定因素，隔膜的其它性能一定程度上能保证锂电池的安全使用，但是真正达到锂电池无害使用，还需从其它方面着手。