鋰離子電池隔膜的性能要求

目前國內(nèi)除廣東省地方標準 DB44/T 1152—2013《鋰離子電池聚乙烯隔膜》對聚乙烯隔膜的試驗方法、檢驗規(guī)則、包裝、運輸和儲存方面進行相關(guān)規(guī)范外，關(guān)于鋰離子電池隔膜的國家標準《通用鋰離子電池聚烯烴隔膜》仍在起草。

鋰離子電池隔膜的性能要求主要有：①電子絕緣性；②孔徑和孔隙率適當；③電化學穩(wěn)定性較好，耐電解液腐蝕；④熱穩(wěn)定性好，低閉孔溫度和高熔斷溫度；⑤與電解液親和性好，具有一定的吸液率；⑥足夠的力學性能和較小的厚度；⑦空間穩(wěn)定性和平整度好。

測試標準及方法

參考美國先進電池聯(lián)盟（USABC）對鋰離子電池隔膜性能參數(shù)的規(guī)定，電池隔膜性能可以分為理化性能、力學性能、熱性能和電化學性能等 [33] 。

理化性能

理化性能包括厚度、孔隙率、平均孔徑與分布、透氣性、曲折度、潤濕性、吸液率、化學穩(wěn)定性。

厚度作為電池隔膜最基本的參數(shù)，與鋰離子的通透性成反比，故在力學性能滿足實際需要的情況下，厚度應盡可能小；孔隙率是指材料內(nèi)微孔的體積占材料總體積的百分數(shù)，與電池隔膜的透氣性、吸液率、電化學阻抗性有密切的聯(lián)系，孔隙率可通過吸液法、計算法和儀器測量法得到；孔徑大小及分布一般采用SEM電鏡觀測測量，也可以使用儀器結(jié)合Laplace方程進行測量；潤濕性和吸液率是隔膜具有保持電解液的能力，以減小電池內(nèi)阻，提高電池性能。具體測試標準及方法見表1。

力學性能

力學性能主要包括穿刺強度、混合穿刺強度和拉伸強度。隔膜材料不僅要承受電池工作過程中受到電極混合物的刺穿力，也要滿足在生產(chǎn)過程中因蜷曲纏繞、包裝、制成時的物理沖擊、穿刺、磨損、壓縮和拉伸外力，對于防止電池短路有著重要的作用。具體測試方法見表2。

熱學性能

熱學性能主要包括熱閉孔溫度、熔斷溫度和熱收縮率。閉孔溫度是隔膜對電池的特殊保護機制設(shè)定，即當溫度超過閉孔溫度時，隔膜內(nèi)的微孔閉合，阻止鋰離子的通過，在一定程度上減少短路的危險；而熔融溫度則是指隔膜在高溫下破裂發(fā)生短路的溫度，該溫度越高，則短路的危險越小。具體測試方法見表3。

電化學性能

電化學性能主要包括線性伏安掃描測試（LSV）、電化學阻抗譜測試（EIS）、循環(huán)性能（CP）、離子電導率和電阻（Mac-Mullin）值，具體測試方法