什么是隔膜？隔膜的主要作用有哪些

隔膜又被稱為隔離膜，可視為一層多孔的塑料薄膜，是鋰電材料中技術(shù)較高且附加值高的材料。

隔膜位于鋰離子電池正極片與負(fù)極片之間，是關(guān)鍵的內(nèi)層組件之一。



圖片來源：學(xué)堂在線《鋰離子電池材料與技術(shù)》

隔膜的主要作用是將電池的正負(fù)極分隔開，防止正負(fù)極接觸而短路。隔膜還具有可以使鋰離子通過的功能。



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隔膜性能決定了鋰離子電池的界面結(jié)構(gòu)和內(nèi)阻等，可以影響電池的容量、循環(huán)、安全等性能。性能優(yōu)異的隔膜可以提高電池的綜合性能。



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1、鋰離子電池對(duì)隔膜的八項(xiàng)要求

（1）具有電子絕緣性，保證正負(fù)極的機(jī)械隔離。

（2）有一定的孔徑和孔隙率，保證低的電阻和高的離子電導(dǎo)率，具有優(yōu)良的鋰離子透過性。

（3）對(duì)電解液的浸潤(rùn)性好，并具有足夠的吸液保濕能力，以利于提高離子電導(dǎo)率。

（4）耐電解液腐蝕，具有較好的化學(xué)與電化學(xué)穩(wěn)定性。隔膜材料必須在任何條件下不與電解液和電極材料發(fā)生化學(xué)副反應(yīng)，尤其是在滿充電條件下，對(duì)強(qiáng)還原性的負(fù)極和強(qiáng)氧化的正極仍然保持穩(wěn)定。

（5）具有足夠高的力學(xué)強(qiáng)度，且厚度盡量薄。因?yàn)楦裟ぷ鳛榉腔钚圆牧希粎⑴c鋰離子電池的能量轉(zhuǎn)換，所以在提高能量密度的要求下，隔膜材料應(yīng)盡可能在保證基本功能和安全的前提下，減小質(zhì)量和厚度。

（6）熱穩(wěn)定性較高，且具有熱關(guān)閉功能。熱關(guān)閉功能是指在電池發(fā)生熱失控的溫度下，關(guān)閉電池，防止熱失控發(fā)生的功能。熱關(guān)閉功能是隔膜在電池內(nèi)部的一種主動(dòng)安全策略，但需要注意的是，熱關(guān)閉功能是一種不可逆機(jī)制，在熱關(guān)閉觸發(fā)以后，電池也會(huì)因?yàn)楦裟ら]孔而失效。

（7）不含有電解液可溶的顆?；蚪饘匐s質(zhì)等對(duì)電池性能有害的物質(zhì)。

（8）厚度、面密度、孔徑分布等空間一致性較高，平整性較好。

2、常見的隔膜類型

市場(chǎng)中比較常見的隔膜包括三種類型：多孔聚合物膜、無紡布隔膜、無機(jī)復(fù)合膜。



圖片來源：學(xué)堂在線《鋰離子電池材料與技術(shù)》

（1）多孔聚合物膜 多孔聚合物膜是指通過機(jī)械方法，熱致相分離法、浸沒沉淀法等多種方法制備的孔隙分布均勻的鋰離子電池隔膜。

常見的多孔聚合物膜包括：聚乙烯（PE）單層膜、聚丙烯（PP）單層膜。



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（2）無紡布隔膜

無紡布隔膜是由定向或隨機(jī)的纖維構(gòu)成的鋰離子電池隔膜，通常與有機(jī)物或陶瓷凝膠復(fù)合。



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（3）無機(jī)復(fù)合膜

無機(jī)復(fù)合膜一般是指無機(jī)納米顆粒復(fù)合而得到的鋰離子電池隔膜。

3、展望

未來，高孔隙率、高熱阻、高熔點(diǎn)、高強(qiáng)度、對(duì)電解液具有良好的浸潤(rùn)性是鋰離子電池隔膜材料發(fā)展的五個(gè)方向。

另外，當(dāng)前學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界均在進(jìn)行全固態(tài)電池技術(shù)與關(guān)鍵材料的開發(fā)，未來的隔膜可能以全新的形態(tài)出現(xiàn)在鋰離子電池中。

審核編輯：劉清