锂离子电池隔膜材料的性能要求有什么

锂离子电池隔膜作为锂离子电池四大重要材料之一，一般是绝缘性较好的材料，供应锂离子在电解液中的迁移通道。隔膜的性能参数对电池性能影响重大，例如在常用的商用隔膜材料中，材料的厚度直接影响电池内阻，孔隙大小和分布将会影响传输锂离子性能等，因此制备高性能隔膜材料关于电池的性能发挥和实际应用至关重要。影响锂离子电池隔膜性能的重要因素包括隔膜化学稳定性、力学强度、孔隙率大小及润湿性、安全保护的自关闭性能等几个方面。

⑴力学强度

隔膜在电池结构及充放电反应过程中要具有一定的机械强度。隔膜的一个重要用途是将正负极反应隔开，假如隔膜皱缩或破裂导致电解液渗透，就会发生电池短路，具有很大的安全隐患，因此隔膜要有一定的力学强度和韧性。锂离子电池在充电过程中锂离子被还原生成金属锂枝晶，这就要求隔膜材料要有一定的抗穿刺强度。另外，隔膜材料也应该具有一定的拉伸强度，锂离子电池在反应过程中会放出或吸收热量，隔膜会发生相应的涨缩，假如隔膜的拉伸强度不够，就会造成隔膜破损，也会导致短路发生。

⑵热极定性

由于锂离子电池中电解质溶液除了水溶剂，还会采用有机溶剂和非水电解液，因此隔膜应具有良好的化学稳定性和耐腐蚀性能，能够在电池多次充放电过程中实现结构的完整性与反应的稳定性。此外，锂离子电池在充放电反应中会放热，电池在持续工作时温度会升高，隔膜的热稳定性能够保证在电池长时间工作时减少收缩形变量，防止电池皱缩导致的正负极接触而导致电池短路。

⑶孔隙分布及孔隙率

隔膜为了保持锂离子良好的透过能力，材料要具备一定大小的孔隙，并保证低电阻和高离子传导率。孔隙大小将影响电池内阻及电池的安全性。孔隙太小会使离子穿透率减低而增大电池内阻，孔隙过大则会导致电池正负极接触概率增大易导致短路，起不到隔膜的效果。优良的锂离子电池隔膜应保证孔隙大小合适、分布均匀，不然会导致局部电流过大或过小，影响电池性能。

⑷其他性能

此外，隔膜的自关闭技能在电池安全性方面至关重要。自关闭机理要求隔膜在过载大量放热，温度升高过高，接近材料熔点时隔膜结构中孔隙闭合，成功隔绝离子穿梭，停止正负极反应形成断路，以在过热情况下防止电池爆炸。隔膜的浸润性也是评价隔膜性能好坏的标准之一，为保证离子的顺利传输，隔膜要和电解液充分接触，有良好的浸润性、与电解液的渗透能力和离子穿透能力。