什么是电池隔膜

电池隔膜 battery separator 　　
    一、概述 　　
    电池隔膜是指在电池正极和负极之间一层隔膜材料，是电池中非常关键的部分，对电池安全性和成本有直接影响，其主要作用是：隔离正、负级并使电池内的电子不能自由穿过，让电解质液中的离子在正负极之间自由通过，。电池隔膜的的离子传导能力直接关系到电池的整体性能，其隔离正负极的作用使电池在过度充电或者温度升高的情况下能限制电流的升高，防止电池短路引起爆炸，具有微孔自闭保护作用，对电池使用者和设备起到安全保护的作用。

　　
    二、隔膜的种类 　　
    电池隔膜一般是用PE（聚乙烯）,PP（聚丙烯）来制备，分为单层PE、PP膜，3层PP、PE膜， 　　

    三、制备方法 　　
    隔膜的制备方法分为干法和湿法两类， 　　
    干法是将聚烯烃树脂熔融、挤压、吹膜制成结晶性聚合物薄膜，经过结晶化处理、退火后，得到高度取向的多层结构，在高温下进一步拉伸，将结晶界面进行剥离，形成多孔结构，可以增加薄膜的孔径。干法有单向拉伸和双向拉伸两种方式。 　　
    湿法又称相分离法或热致相分离法，将液态烃或一些小分子物质与聚烯烃树脂混合，加热熔融后，形成均匀的混合物，然后降温进行相分离，压制得膜片，再将膜片加热至接近熔点温度，进行双向拉伸使分子链取向，最后保温一定时间，用易挥发物质洗脱残留的溶剂，可制备出相互贯通的微孔膜材料。 　

　
    四、电池结构

    电池主要由正极、负极、隔板、电解液四部分构成，隔膜是特殊形式的隔板。在使用隔膜之前，浆糊纸曾用作隔板广泛应用于糊式电池和纸板电池中，当电池工业发展到碱性电池、二次电池之后，以前的浆糊纸已经无法满足电池设计的要求，在多种指标上均占优势的 隔膜就成为主要使用的隔板了。

    五、电池隔膜的作用

    电池隔膜是电池结构中最重要的一部分，它作为电池的正负极之间的隔离板，首先它必须具备良好的电绝缘性，其次由于它在电解液中处于浸湿状态，必须具备良好的耐碱性，并且要有良好的透气性等。因此电池制造商在选择隔膜时多选用在较广的温度范围内（-55℃～85℃）保持电子稳定性、体积稳定性、和化学稳定性，对电子呈高阻，对离子呈低阻，便于气体扩散的尽量薄的隔离板。

    隔膜性能的好坏在很大程度上将影响电池的循环寿命和自放电状况，隔膜孔洞、厚度、阻抗的设计也成为判别电池品质好坏的重要指标。对于镍氢电池，如果隔膜的透气性不好，电池过充时正极产生的氧气可能无法被快速复合掉，造成电池内压升高，当压力升高达到一定值后将从安全阀泄压从而造成电解液的损失；隔膜透气性好将有利于电池的氧复合顺利进行，增加电池的耐过充性能。对于锂电池，如果隔膜的透气性不好，将影响锂离子在正负极之间的传递，继而影响锂电池的充放电。

对于锂离子电池用隔膜，基本性能参数如下：

1、厚度：

2、透气率：

3、浸润度：

4、化学稳定性：

5、孔径及分布：一般来说，隔膜为了阻止电极颗粒的直接接触，很重要的一点是防止电极颗粒直接通过隔膜。目前所使用的电极颗粒一般在10微米的量级，而所使用的导电添加剂则在10纳米的量级，不过很幸运的是一般炭黑颗粒倾向于团聚形成大颗粒。一般来说，亚微米孔径的隔膜足以阻止电极颗粒的直接通过，当然也不排除有些电极表面处理不好，粉尘较多导致的一些诸如微短路等情况。

6、穿刺强度：

7、热稳定性：

8、闭孔温度、破膜温度：

9、孔隙率：目前，锂离子电池用隔膜的空隙率为40%左右。孔隙率的大小和内阻有一定的关系，但不同种隔膜之间的孔隙率的绝对值无法比较

    六、市场情况：

目前隔膜供应商主要为以下几家：

美国：Celgard(三层PP/PE/PP),Entek(单层PE)

荷兰：DSM（单层PE)

德国：Degussa(为无机有机复合膜，较厚，主要适用于动力型大电池）

日本：Asahi,Tonen(单层PE),UBE(三层PP/PE/PP)

    七、此外国内有三到五家在做，但目前产品性能还不尽人意。国内制作的目前主要有以下一些问题：

1、孔隙率不够：

2、厚度不均

3、有针孔

4、均匀度不够

5、强度不够