在鋰離子電池的內(nèi)部，隔閡不僅要防止正負(fù)極之間接觸，到達(dá)電子絕緣的效果，還要保持一定的孔隙率允許電解液中的離子穿過隔閡，在正負(fù)極之間往復(fù)運(yùn)動(dòng)。在滿足上述的基本要求的同時(shí)，隔閡還要到達(dá)安全性的要求，例如在充放電循環(huán)過程中在負(fù)極的表面會(huì)構(gòu)成鋰枝晶，尖利的鋰枝晶發(fā)展到一定的程度可能會(huì)穿透隔閡導(dǎo)致正負(fù)極之間發(fā)作短路，釋放很多的熱，然后引發(fā)鋰離子電池的熱失控，導(dǎo)致嚴(yán)重的安全事故。或者在電池發(fā)作擠壓針刺的過程中，由于部分短路點(diǎn)釋放出很多的熱，導(dǎo)致隔閡發(fā)作熱縮短，導(dǎo)致大面積的正負(fù)極接觸，直接引起電池起火爆炸，因此隔閡對(duì)鋰離子電池的性能和安全性都有著重要的影響。

為了滿足鋰離子電池隔閡對(duì)性能和安全性方面的要求，人們開發(fā)出了多種復(fù)合隔閡，例如PP-PE-PP三層復(fù)合隔閡，在電池溫度高于130℃時(shí)，中間層的PE層會(huì)發(fā)作熔化，而兩邊的PP隔閡熔點(diǎn)較高，起到支撐效果，熔化的PE堵塞PP隔閡上的孔隙，然后到達(dá)阻斷放電的效果。再如陶瓷涂層隔閡，在一般隔閡的基體上涂布Al2O3等無機(jī)氧化物，在高溫時(shí)對(duì)隔閡起到支撐效果，減少隔閡縮短，然后提高鋰離子電池的安全性。

近來，麻省理工學(xué)院的XiaoweiZhang等人對(duì)多種不同工藝和結(jié)構(gòu)的隔閡進(jìn)行了機(jī)械性能的研討，剖析了導(dǎo)致隔閡失效的機(jī)械參數(shù)。這些隔閡包含了干法工藝制備的PE隔閡和三層復(fù)合隔閡，濕法工藝制備的陶瓷涂層隔閡，以及無紡布工藝制備的隔閡，這基本上涵蓋了目前市場(chǎng)經(jīng)常見的隔閡類型。試驗(yàn)重要測(cè)驗(yàn)了上述幾種隔閡在縱向（MD）、橫向（TD）和對(duì)角線方向（DD）的單向拉伸強(qiáng)度，厚度緊縮試驗(yàn)和軸向穿刺試驗(yàn)，這些試驗(yàn)提醒各種隔閡的失效機(jī)械參數(shù)。XiaoweiZhang等人依據(jù)上述成果建立了一個(gè)PE隔閡的有限元模型，準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)了PE隔閡在單向拉伸試驗(yàn)和厚度緊縮試驗(yàn)中的PE隔閡的反應(yīng)成果。

具體試驗(yàn)過程如下，首先將參與測(cè)驗(yàn)的隔閡資料依據(jù)ASTM針對(duì)薄膜資料的D882標(biāo)準(zhǔn)的要求，制成了具有規(guī)矩形狀的長(zhǎng)條形試樣，拉伸試驗(yàn)選用Instron5944單向拉力機(jī)進(jìn)行測(cè)驗(yàn)，拉力加載速度為25mm/min。測(cè)驗(yàn)成果發(fā)現(xiàn)，干法工藝制備的PE隔閡和三層復(fù)合隔閡在各個(gè)方向的抗拉強(qiáng)度上有很大的差距，例如在縱向MD上，抗拉強(qiáng)度》120MPa，在橫向TD和對(duì)角線方向上僅》20MPa。而濕法工藝制備的隔閡在各個(gè)方向上具有相似的抗拉強(qiáng)度（》140MPa），而無紡布工藝制備的隔閡的抗拉強(qiáng)度最差（《35MPa），無紡布隔閡在縱向和橫向具有相似的強(qiáng)度，可是對(duì)角線方向抗拉強(qiáng)度要顯著弱很多。

為了測(cè)驗(yàn)隔閡的厚度緊縮性能，XiaoweiZhang將隔閡卷繞成具有40層的圓柱形結(jié)構(gòu)，直徑為16mm，首先給卷芯選用0.5MPa進(jìn)行加壓，保證隔閡層間沒有間隙，然后逐步添加壓力直到100MPa。通過上述加壓試驗(yàn)后，干法工藝制備的PE和三層復(fù)合隔閡在軸向上變構(gòu)成橢圓，可是濕法陶瓷涂層隔閡和無紡布工藝隔閡則仍然在測(cè)驗(yàn)后保持了圓形結(jié)構(gòu)，這重要是由于干法隔閡各向異性較大，而濕法隔閡和無紡布隔閡各個(gè)方向上抗拉強(qiáng)度近似形成的。對(duì)隔閡卷芯的應(yīng)變測(cè)驗(yàn)也發(fā)現(xiàn)，在壓力加載的過程中干法工藝制備的PE和三層復(fù)合隔閡在20MPa左右存在一個(gè)顯著的屈服點(diǎn)，而且應(yīng)變也大于濕法工藝隔閡和無紡布工藝隔閡，后者在測(cè)驗(yàn)中未呈現(xiàn)顯著的屈服點(diǎn)。

穿刺強(qiáng)度試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，干法工藝制備的PE隔閡和三層復(fù)合隔閡會(huì)在沿著縱向的方向上呈現(xiàn)一個(gè)較長(zhǎng)的裂縫，而關(guān)于濕法工藝和無紡布工藝隔閡，失效多數(shù)只呈現(xiàn)在部分，而且呈現(xiàn)圓形破口。

該項(xiàng)研討向我們展示了現(xiàn)在市場(chǎng)上重要隔閡種類在單向抗拉強(qiáng)度、厚度緊縮和穿刺強(qiáng)度，以及在失效形式上的差異。研討發(fā)現(xiàn)，干法工藝制備的PE和三層復(fù)合隔閡在各個(gè)方向上的抗拉強(qiáng)度存在很大的差異，縱向MD抗拉強(qiáng)度遠(yuǎn)大于橫向TD抗拉強(qiáng)度，而濕法工藝制備的隔閡在各個(gè)方向上具有相似的抗拉強(qiáng)度，而且高于其他類型的隔閡，在厚度緊縮試驗(yàn)中由于干法隔閡各項(xiàng)異性很大，然后導(dǎo)致隔閡卷芯塑性變形較大，而在穿刺試驗(yàn)中濕法隔閡也展現(xiàn)出了最高的穿刺強(qiáng)度，而且只呈現(xiàn)了部分的圓形破口，而PE隔閡則呈現(xiàn)了長(zhǎng)條形的裂縫。