鋰離子電池的膜特性

隔膜位于正極和負(fù)極之間。其重要功能是將正極和負(fù)極的活性物質(zhì)分開，防止兩極接觸短路。此外，在電化學(xué)反應(yīng)中，必要的電解質(zhì)可以維持形成離子運(yùn)動(dòng)的通道。隔膜材料不導(dǎo)電，不同類型的電池，使用不同的隔膜。關(guān)于鋰離子電池來說，由于電解液是一種有機(jī)溶劑系統(tǒng)，所以它的膜要具備以下特性。

1.在電池系統(tǒng)中，其化學(xué)穩(wěn)定性好，材料能承受有機(jī)溶劑。

2.機(jī)械強(qiáng)度高，使用壽命長。

有機(jī)電解質(zhì)的離子電導(dǎo)率低于水溶液體系。為了減少電阻，電極面積必須盡可能大，所以膜必須薄。

當(dāng)電池系統(tǒng)異常時(shí)，溫度會(huì)升高。為了防止危險(xiǎn)，在快速產(chǎn)熱溫度(120~140℃)開始時(shí)，熱塑性塑料膜會(huì)熔化，微孔會(huì)閉合，成為絕緣體，阻止電解液通過，從而達(dá)到阻擋電流的目的。

5.從鋰離子電池的角度來看，它應(yīng)該被有機(jī)電解質(zhì)充分浸透，并在反復(fù)充放電過程中保持高浸透率。

電池常用的膜材料是由纖維素或織物或合成樹脂制成的多孔膜。鋰離子電池一般采用高強(qiáng)度、薄膜聚烯烴多孔膜，常用的隔膜聚丙烯(PP)和聚乙烯(PE)微孔膜，以及丙烯與乙烯共聚物、聚乙烯均聚物，其中Celgard公司生產(chǎn)的隔膜為代表。

近年來，聚合物電解質(zhì)在鋰離子電池中的應(yīng)用已經(jīng)商業(yè)化。在鋰離子電池中，聚合物電解質(zhì)不僅是離子遷移的通道，而且是正極和負(fù)極材料之間的屏障。聚合物電解質(zhì)可分為固體聚合物電解質(zhì)和凝膠聚合物電解質(zhì)，作為一種實(shí)用的聚合物電解質(zhì)膜必須滿足以下要求:鋰離子的轉(zhuǎn)移系數(shù)基本不變，以消除濃差極化;(3)可忽略的電導(dǎo)率，保證電極之間有效隔離;(4)電極材料具有較高的化學(xué)和電化學(xué)穩(wěn)定性;

價(jià)格低廉，化學(xué)成分適宜，確保環(huán)境友好。

由于固體聚合物電解質(zhì)的室溫電導(dǎo)率較低，難以實(shí)現(xiàn)商品化。凝膠聚合物電解質(zhì)通過固定在聚合物網(wǎng)絡(luò)中的液體電解質(zhì)分子實(shí)現(xiàn)離子導(dǎo)電，不僅具有固體聚合物的穩(wěn)定性，而且具有液體電解質(zhì)的高離子導(dǎo)電性能，具有良好的應(yīng)用前景。

聚合物電解質(zhì)與聚乙烯、聚丙烯膜一起形成聚合物鋰離子電池膜，膠體聚合物覆蓋或填充在微孔膜中，相比于非膜聚合物電解質(zhì)鋰離子電池，具有更好的性能，如:當(dāng)內(nèi)部短路時(shí)可以供應(yīng)更好的保護(hù);可減小電解液層的厚度;充電時(shí)可供應(yīng)足夠的安全保障;(4)具有較好的機(jī)械性能和熱穩(wěn)定性。可見，聚乙烯和聚丙烯膜由于其特殊的結(jié)構(gòu)和性能，在離子細(xì)胞膜中起著重要的用途，除非存在真正的無液聚合物電解質(zhì)。