【鋰電池】差示掃描量熱儀DSC測試鋰電池隔膜閉孔溫度熔點

發(fā)布時間：

2024-11-11 10:43

來源：

上海和晟儀器科技有限公司

一、概述

隔膜的作用

1. 使電池的正，負極分隔開來，防止短路；

2. 吸附電池中電解液，確保高的離子電導(dǎo)率；

3. 有的還能防止對電池反應(yīng)有害的物質(zhì)在電極間遷移；

4. 保證在電池發(fā)生異常時使電池反應(yīng)停止，提高電池的安全性能；

主要作用

1.利用其不導(dǎo)電性使電池正負極隔開，防止短路；

2.依靠自身微孔結(jié)構(gòu)讓鋰離子通過，使電解質(zhì)反應(yīng)，保持良好的離子導(dǎo)電性；

3.外部短路或錯誤連接導(dǎo)致大電流，隔膜因熱變形使微孔閉塞切斷電流回路，確保安全.

電流切斷特性（Shutdown）Shutdown特性∶

隔膜在大電流或外部短路時微孔閉塞，切斷電流回路的功能（一種安全保護性能）.

主要參數(shù)∶隔膜的閉孔溫度（SD）和熔融破裂溫度（MD）

隔膜孔結(jié)構(gòu)的影響∶高曲折度，小孔徑對阻止和切斷異常電流有利；但有對電池離子導(dǎo)電性和放電性有負面影響.

閉孔溫度∶外部短路或非正常大電流通過時所產(chǎn)生的熱量使隔膜微孔閉塞時的溫度.

熔融破裂溫度∶給隔膜進行加熱，當(dāng)溫度超過其熔點發(fā)生破裂的溫度.

SD溫度應(yīng)低于MD溫度，而且兩個溫差大，但小于190℃（金屬鋰起火溫度）.

SD溫度是電池使用的最高溫度;

熱閉合效應(yīng)是隔膜對鋰電池的一種特殊保護機制，即當(dāng)電池的使用溫度過高時，隔膜會自動將原來可以讓鋰離子自由透過的微孔閉合，阻止鋰離子在正、負極之間的交換，使電池內(nèi)阻增大，從而避免了因溫度過高和電流過大而造成的短路甚至是爆炸的危險。

但是隔膜的閉合性是單向不可逆的，即一旦發(fā)生自閉合效應(yīng)，電池便報廢、不再具有使用價值。隔膜通常采用聚合物作為基材，因此當(dāng)電池的溫度達到了隔膜基材的熔點時，聚合物熔融流動，從而導(dǎo)致原有的微孔結(jié)構(gòu)閉合，即基材的熔點一般為隔膜的熱閉合溫度。目前市售隔膜中，PP單層隔膜的熱閉合溫度為160-165℃，PE單層隔膜的熱閉合溫度為130-135℃