我(wo)們(men)都知道(dao)電池(chi)。我(wo)們(men)也習慣(guan)了(le)它(ta)們的(de)工(gong)作方式。電池可確保我(wo)們(men)的(de)便(bian)攜(xie)式電子產(chan)品（手(shou)機、筆(bi)記本電(dian)腦(nao)等(deng)）充(chong)滿電。但(dan)是，我(wo)們(men)大多(duo)數人不(bu)了(le)解(jie)電(dian)池(chi)的(de)工(gong)作原(yuan)理(li)。不(bu)過(guo)，如(ru)果您(nin)不(bu)擔心(xin)，這(zhe)會(hui)有所(suo)幫助(zhu)。本文簡化(hua)並解(jie)釋(shi)了(le)您(nin)需要了(le)解(jie)的(de)有(you)關電池(chi)隔膜(mo)的(de)所(suo)有信(xin)息(xi)。

讓(rang)我(wo)們(men)潛入。 

什麽是電池隔膜(mo)？

電池(chi)隔膜(mo)是其陽(yang)極(ji)和(he)陰(yin)極(ji)之(zhi)間的(de)滲(shen)透(tou)膜(mo)。這(zhe)兩(liang)個(ge)是電池的(de)電(dian)極(ji)。 

隔板將(jiang)兩(liang)個(ge)電(dian)極(ji)分(fen)開以(yi)避免電短路(lu)。陽(yang)極(ji)是正(zheng)極(ji)，陰(yin)極(ji)是負極(ji)。

此外(wai)，隔板是壹(yi)個(ge)關鍵(jian)部件。它(ta)充(chong)當(dang)電(dian)子進(jin)出陰(yin)極(ji)或(huo)陽(yang)極(ji)的(de)通(tong)道(dao)。電(dian)池(chi)隔膜(mo)必須(xu)是多(duo)孔(kong)的(de)，以(yi)允(yun)許(xu)鋰離(li)子的(de)運(yun)輸(shu)。

鋰(li)離(li)子電(dian)池的(de)性能和(he)效(xiao)率(lv)取決於隔膜(mo)的(de)特性和(he)結(jie)構(gou)。

電(dian)池(chi)隔膜(mo)的(de)作用是什麽？

電池(chi)隔板的(de)作用是通(tong)過(guo)避免短路(lu)來(lai)保證(zheng)安全(quan)。

但這(zhe)還(hai)不(bu)是全(quan)部。

電池隔板的(de)主要作用是讓(rang)離(li)子安全(quan)移動。這(zhe)就(jiu)是使電池(chi)為(wei)您(nin)的(de)電(dian)子設(she)備充(chong)電的(de)原(yuan)因(yin)。 

當(dang)電(dian)池充(chong)電時(shi)，電(dian)子從(cong)陽(yang)極(ji)移(yi)動到陰(yin)極(ji)。當(dang)電(dian)子反(fan)向運(yun)動時，從(cong)陰(yin)極(ji)到陽(yang)極(ji)，電(dian)池正(zheng)在放(fang)電(dian)。  

電(dian)池隔膜(mo)的(de)結(jie)構(gou)是什麽？

該結(jie)構(gou)大(da)約(yue)由三(san)個(ge)部分(fen)組成——陰(yin)極(ji)、陽(yang)極(ji)和(he)多(duo)孔(kong)隔板。很(hen)簡單(dan)吧？ 

AA 電(dian)池結(jie)構(gou)

電(dian)子運(yun)動來(lai)自陽(yang)極(ji)或(huo)陰(yin)極(ji)電(dian)極(ji)。陰(yin)極(ji)是負極(ji)，而(er)陽(yang)極(ji)是正(zheng)極(ji)，這(zhe)取決於電池(chi)的(de)充(chong)電或(huo)放(fang)電(dian)作用。  

隔板是多(duo)孔(kong)的(de)以(yi)允(yun)許(xu)電子運(yun)動。為(wei)了(le)提(ti)高效(xiao)率(lv)，隔板通(tong)常(chang)由形成微孔(kong)層(ceng)的(de)聚(ju)合物(wu)膜(mo)組成(cheng)。

雖然(ran)人眼看不(bu)到這(zhe)些(xie)孔(kong)，但它(ta)們允(yun)許(xu)鋰離(li)子運(yun)動。

沒有(you)隔板，電(dian)池(chi)的(de)功(gong)能就(jiu)失效(xiao)了(le)。當(dang)輔助(zhu)電池(chi)是理(li)想(xiang)的(de)（自放(fang)電(dian)）時(shi)，多(duo)孔(kong)聚(ju)烯烴(ting)薄(bo)膜(mo)可以(yi)控(kong)制離(li)子的(de)泄(xie)漏(lou)。 

微孔(kong)層(ceng)不(bu)允許(xu)導電(dian)，因(yin)此始(shi)終(zhong)充(chong)當(dang)隔離(li)器(qi)。

唯(wei)壹(yi)需要註意(yi)的(de)是溫(wen)度會(hui)影(ying)響隔板的(de)性能。如(ru)果(guo)溫(wen)度升(sheng)高到壹(yi)定程度(du)，毛孔就會堵(du)塞並關閉(bi)。因(yin)此，它(ta)停止了(le)鋰(li)離(li)子的(de)運(yun)動。

哪些(xie)材(cai)料可以(yi)制作電(dian)池商(shang)用隔板？

材(cai)料必須(xu)是非導體。並且應(ying)該有(you)很(hen)好的(de)熱穩定(ding)性（本(ben)文後(hou)面會(hui)解(jie)釋(shi)）。

制造商(shang)使(shi)用特殊的(de)聚(ju)烯烴(ting)等(deng)級來(lai)生(sheng)產可充(chong)電鋰(li)離(li)子電(dian)池。聚(ju)烯烴(ting)材(cai)料是通(tong)過(guo)將(jiang)聚(ju)乙烯(xi)和(he)聚(ju)丙烯(xi)層(ceng)壓在壹(yi)起而產(chan)生(sheng)的(de)。

聚(ju)烯烴(ting)是優選的(de)，因(yin)為(wei)其機械性能、化(hua)學(xue)穩定(ding)性。由於(yu)成(cheng)本低，公司也(ye)更(geng)喜(xi)歡聚(ju)烯烴(ting)。

下圖是聚(ju)烯烴(ting)電(dian)池(chi)隔膜(mo)，因此適(shi)用於可充(chong)電電(dian)池(chi)。 

除(chu)聚(ju)烯烴(ting)外(wai)，其(qi)他材(cai)料包(bao)括：

• 聚(ju)氯乙(yi)烯(xi) 

• 尼(ni)龍陶(tao)瓷塗層(ceng)

• 聚(ju)酯纖維(wei)

• 石棉(mian)

• 玻璃和(he)

• 四氟乙(yi)烯(xi)。 

電池隔膜(mo)的(de)制造工(gong)藝(yi)

與其結(jie)構(gou)壹(yi)樣，電(dian)池(chi)隔膜(mo)的(de)生(sheng)產工(gong)藝(yi)也很(hen)簡單(dan)。該過(guo)程(cheng)是通(tong)過(guo)拉伸或(huo)濕法加(jia)工(gong)聚(ju)烯烴(ting)材(cai)料。

幹(gan)式程序包(bao)括使(shi)用機械(xie)力來(lai)產(chan)生(sheng)孔。並(bing)且適(shi)用於更(geng)高的(de)功(gong)率(lv)密度(du)。 

濕法包(bao)括向(xiang)聚(ju)烯烴(ting)薄(bo)膜(mo)材(cai)料中(zhong)添(tian)加(jia)添(tian)加(jia)劑。因此，它(ta)是產生(sheng)孔隙(xi)的(de)化(hua)學(xue)過(guo)程(cheng)。

雖然(ran)簡單(dan)，但幹(gan)燥(zao)過(guo)程(cheng)會導致(zhi)毛(mao)孔具(ju)有(you)不(bu)同的(de)大(da)小(xiao)。結(jie)果(guo)是分(fen)離(li)器(qi)的(de)效(xiao)率(lv)降(jiang)低。幹(gan)燥(zao)過(guo)程(cheng)還(hai)會(hui)削弱(ruo)隔板，從(cong)而最(zui)大(da)限度(du)地降(jiang)低其(qi)穿刺強(qiang)度。

濕法工(gong)藝(yi)稍(shao)微復雜壹(yi)些(xie)——而(er)且也(ye)很(hen)昂貴(gui)。幸(xing)運的(de)是，它(ta)為(wei)分(fen)離(li)器(qi)創造(zao)了(le)相同的(de)孔(kong)徑。結(jie)果(guo)是潤(run)濕性的(de)改善。

旁(pang)註(zhu) - 潤(run)濕性是電池隔膜(mo)被(bei)其(qi)電解(jie)質(zhi)溶(rong)液“潤(run)濕”的(de)能力。雖然(ran)濕法是有效(xiao)的(de)，但(dan)它(ta)不(bu)會增(zeng)加(jia)電(dian)解(jie)質(zhi)的(de)保留。

電池隔膜(mo)的(de)特性是什麽？

這(zhe)個(ge)問(wen)題(ti)有(you)助於理(li)解(jie)什麽是好的(de)輔助(zhu)電池(chi)隔板。隔板不(bu)僅負責電池(chi)的(de)效(xiao)率(lv)，還(hai)負責安全(quan)。

通(tong)過(guo)檢查(zha)它(ta)們的(de)不(bu)同屬(shu)性，我(wo)們(men)最好地了(le)解(jie)這(zhe)兩(liang)個(ge)要求（效(xiao)率(lv)和安全(quan)性）。所(suo)以(yi)讓(rang)我(wo)們(men)試壹(yi)試吧。 

鋰(li)離(li)子電(dian)池

1. 化(hua)學(xue)穩定(ding)性

如(ru)您(nin)所(suo)知，電(dian)池隔膜(mo)應(ying)該具(ju)有(you)非導(dao)電性。也(ye)就(jiu)是說，隔膜(mo)不(bu)應(ying)與陽(yang)極(ji)或(huo)陰(yin)極(ji)電(dian)極(ji)發(fa)生(sheng)反應(ying)。

此外(wai)，隔板需(xu)要保持(chi)化學穩定(ding)性。再(zai)壹(yi)次，這(zhe)可確保隔板不(bu)會與液體電解(jie)質(zhi)發(fa)生(sheng)反應(ying)。這(zhe)種(zhong)穩定(ding)性有(you)助(zhu)於(yu)電(dian)池克服(fu)退化(hua)。

2. 厚(hou)度和(he)機械強(qiang)度

目(mu)標(biao)是在不(bu)損失機械(xie)強(qiang)度的(de)情(qing)況下開發壹(yi)種薄(bo)型電(dian)池。換句話說(shuo)，當(dang)鋰(li)離(li)子電(dian)池隔膜(mo)很薄(bo)時，它(ta)有助(zhu)於(yu)降(jiang)低其(qi)功(gong)率(lv)和(he)能量(liang)密度(du)。

考(kao)慮到這(zhe)壹(yi)點，電(dian)池制造商(shang)確保原(yuan)電(dian)池具(ju)有足(zu)夠的(de)拉伸強(qiang)度。它(ta)有助(zhu)於(yu)防(fang)止電(dian)池拉伸，尤(you)其(qi)是在卷繞過(guo)程(cheng)中(zhong)。

3. 孔隙率(lv)和(he)孔隙密度(du)

目(mu)的(de)是使隔板具(ju)有(you)高孔(kong)密度(du)。這(zhe)可以(yi)容(rong)納電(dian)解(jie)質(zhi)並(bing)允(yun)許(xu)鋰離(li)子在電極(ji)之(zhi)間自由移(yi)動。

隔板的(de)孔(kong)隙(xi)率(lv)不(bu)能太(tai)大，也不(bu)能太(tai)小。孔徑應(ying)足(zu)夠寬(kuan)，以(yi)便(bian)在電池關閉(bi)時(shi)關閉(bi)。

我(wo)們(men)以(yi)百(bai)分(fen)比測量(liang)隔板的(de)孔(kong)隙(xi)率(lv)。平均(jun)孔(kong)隙(xi)率(lv)為(wei) 40%。是的(de)，孔(kong)應(ying)該具(ju)有(you)均(jun)勻(yun)分(fen)布。

4. 熱穩定(ding)性

隔板需(xu)要承(cheng)受(shou)和承(cheng)受(shou)很寬(kuan)的(de)溫(wen)度範(fan)圍。它(ta)不(bu)應(ying)在非常(chang)高的(de)溫(wen)度下卷曲或(huo)起皺(zhou)。在熱失控(kong)之前(qian)，隔膜(mo)應(ying)在低於聚(ju)合物(wu)熔(rong)點的(de)溫(wen)度下關閉(bi)。本(ben)質(zhi)上，這(zhe)就(jiu)是退火(huo)過(guo)程(cheng)。 

電池隔膜(mo)的(de)挑(tiao)戰（和解(jie)決方案(an)）？

好的(de)，不(bu)斷(duan)發(fa)展以(yi)提(ti)高可充(chong)電鋰(li)離(li)子電(dian)池的(de)性能。但(dan)是，這(zhe)遇到了(le)很(hen)多(duo)挑(tiao)戰。

大多(duo)數這(zhe)些(xie)挑(tiao)戰是由於(yu)新出現的(de)需(xu)求(qiu)。例如，對(dui)電池(chi)具(ju)有(you)耐高溫(wen)的(de)需(xu)求(qiu)和(he)要求。 

此外(wai)，還(hai)需(xu)要電池(chi)在不(bu)影(ying)響其(qi)電(dian)池性能的(de)情(qing)況下持(chi)續很長時間。 

電池(chi)隔膜(mo)制造面臨(lin)的(de)壹(yi)些(xie)挑(tiao)戰包括：

• 需(xu)要生(sheng)產更(geng)薄(bo)的(de)隔膜(mo)

• 需要增(zeng)加(jia)潤(run)濕性

• 需(xu)要提(ti)高電(dian)池在高溫(wen)下的(de)性能

讓(rang)我(wo)進(jin)壹(yi)步解(jie)釋(shi)這(zhe)些(xie)挑(tiao)戰。

需要穩定(ding)的(de)熱性能是由於(yu)電(dian)網和電動汽(qi)車的(de)發(fa)明(ming)。這(zhe)兩(liang)項(xiang)發(fa)明都需(xu)要能夠(gou)承(cheng)受(shou)高溫(wen)的(de)重(zhong)型電(dian)池。

制造商(shang)正(zheng)在通(tong)過(guo)使(shi)用新材(cai)料來(lai)提(ti)高電(dian)池性能。熱穩定(ding)性優(you)於(yu)聚(ju)烯烴(ting)。

需(xu)要增(zeng)強(qiang)潤(run)濕性是由於(yu)聚(ju)烯烴(ting)的(de)不(bu)相容(rong)性。聚(ju)合物(wu)的(de)選擇與常(chang)見(jian)的(de)電(dian)解(jie)質(zhi)材(cai)料不(bu)兼容(rong)。

新的(de)常(chang)規(gui)電(dian)解(jie)質(zhi)具(ju)有(you)高介(jie)電(dian)常(chang)數的(de)特點。這(zhe)有(you)助於縮(suo)短電池的(de)制造過(guo)程(cheng)。

同時，聚(ju)烯烴(ting)的(de)不(bu)相容(rong)性導(dao)致(zhi)電(dian)流(liu)分(fen)布不(bu)均(jun)勻(yun)。結(jie)果(guo)是壹(yi)次電池(chi)無(wu)法(fa)為(wei)您(nin)的(de)電(dian)子設(she)備充(chong)電足(zu)夠長的(de)時(shi)間。

最後(hou)，總(zong)是需要更(geng)薄(bo)的(de)電(dian)池(chi)。正(zheng)如預期的(de)那(na)樣，這(zhe)是具有挑(tiao)戰性的(de)。電(dian)池(chi)需(xu)要更(geng)厚的(de)電(dian)極(ji)來(lai)保持(chi)更(geng)多(duo)的(de)電(dian)荷。盡(jin)管如此，公司正(zheng)在推(tui)出(chu)特殊的(de)聚(ju)烯烴(ting)等(deng)級來(lai)提(ti)高 LID 的(de)高分(fen)子量(liang)。 

鋰離(li)子電(dian)池有(you)進(jin)展嗎(ma)？ 

制造商(shang)開夜車提(ti)高電(dian)池隔膜(mo)的(de)性能。

公司開發獨(du)特的(de)（並(bing)且可能獲得(de)專利(li)的(de)）方法(fa)來(lai)增(zeng)強(qiang)潤(run)濕性和(he)熱穩定(ding)性。讓(rang)我(wo)們(men)來(lai)看看到目前為(wei)止的(de)壹(yi)些(xie)改進(jin)。 

鋰(li)離(li)子電(dian)池 

a) 用二氧(yang)化矽納米(mi)粒(li)子裝(zhuang)飾(shi)隔板

該過(guo)程(cheng)包括將(jiang)二(er)氧(yang)化(hua)矽納米(mi)粒(li)子附(fu)著(zhe)到隔板的(de)孔(kong)和(he)孔(kong)壁(bi)上。預期的(de)結(jie)果(guo)是提(ti)高了(le)對(dui)電池(chi)電(dian)解(jie)質(zhi)的(de)潤(run)濕性。該方法(fa)還(hai)增(zeng)強(qiang)了(le)電(dian)池的(de)耐熱性。

雖然(ran)隔板材(cai)料提(ti)高了(le)耐熱性，但(dan)二(er)氧(yang)化(hua)矽納米(mi)顆(ke)粒(li)提(ti)高了(le)潤(run)濕性。

b) 使(shi)用相轉化(hua)工(gong)藝(yi)生(sheng)產新型 PEI（聚(ju)醚酰(xian)亞(ya)胺）

該過(guo)程(cheng)涉及(ji)使用 PD 和 BPADA 來(lai)生(sheng)產隔板。這(zhe)很(hen)有幫助，因(yin)為(wei)電池隔膜(mo)現在具有更(geng)好的(de)特性。例如，隔板可以(yi)處(chu)理(li)廣泛(fan)的(de)電(dian)導(dao)率(lv)。

PEI 還(hai)有(you)助(zhu)於(yu)最大限度(du)地減(jian)少電池的(de)膨(peng)脹(zhang)程(cheng)度(du)。因此，它(ta)導致(zhi)快速的(de)電(dian)解(jie)質(zhi)芯(xin)吸。

更(geng)好的(de)是，電池隔膜(mo)顯示(shi)出高達(da) 220°C 的(de)熱穩定(ding)性。

c) 氫(qing)致(zhi)交(jiao)聯(lian) (HHC)

該技(ji)術(shu)是聚(ju)環氧(yang)乙(yi)烷(wan)在 PP 隔膜(mo)上的(de)共(gong)價交(jiao)聯(lian)。效(xiao)果(guo)是增(zeng)加(jia)了(le)聚(ju)烯烴(ting)的(de)電(dian)解(jie)質(zhi)親(qin)和(he)力。

通(tong)過(guo)這(zhe)種(zhong)修(xiu)改，鋰(li)離(li)子電(dian)池具(ju)有(you)很高的(de)容(rong)量(liang)保持(chi)率。電池(chi)還(hai)具(ju)有(you)低(di)內阻。

結(jie)論(lun) 

正(zheng)如我(wo)們(men)所(suo)見(jian)，電池隔板是壹(yi)種用作隔離(li)器(qi)的(de)滲(shen)透(tou)膜(mo)。它(ta)將陰(yin)極(ji)（負電(dian)極(ji)）與陽(yang)極(ji)（正(zheng)電極(ji)）分(fen)開。

隔膜(mo)是壹(yi)種至(zhi)關重要的(de)材(cai)料，因(yin)為(wei)它(ta)決定了(le)電(dian)池的(de)有(you)效(xiao)性。對(dui)於可靠(kao)性較差的(de)隔膜(mo)，二次(ci)電池的(de)質(zhi)量(liang)同樣低(di)下。

電池制造商(shang)正(zheng)在探索新的(de)電(dian)池(chi)隔膜(mo)技(ji)術(shu)以(yi)提(ti)高其(qi)性能。例如，這(zhe)種(zhong)二次電池(chi)適(shi)用於可在潤(run)澤(ze)五(wu)洲PCB獲得(de)的(de) PCB（印(yin)刷電(dian)路(lu)板）。