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锂电池基本物理特性有哪些?

时间:2019-04-01 21:55来源:海猎人
  基本物理特性
 
1.厚度
 
  厚度是锂电池隔膜的最基本特性之一,隔膜厚度一般约为25µm,且厚度均一,在保证一定机械强度的前提下,隔膜表面必须平整,对于高能量和高功率密度的锂离子电池要求隔膜厚度尽量薄。目前,便携类锂离子电池通常使用9〜20µm的隔膜,动力电池通常会使用25〜40µm的隔膜,而对于一些对安全性有特殊要求的电池,会使用厚度在40µm以上的隔膜。隔膜越薄,机械强度越差,在组装电池过程中隔膜越易被破坏,造成电池短路,产生安全隐患;隔膜越厚,抵抗穿刺的能力越大,电池的安全性也就越高,但会降低锂离子的通透性,而且厚度越高的隔膜能卷绕的层数越少,也会降低电池的容量和能量密度。另外,隔膜厚度的均一性对电池的长时间循环性能也起着重要作用。
 
  一般企业会使用千分尺测量隔膜厚度。关于厚度测试的主要标准有《塑料薄膜和薄片厚度测定机械测量法》(GB/T6672—2001),该标准对取样方法、仪器测试精度、测量压力、测量面积等进行了详细规定。一般对测量厚度要求更准确的企业会采用精密的测厚仪进行测量。隔膜材料质地较软,若采用接触式测厚仪,压力尽量控制在合适范围,压力过大或测量面积过小时,容易造成局部压强过大,隔膜变形,导致测量结果误差较大;若采用非接触式测厚仪,则具有测量速度快,
 
  对样品无损伤等优点,但非接触式测厚仪多米用光学原理,为点测量,由于隔膜为多孔结构,测量结果波动较大,不利于厚度均一性测定。所以,在实际测量过程中需要根据隔膜的种类选择不同的测试方法,尽量多测几个点来保证隔膜厚度的一致性。
 
  2.     形貌和组成
 
  扫描电子显微镜(SEM)可以实现对隔膜表面或截面的孔形貌、孔均勻性、纤维尺寸及形状等信息的直接观测,定性推断材料制备工艺。方法是对所需测试的隔膜样品进行充分的干燥处理后,裁剪出合适的尺寸,用导'电胶纸固定于样品台上,经表面喷金处理后,采用冷场发射扫描电子显微镜调整合适的放大倍数对膜样品的表面形貌结构进行观察分析。
 
  采用红外光谱仪,将一束不同波长的红外线照射到物质的分子上,某些特定波长的红外线被吸收,形成这一分子的红外吸收光谱。每种分子都有由其组成和结构决定的独有的红外吸收光谱,据此可以对分子进行结构分析和鉴定。图2.5为聚酰亚胺隔膜的红外光谱图,1717.990cm-1和1369.5cm-1的波分别代表了对称的C=〇伸缩振动和C=N的伸缩振动。不同的峰值代表不同的官能团,可确定材料的化学组成。通过了解隔膜的化学组成从而初步定性判定隔膜的熔化温度及电化学稳定性等基本特性。
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