关于锂离子电池隔膜最全面的一篇深度分析

关于锂离子电池隔膜最全面的一篇深度分析

1.1 原材料和制造工艺对隔离膜性能的影响

1.1.1 隔离膜的定义及作用

隔膜是锂离子电池的重要组成部分。 它是一种用于分隔正负极的微孔膜。 它是一种具有纳米级微孔结构的高分子功能材料。 其主要作用是防止两极接触而造成短路，同时允许电解质离子通过。 其性能决定了电池的界面结构和内阻，直接影响电池的容量、循环和电池安全性能。

1.1.2隔离膜原材料

目前商业化的锂离子电池隔膜产品多为聚烯烃材料制成的微孔膜。 主要原料为高分子量聚乙烯和聚丙烯。 产品包括聚乙烯PE单层薄膜、聚丙烯PP单层薄膜、聚丙烯单层薄膜。 PP/PE/PP多层微孔膜由PP和PE组成。 聚烯烃材料具有强度高、耐酸碱腐蚀、防水、耐化学试剂、生物相容性好、无毒等优点，其工业化制备也比较成熟。 处于研究阶段或尚未大规模应用的锂离子电池隔膜包括PET/纤维素无纺布、聚偏二氟乙烯（PVDF）多孔膜、聚酰亚胺（PI）电纺多孔膜以及各种PE、PVDF、PP、PI改性膜等

PE薄膜对HDPE原料的要求：

1）相溶性优良，HDPE具有良好的溶解性，熔融温度大于135℃，密度95%-99%。 保证与有机烷烃共溶，形成均匀的溶液，是分离器一致性的保证。

2）合适的分子量和分子量分布，分子量大于30万且分布窄，PDI=Mw/Mn=6-8，保证隔板成型加工性能和力学性能。

3）凝胶和杂质含量低，DSC曲线中只有一个主降解峰，原料成分单一，无机杂质低，保证了隔膜的质量。

4）增塑剂和萃取剂，采用液体石蜡（C16-C20正烷烃）作为增塑剂，二氯甲烷作为萃取剂，保证成孔的均匀性。

PP薄膜对PP原料的要求：

5）等规指数高，等规组成必须大于95%，熔融温度必须大于163℃，才能保证良好的结晶和成孔。

6）合适的分子量和分子量分布，分子量大于40万，分布比较小，PDI=Mw/Mn=6-8，保证隔板成型加工性能和机械性能。

7）凝胶和杂质含量低，DSC曲线中只有一个主降解峰，原料成分单一，无机杂质低，保证了隔膜的质量。

8) β晶型调节剂。 干式双向拉伸工艺还需要添加β晶型调节剂。 均匀混合是双轴拉伸中孔形成均匀性的重要因素。

1.1.3 隔离膜工艺

锂离子电池隔膜的材料主要是多孔聚烯烃，其制备方法主要有湿法和干法。 湿法也称为相分离法或热致相分离法（TIPS）； 干法是拉伸。 致孔法，也称为熔融拉伸（MSCS）。 两者的目的都是为了提高膜的孔隙率和强度。 隔膜的分类和工艺特性如下简化表所示。 此外，PET/纤维素无纺布采用无纺布技术，聚偏二氟乙烯（PVDF）多孔膜也采用相分离方法，聚酰亚胺（PI）和聚酰胺（PAI）采用静电纺丝技术。 和铸造相分离过程。

1.1.3.1 干式分离器生产工艺

在干法中，将聚烯烃树脂熔融、挤出并吹制成结晶聚合物薄膜。 经过晶化热处理和退火后，得到高度取向的多层结构。 在高温下进一步拉伸，使结晶界面剥离，形成多孔结构，可以增大膜的孔径。 多孔结构与聚合物的结晶度和取向有关。 干法的关键技术在于，当聚合物熔融并挤出成铸片时，聚合物必须在粘流状态下拉伸约300倍，才能形成硬质弹性体材料。 多层PP、PE复合薄膜的工艺流程如下： ①将PE、PP分别熔融挤出，拉伸约300倍，流延成12μm的薄膜； ② 将PE、PP薄膜进行热复合、热处理、纵流延。 拉伸和热定形。 干式分离器的工艺流程如下：

聚烯烃分离器干法工艺流程图

1）熔融挤出/拉伸/热定形法（单轴拉伸法）

熔融挤出/拉伸/热定形法的制备原理是聚合物熔体在高应力场下结晶，形成垂直于挤出方向并平行排列的层状结构，然后经过热处理得到弹性材料。 硬弹性聚合物薄膜拉伸后，片层分离，出现大量微纤维，从而形成大量微孔结构。 然后将微孔膜热定形。 相关专利介绍了这种聚烯烃微孔薄膜的制备工艺。 拉伸温度高于聚合物的玻璃化转变温度且低于聚合物的结晶温度。 例如，将吹塑和挤出形成的聚丙烯薄膜进行热处理以获得硬弹性。 薄膜先冷拉伸6%~30%，然后在120~150℃之间热拉伸80%~150%，再进行热定形，得到稳定性高的微孔薄膜。 熔融挤出/拉伸/热定型法工艺简单、无污染，是制备锂离子电池隔膜的常用方法。 但该方法存在孔径和孔隙难以控制等缺点。

聚烯烃隔膜干拉伸前后对比图

通过单轴拉伸干法制备的PP和PP/PE/PP隔膜的孔是拉长的，长约0.1至0.5μm，宽约0.01至0.05μm。 孔隙结构为通孔。 孔径范围为0.1~3μm，膜的裂纹孔径最长为0.4μm，最宽为0.04μm。 由于单轴拉伸干法薄膜没有沿TD方向拉伸，因此其TD方向强度较差，只有10MPa左右（约为湿法薄膜的1/10）。 TD方向很容易撕裂，但正是因为TD方向没有拉伸，所以TD方向几乎没有热收缩。 另外，PP聚丙烯的延展性较差，表面能较低。 属于难粘塑料，不利于与正负极片的粘合。 隔膜与电极的界面结合不紧密，影响电池的性能。

2）添加成核剂和共挤出/拉伸/热固定方法（双轴拉伸法）

添加成核剂并共挤出，形成含有固体添加剂的薄膜。 固体添加剂以亚微米粒径均匀分布在聚合物相中。 微孔膜是由于拉伸过程中应力集中而发生相分离而形成的。 聚丙烯微孔膜的生产方法是将含有大量β晶型的聚丙烯膜进行双向拉伸，然后进行热固定。 孔径为0.02~0.08μm，孔隙率为30%~40%，膜在各个方向上的强度一致，约为60~70 MPa。 由于聚丙烯的β晶型是由成束生长的片晶组成，且球晶密度较低，因此片束之间的无定形区域很容易被拉开，形成微条纹或微孔。 添加成核剂后，由于晶体结构变得疏松，拉伸时容易形成孔洞，无污染。 该方法由中国科学院首先开发。 在中国，新乡格林和新实科技采用这种方法生产双向拉伸单层PP隔膜。

采用双轴拉伸干法工艺制备的PP薄膜在MD和TD方向均进行拉伸，其TD方向的强度比单轴拉伸干法工艺大6倍左右，因此其TD方向不会轻易撕裂。 孔结构与湿法类似，为树枝状非直孔。 由于需要添加固体成核剂，成核剂在PP熔体中的分散程度直接影响其成孔的均匀性，但在固体熔体中的分散程度较难控制，因此成核剂的均匀性孔隙的形成这是双向干拉伸的最大缺点。

1.1.3.2 湿式分离器生产工艺

热致相分离法是近年来发展起来的一种制备微孔膜的方法。 它利用聚合物与某些高沸点的小分子化合物在较高温度（一般高于聚合物的熔融温度Tm）下进行反应。 当温度降低时，形成均匀溶液，当温度降低时发生固-液或液-液相分离。 这样，在高聚物相中，拉伸后除去低分子量物质即可制成互穿微孔膜材料。 湿挤压铸造利用热诱导相分离。 湿法是将液态烃或一些小分子物质与聚烯烃树脂混合。 加热熔化后，形成均匀的混合物，蒸发溶剂，进行相分离，然后压制。 获得隔膜； 将隔膜加热至接近结晶熔点，保温一定时间，用挥发性物质洗脱剩余溶剂，加入无机增塑剂粉末形成薄膜，再用溶剂洗脱无机增塑剂，最后挤压成片材。 PE 和 PP 等聚合物以及石蜡和 DOP 等高沸点小分子化合物在高温（高于 PE 等聚合物的熔点）下形成均匀溶液。 当温度降低时，再次发生相分离。 经过双向拉伸后，最后用溶剂洗去石蜡等小分子化合物，成为微孔材料。

工艺流程如图所示：双螺杆挤出机挤出→流延片材成型→同步/异步双轴拉伸→溶剂萃取→吹干→水平拉伸定型→在线测厚→收卷→时效处理→分切等。 。 通过控制凝胶固化过程中溶液的组成和溶剂的挥发，可以改变该方法制备的隔膜的性能和结构。

湿法聚烯烃隔膜生产流程示意图

湿法双向拉伸也分为同步拉伸和异步拉伸两种。 同步拉伸是在MD和TD方向同时进行。 该方法制备的PE隔膜均匀性较好，合格率较高，TD和MD方向强度差异小。 异步拉伸是先沿MD方向拉伸，再沿TD方向拉伸。 两个方向的拉伸比例可控可调。 它的柔韧性更高，力量也会比同步拉伸更大。 缺点是TD方向的均匀性不如同时拉伸。 一般来说，湿法制备的膜比干法制备的膜TD方向强度高，孔径均匀，孔曲折度高，孔隙率高，透气性好。

1.1.3.3 无纺布隔膜的工艺生产流程

无纺布是一种不需要纺纱或织造的织物。 它只是将纺织短纤维或长丝定向或随机排列，形成纤网结构，然后采用机械、热粘合或化学方法对其进行加固。 它直接利用聚合物切片、短纤维或长丝，通过各种纤网成型方法和固结技术，形成柔软、透气、扁平结构的新型纤维制品。 由于无纺布隔膜的多孔结构和低廉的价格，广泛应用于镍氢和镍镉电池。 目前，越来越多的研究人员将无纺布隔膜应用于锂离子电池，但仍处于起步阶段。 锂离子电池用无纺布隔膜主要按材质分为聚丙烯无纺布隔膜、聚酯（PET）无纺布隔膜、纤维素隔膜等。

无纺布的主要工艺流程如下：

1）水刺无纺布：水刺工艺是将高压细水喷射到一层或多层纤网上，使纤维相互缠结，使纤网得以加固并具有一定的强力。

2）热粘合无纺布：热粘合无纺布是指在纤网上添加纤维状或粉状热熔粘合加固材料，然后将纤网加热、熔融、冷却，加固成布。 。

3）浆粕气流成网无纺布：气流成网无纺布也可称为无尘纸、干法造纸无纺布。 它采用气流成网技术将木浆纤维板开松成单纤维状态，然后利用气流成网方法将纤维凝聚在纤网帘上，再将纤网加固形成布。

4）湿法无纺布：湿法无纺布是将置于水介质中的纤维原料开松成单纤维，同时将不同纤维原料混合形成纤维悬浮浆料，将悬浮浆料输送至成网机构。 纤维在湿态下形成网，然后加固成布。

5）纺粘无纺布：聚合物经挤出、拉伸形成连续长丝后形成纺粘无纺布。 将长丝铺成纤网，然后将纤网通过自身粘合、热粘合、化学粘合或机械增强方法，将纤网变成无纺布。

6）熔喷无纺布：熔喷无纺布的工艺过程：聚合物喂入——熔融挤出——纤维形成——纤维冷却——成网——加固成布。

这类无纺布的孔隙结构是由纤维交织而成，因此具有孔径大、孔隙率高的优点，但其缺点也很明显：易吸湿、强度低、孔隙宽。尺寸分布，难以薄化（>16um）

1.1.3.4静电纺隔膜生产工艺

静电纺丝是获得纳米纤维最重要的基本方法。 主要原理是使带电的聚合物溶液或熔体在静电场中流动变形，在喷丝头尖端形成圆锥体，产生纳米丝并喷射，然后通过溶剂蒸发或熔体冷却而固化，从而形成纳米丝。获得纤维材料。 。 因此这个过程也称为静电纺丝。 纳米纤维的含义是指纤维的直径。 一般将直径在1～100nm范围内的纤维称为纳米纤维。 当然，这个上下限的定义并不是绝对的。 静电纺丝产生的纤维直径随纺丝条件的不同而变化，典型数据范围为40至40。其中包括微米、亚微米和纳米范围。 静电纺丝的基本原理如图所示：

静电纺丝系统主要包括喷丝板、输液系统、高压发生器和接丝系统四部分。 静电纺丝工艺（简称静电纺丝工艺）是聚合物溶液或熔体通过带电的喷丝头。 在喷丝板和拼接系统形成的高压静电场的作用下，液流被分成多股细流。 溶剂不断蒸发，聚合物固化，在拼接系统上形成无纺纤维膜。 准确地说，在聚合物溶液的静电纺丝过程中，由于电荷的相互排斥，液体束发生分裂，同时电场使分裂的液体束向拼接系统移动并落在拼接系统上。拼接系统。 在整个过程中，起根本作用的是电场力。

静电纺丝隔膜具有高孔隙率、高倍率、高耐用性等特点。 如果采用聚酰亚胺作为纺丝材料，其耐热性可高达500度，可大大提高电池安全性能。 但由于采用纺丝工艺，其机械强度较差，仅为湿法PE膜的1/10。

1.2 隔离膜性能参数表征方法

1.2.1 锂离子电池隔膜技术要求

锂离子电池隔膜的性能决定了电池的界面结构和内阻，直接影响电池的容量、循环和电池安全性能。 因此，对锂离子电池隔膜的技术要求是：

1）绝缘性能，它是传导电子的绝缘体

2）电解液排斥极小，电解液浸润性能良好

3）离子电导率高，即介电离子运动的阻力小。

4）能有效防止颗粒、胶体或其他可溶性物质在正负极之间的迁移

5）机械强度要高，保证加工过程中不撕裂、不变形。

6）尺寸稳定，在熔点以下温度下尺寸变化小，不会造成正负极短路

7）化学稳定性和电化学惰性。 它必须对电解质、可能的杂质、电极反应物和电极反应产物足够稳定，并且不会溶解或降解。

8）厚度和孔径的均匀性要高

不同的锂离子电池系统和应用领域对隔膜的要求不同。

1.2.2 隔离膜性能参数表征

锂离子电池隔膜性能参数的表征主要可分为结构特征、力学性能和理化性能三个方面。

1.2.2.1隔膜结构特点：

主要包括厚度、孔径及分布、孔隙度、渗透率、微观形貌等参数。

1）厚度：锂离子电池隔膜的厚度一般<25μm。 在保证一定机械强度的前提下，隔膜的厚度越薄越好。 目前，消费类电子电池由于能量密度要求高，多采用湿式PE薄隔膜，已达到应用9um隔膜的水平，有公司已量产7um基板。 电动汽车（EV）和混合动力汽车（HEV）大多使用膜厚为20μm或16μm的干式分离器，主要是由于价格问题。 其厚度均匀性也是电池一致性的重要指标。

2）孔径及分布：作为锂离子电池隔膜材料，其具有微孔结构，使其能够吸收电解液； 为了确保电池中一致的电极/电解质界面特性和均匀的电流密度，微孔遍布整个隔膜材料。 分布应均匀。 孔隙的大小和分布均匀性对电池性能有直接影响：孔径太大，容易导致正负极直接接触或被锂枝晶刺穿，造成短路； 孔径太小，阻力会增大。 微孔分布不均匀会导致工作时局部电流过大，影响电池的性能。 采用毛细管流动孔径计（CFP），以不挥发性含氟有机液体为介质，测量了不同商用锂离子电池隔膜的压力与气体流量的关系曲线。 结果显示（表1和图1）：市售膜的孔径一般为0.03-0.05μm或0.09-0.12μm。 人们还认为，大多数商用膜的最大孔径与平均孔径分布之间的差异小于0.01μm。

表1 测试时使用的不同厚度的隔膜

图1 测试时使用的不同厚度的隔膜

由式（1）可得隔膜孔径，T为测试液体的表面张力，C为毛细管常数，p为气体压力，d为孔径。 同时，该方法可以结合湿线和干线来获得孔径分布。

图2 某公司常用隔膜及专用隔膜孔径及分布

如图2所示，某公司经常有隔膜测试结果：结果显示隔膜1和2的平均孔径分别为0.032μm和0.046μm。 这与文献结果一致。

3）孔隙率：孔隙率对于膜的渗透性和电解液的保持能力非常重要。 它可以定义为：孔隙的体积与膜所占体积的比值，即单位膜体积中孔隙的体积百分比，它与原料树脂和制品的密度有关。 常用的孔隙率测试方法有3种。 一是采用称重法，即测量隔膜的体积，通过隔膜材料的真实密度计算出隔膜内孔隙的体积，即孔隙率：

第二种方法是通过吸气来测量。 称量膜样品，然后将其浸入分析纯十六烷中 1 小时。 取出，用滤纸擦去表面残留液体。 按下列公式计算孔隙率：

还有一种压汞法，用来测试隔板能容纳汞的体积，也就是孔隙率。 某公司主要采用压汞法和称重法来测试隔膜的孔隙率。 常用隔膜测试结果如下：

图3 某公司常用隔膜水银孔隙率仪测试孔径及分布

表2 某公司常用隔膜水银孔隙率计测试及称重法测试孔隙率

水银孔隙率法与称重法的测试结果存在一定的偏差，这种偏差来自于厚度测试的偏差和隔膜本身孔隙率均匀性的偏差。 但大多数商用锂离子电池隔膜的孔隙率在30%至50%之间。 原则上，对于某种电解液，孔隙率高的隔膜可以降低电池的阻抗，但并不总是越高越好。 如果孔隙率太高，材料的机械强度会变差，自放电也会变差。

4）透气性：透气性可以用在一定时间和压力下通过隔膜的气体量来表征。 主要反映锂离子通过隔膜的顺畅程度。 膜的渗透性是膜孔隙率、孔径、孔形状、孔迂曲度等影响膜内部孔结构的综合因素的结果。 其中，孔隙迂曲度对渗透率影响最大。 孔隙扭曲度的增加将导致渗透率平方级下降。 孔隙迂曲度定义为气体或液体通过膜的实际路径与膜厚度的比值：

式中：T——孔的曲折度，Ls——气体或液体通过的实际长度，d——膜片的厚度。 您可以使用压降计来测量电池隔膜的透气率。 压降随时间下降越快，分离器的透气率越高，反之亦然。 一般来说，孔隙率越低，压降下降越慢，透气度也越低。 透气度也可以用一个值来表征[4]，它是指在特定压力下，特定量的空气通过膜的特定面积所需的时间（标准：100mL的气体通过1个膜）平方英寸膜在4.88英寸水柱压力下)时间)。 它与孔隙率、孔径、厚度和孔隙的曲折度有关，是膜渗透性的量度。

式中：5.18*10-3为干式分离器的经验常数，tGur-value； T型孔弯曲度； L——膜厚（cm）； ω-孔隙率； d-孔径。 之所以用数值来表征膜的特性，是因为它易于测量且相对准确。 它与某个特征值的偏差可以反映膜中的问题。 值高于一定标准表明加热时膜表面损坏或孔收缩，而值低于标准则表明分离器中可能存在针孔。 而且，对于同一隔膜样品，该值与隔膜电阻的大小成正比。

表3 某公司常用隔板孔径和孔曲率计算结果

湿式隔板的孔径曲率一般在2～3之间，用这种方法计算的孔径比用CFP测量的孔径要大。

5）微观形貌：隔膜的表面形貌也可以用扫描电子显微镜（SEM）或原子力显微镜（AFM）观察。 干膜和湿膜的形貌有很大差异，如下图所示：

从图4可以清楚地看出两者的表面形貌、孔径大小和分布有很大差异。 湿法工艺可以获得具有拉伸结构的复杂三维纤维孔，且孔的曲折度较高。 干法工艺产生孔洞，因此孔隙又窄又长，孔曲率低，透气性和强度提高。

1.2.2.2 隔膜机械性能

在电池组装和充放电循环过程中，隔膜材料本身需要具有一定的机械强度。 隔膜的机械强度可以通过拉伸强度和耐穿刺性来测量。 此外，张力一致性也是一个重要的评价参数。 由于9um以下的隔膜在使用前需要涂覆陶瓷层，因此隔膜TD方向的张力一致性必须满足一定的要求，才能满足涂覆工艺的要求。

1）拉伸强度：隔膜的拉伸强度与膜的制造工艺有关。 一般来说，隔膜的孔隙率高、孔径大，虽然其阻力低，但强度会下降； 而当采用单轴拉伸时，膜在拉伸方向上与垂直拉伸方向上的强度不同，而当采用双轴拉伸时制备的隔膜在两个方向上的强度基本相同。 湿法基本上是双向拉伸，所以TD和MD方向的拉伸强度基本接近，都可以达到上述。 干法多为单轴拉伸，因此MD方向的拉伸强度较大。 ，可以达到上述，而未经拉伸时TD方向的拉伸强度很小，只能达到10MPa左右。 两片相同厚度的隔膜的拉伸强度如下表：

图5干和湿分离器的MD和TD拉伸曲线

2）穿刺耐药性：穿刺耐药性是指施加到给定针对给定的隔膜样品穿刺的质量。 它用于表征隔膜组装过程中短路的趋势。 由于电极由活性材料，导电碳黑色和粘合剂组成，即使在滚动后，电极表面仍然是凸面和凹面表面，由活性材料和碳黑色混合物的微小颗粒组成。 夹在正极和负电极板之间的分离器材料在塑形过程中还需要承受很大的压力。 因此，为了防止短路，分离器必须具有一定的穿刺抗性。 穿刺耐药性也可以在一定程度上大致表征自我释放的质量。 根据经验，锂离子电池分离器的穿刺强度大于100GF，PP干膜通常大于100GF，并且湿过程PP膜通常大于200GF。

3）张力一致性：放松后，主要反映在分离器滚动的平坦度中。 由于TD方向的厚度偏差，将会发生不平衡的张力。 一旦有不平衡的张力，放松后的分离器将在TD方向上，将会有中间波和下垂的边缘，最终会导致的皱纹和泄漏。

图6膜片放松的不平衡张力

1.2.2.3膜片的物理和化学特性：

润湿性和润湿速度，化学稳定性，热稳定性，电导率或电阻率，毛孔的自闭合性能等。

1）润湿速度和润湿速度：更好的润湿性有助于分离器和电解质之间的亲和力，从而扩大了分离器和电解质之间的接触表面，从而提高了离子电导率并提高电池的电荷和放电性能。 容量。 分离器的润湿性差会增加分离器和电池的电阻，从而影响电池的循环性能以及电荷和排放效率。 分离器的润湿速度是指电解质进入分离器的微孔的速度，这与表面能，孔径，孔隙率，折磨和分离器的其他特征有关。 可以通过测量其液体吸收和液体保留率来测量分离剂对电解质的润湿性。 称重干样品，然后浸入电解质中。 吸收平衡后，取出湿样品并称重，最后计算差异百分比。 但是，此方法会导致大型人造错误，因此还使用了隔膜上的电解质。 液体高度和速度用于测量电解质的润湿性能。 另外，还可以通过电解质和分离器材料之间的接触角来测量润湿性。 动态接触角是一种更准确的仪器，用于测试固体和液体之间界面处的接触角。

2）化学稳定性：分离器应保持电解质中的长期稳定性。 在强烈的氧化反应和强还原的条件下，通过测量电解质的耐腐蚀性来确定分离器与电解质和电极材料相互作用的分离器的化学稳定性。 以及评估的扩展和收缩率。 在文献中，通过将电解质加热到50°C，将分离剂浸入4至6小时，将其取出4至6小时，将其取出，将其洗涤，干燥并最终与原始的干样品进行比较，以观察到分离剂4至6小时，从而测量电解质腐蚀性。分离器具有溶解或变化的颜色。 。 膨胀和收缩率是在将分离器浸入电解质中4至6小时后检测尺寸变化并计算差异百分比。 商业聚烯烃分离器由PP或PE材料制成，并且对电解质腐蚀以及膨胀和收缩比具有抗性。 两者都更好，可以用于锂离子电池中。

3）热稳定性：电池将在充电和放电过程中释放热量，尤其是当短路或过度充电时，将释放大量热量。 因此，当温度升高时，分离器应保持其原始完整性和某些机械强度，继续隔离正极和负电极，并防止短路。 可以使用热机械分析（TMA）来表征该特性，该分析可重复测量分离器材料的熔体完整性。 当温度线性上升时，TMA测量负载下膜片的变形。 通常，隔膜首先收缩，然后开始伸展，最后断裂。 以下是与公司常用分离器的TMA测试结果：

图7 KN9和TN9 TMA测试曲线

从图7的结果中，在MD方向上，TN9隔膜的热收缩大于KN9膜片的热收缩，并且膜破裂温度接近150度。 在TD方向上，它进一步说明了TN9隔膜的热稳定性优于KN9 的热稳定性。 不同之处。

4）隔膜的电阻：隔膜的电阻直接影响电池的性能，因此隔膜电阻的测量非常重要。 分离器的电阻率实际上是微孔中电解质的电阻率。 它与许多因素有关，例如孔隙率，毛孔的曲折，电解质的电导率，膜厚度以及通过电解质材料的润湿程度。 。 AC阻抗方法（EIS）更常用于测试隔膜的耐药性。 与电解质的电阻相对于获得NM值的电阻，测量了电解质中的隔膜的电阻，这是常数。 将正弦交流电压信号应用于测量设备，测量一定范围内不同频率的阻抗值，然后使用等效电路分析数据以获取有关隔膜离子电阻的信息。 由于膜非常薄，因此通常会有缺陷会增加测量结果的误差。 因此，经常使用多层样品，然后进行测量的平均值。 公司的当前评估方法如下图所示。 实验的可重复性和可靠性仍在等待进一步的研发。

图8公司的膜片NM值测试（离子电导率）固定装置

5）自我关闭性能：在一定温度之上，电池中的组件会经历放热反应并引起“自加热”。 此外，由于充电器故障，安全电流故障等，电池的过度充电或外部短路。 这些情况会产生很多热量。 由于聚烯烃材料的热塑性特性，当温度接近聚合物的熔点时，多孔离子传导聚合物膜将成为非孔绝缘层，并且微孔将接近产生自闭合的现象。 ，从而阻止离子的持续传播。 形成开放电路以保护电池，聚烯烃分离器可以为电池提供额外的保护。

图9公司的闭孔温度测试（离子电导率）固定装置

1.2.3隔离膜性能参数对电池性能的影响

1）薄膜厚度和分布的均匀性

作为不参与电化学反应并且不提供能量的组件，分离器需要尽可能薄。 将空间转移到正极和负电极可以增加电池的能量密度。 目前，一家公司已经大量生产了7UM基础胶片，以及3-4UM涂层，总厚度为10-11UM。

分离器厚度的均匀性直接影响电池厚度的一致性。 国内分离器与外国分离器之间的差异不是绩效的差异，而是一致性的差异。

：L：左； m：; R：右（左，中间和右侧的TD方向）

如上所示，世界一流的隔膜制造商的厚度耐受性小于±1UM，其CPK大于1.67

2）隔膜的加工强度和张力一致性

诸如分离器的处理强度和不均匀强度等因素将影响分离器的涂层和绕组过程。

在涂料过程中，由于厚度不平坦或绕线张力控制不足，分离器易于局部拉伸，导致分离器的平坦度和严重的波浪边缘，导致无法涂上，皱纹或涂层涂料。 （如下所示）。

在绕组过程中，不平衡的隔膜张力也会影响未对准。

3）尺寸稳定性（热收缩性能）

在电池制造过程中，分离器需要承受热过程，例如高温真空烘焙和高温整形。 因此，分离器在暴露于热量时需要能够保持尺寸稳定性。 如果MD方向的热收缩太大，则在真空烘烤过程中，电池很容易变形（拱形）。 如果在TD方向上的热收缩太大，则电池很容易变小。 一般要求是，隔膜的热收缩率MD为90度/1小时。

4）孔结构

分离器的孔隙率越高，孔径越大，其值越小，离子传导和电解质保留的性能越强。 但是，太大的孔隙率和孔径也会影响电池的自由度性能。

如上图所示，同一过程与同一供应商产生的不同分离器的自分泌物和自分泌物具有相对相反的关系。 可以看出，不能盲目追求高孔隙和低孔隙率。

5）当前阻塞（＆）

当电池用短路或过度充电滥用电池时，电池温度在100-130度之间上升。 分离器可以具有热闭孔效果，阻止电流并防止热失去失控。 但是，普通的PE分离器和三层PP/ PE/ PP分离器的热闭孔效应并不能显着提高大容量（> 4AH）电池的安全性能。 可以看出，闭孔和膜破裂之间的温度差仍需要增加以实现更好的效果。

6）电子绝缘和化学稳定性

聚烯分离材料本身具有良好的电子绝缘材料。 PE材料的介电常数为2.33，PP材料的介电常数可以达到1.5。 聚烯烃材料具有极好的溶剂耐药性，并且在室温下几乎不溶于任何有机溶剂。 电解质不会导致分离器溶解或化学反应。

7）机械强度

机械强度包括拉伸强度（即拉伸强度）和穿刺强度。 传统的聚烯分离剂具有相对较高的机械强度，因为它们是拉伸膜，并且基本上大于（/cm2）在MD方向上。 对于分离器涂料，布料和蜿蜒曲折没有问题。 穿刺强度与电池的自我放电有关。 强度越大，在电池中出现锂树突出现时，毛刺和突出的颗粒穿透分离器（导致短路）或分离器被刺穿的强度越大，距离杆块上的颗粒越困难，但分离器被刺穿，但穿刺强度是测试的强度方法不能很好地反映这一点，也不能得出结论，当前的穿刺强度越大，自我释放量就越大。 混合穿刺测试更接近电池中分离器的实际情况，但是目前需要开发此测试方法。