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鋰電池基本物理特性有哪些?

時間:2019-04-01 21:55來源:海獵人
  基本物理特性
 
1.厚度
 
  厚度是鋰電池隔膜的最基本特性之一,隔膜厚度一般約為25µm,且厚度均一,在保證一定機械強度的前提下,隔膜表面必須平整,對于高能量和高功率密度的鋰離子電池要求隔膜厚度盡量薄。目前,便攜類鋰離子電池通常使用9〜20µm的隔膜,動力電池通常會使用25〜40µm的隔膜,而對于一些對安全性有特殊要求的電池,會使用厚度在40µm以上的隔膜。隔膜越薄,機械強度越差,在組裝電池過程中隔膜越易被破壞,造成電池短路,產生安全隱患;隔膜越厚,抵抗穿刺的能力越大,電池的安全性也就越高,但會降低鋰離子的通透性,而且厚度越高的隔膜能卷繞的層數越少,也會降低電池的容量和能量密度。另外,隔膜厚度的均一性對電池的長時間循環性能也起著重要作用。
 
  一般企業會使用千分尺測量隔膜厚度。關于厚度測試的主要標準有《塑料薄膜和薄片厚度測定機械測量法》(GB/T6672—2001),該標準對取樣方法、儀器測試精度、測量壓力、測量面積等進行了詳細規定。一般對測量厚度要求更準確的企業會采用精密的測厚儀進行測量。隔膜材料質地較軟,若采用接觸式測厚儀,壓力盡量控制在合適范圍,壓力過大或測量面積過小時,容易造成局部壓強過大,隔膜變形,導致測量結果誤差較大;若采用非接觸式測厚儀,則具有測量速度快,
 
  對樣品無損傷等優點,但非接觸式測厚儀多米用光學原理,為點測量,由于隔膜為多孔結構,測量結果波動較大,不利于厚度均一性測定。所以,在實際測量過程中需要根據隔膜的種類選擇不同的測試方法,盡量多測幾個點來保證隔膜厚度的一致性。
 
  2.     形貌和組成
 
  掃描電子顯微鏡(SEM)可以實現對隔膜表面或截面的孔形貌、孔均勻性、纖維尺寸及形狀等信息的直接觀測,定性推斷材料制備工藝。方法是對所需測試的隔膜樣品進行充分的干燥處理后,裁剪出合適的尺寸,用導'電膠紙固定于樣品臺上,經表面噴金處理后,采用冷場發射掃描電子顯微鏡調整合適的放大倍數對膜樣品的表面形貌結構進行觀察分析。
 
  采用紅外光譜儀,將一束不同波長的紅外線照射到物質的分子上,某些特定波長的紅外線被吸收,形成這一分子的紅外吸收光譜。每種分子都有由其組成和結構決定的獨有的紅外吸收光譜,據此可以對分子進行結構分析和鑒定。圖2.5為聚酰亞胺隔膜的紅外光譜圖,1717.990cm-1和1369.5cm-1的波分別代表了對稱的C=〇伸縮振動和C=N的伸縮振動。不同的峰值代表不同的官能團,可確定材料的化學組成。通過了解隔膜的化學組成從而初步定性判定隔膜的熔化溫度及電化學穩定性等基本特性。
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