鋰離子電池由正、負(fù)極材料、電解液、隔膜以及電池外殼組成。隔膜作為電池的“第三極”，是鋰離子電池中的關(guān)鍵內(nèi)層組件之一。隔膜吸收電解液后，可隔離正、負(fù)極，以防止短路，同時(shí)允許鋰離子的傳導(dǎo)。在過(guò)度充電或者溫度升高時(shí)，隔膜通過(guò)閉孔來(lái)阻隔電流傳導(dǎo)，防止爆炸。隔膜性能的優(yōu)勢(shì)決定電池的界面結(jié)構(gòu)和內(nèi)阻，進(jìn)而影響電池的容量、循環(huán)性能，充放電電流密度等關(guān)鍵特性，性能優(yōu)異的隔膜對(duì)提高電池及動(dòng)力電池的綜合性能有重要作用。
鋰離子電池用的隔膜在性能方面要求比較高，必須具備以下特點(diǎn)：
1、厚度均勻性。隔膜的厚度均勻性與所有薄膜生產(chǎn)企業(yè)要求是一樣的，是一個(gè)永遠(yuǎn)追求的重要的質(zhì)量指標(biāo)，它直接影響隔膜卷的外觀質(zhì)量以致內(nèi)在性能，是生產(chǎn)過(guò)程嚴(yán)加控制的質(zhì)量指標(biāo)之一。鋰電池用戶對(duì)隔膜的分切有其特殊要求，除了有特殊的隔膜分切機(jī)、專(zhuān)業(yè)培訓(xùn)的專(zhuān)業(yè)分切人員外，與隔膜自身的厚度均勻性關(guān)系最為密切。在自動(dòng)化程度很高的隔膜生產(chǎn)線上，隔膜厚度都是采用精度很高的在線非接觸式測(cè)厚儀 及快速反饋控制系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)和控制的。隔膜的厚度均勻性包括縱向厚度均勻性和橫向厚度均勻性。其中橫向厚度均勻性尤為重要。一般均要求控制在+1微米以內(nèi)。“南通天豐”公司厚度現(xiàn)已控制在+0.5微米以內(nèi)。
2、力學(xué)性能。隔膜的力學(xué)性能是影響其應(yīng)用的一個(gè)重要因素，如果隔膜破裂，就會(huì)發(fā)生短路，降低成品率，因此要求隔膜在電池組裝和充放電結(jié)構(gòu)使用過(guò)程中，需要自身具有一定的機(jī)械強(qiáng)度。隔膜的機(jī)械強(qiáng)度可用抗穿刺強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度來(lái)衡量。隔膜的拉伸強(qiáng)度與制膜的工藝相關(guān)聯(lián)。采用單軸拉伸，膜在拉伸方向上與垂直方向強(qiáng)度不同；而采用雙軸拉伸時(shí)，隔膜在兩個(gè)方向上一致性會(huì)相近。一般拉伸強(qiáng)度主要是指縱向強(qiáng)度要達(dá)到100MP以上，橫向強(qiáng)度不能太大，過(guò)大會(huì)導(dǎo)致橫向收縮率增大，這種收縮會(huì)加大鋰電池廠家正、負(fù)極接觸的幾率；抗穿刺強(qiáng)度是指施加在給定針形物上用來(lái)戳穿隔膜樣本的質(zhì)量，用它來(lái)表征隔膜在裝配過(guò)程中發(fā)生短路的趨勢(shì)。因隔膜是被夾在凹凸不平的正、負(fù)極片間，需要承受很大的壓力。為了防止短路，所以隔膜必須具備一定的抗穿刺強(qiáng)度。經(jīng)驗(yàn)上，抗穿刺強(qiáng)度值在11.8kg/mm。
3、透過(guò)性能。透過(guò)性能可用在一定時(shí)間和壓力下，通過(guò)隔膜氣體的量的多少來(lái)表征，主要反映了鋰離子透過(guò)隔膜的通暢性。隔膜透過(guò)性的大小是隔膜孔隙率、孔徑、孔的形狀及孔曲折度等隔膜內(nèi)部孔結(jié)構(gòu)綜合因素影響的結(jié)果。作為鋰電池隔膜材料，本身具有微孔結(jié)構(gòu)，微孔在整個(gè)隔膜材料中的分布應(yīng)當(dāng)均勻。孔徑一般在0.03-0.12um。孔徑太小增加電阻，孔徑太大易使正負(fù)極接觸或被枝晶刺穿短路。 隔膜廠家現(xiàn)在基本以透氣度、孔隙度指標(biāo)來(lái)衡量透氣性。透氣率是指特定的空氣在特定的壓力下通過(guò)特定面積隔膜所需要的時(shí)間，用Gurley值來(lái)表示。根據(jù)隔膜厚度，一般在200-500s。孔隙率是單體膜的體積中孔的體積百分率，它與原料樹(shù)脂及膜的密度有關(guān)。現(xiàn)有鋰離子電池隔膜的孔隙率在40%-50%之間。
4、鋰離子電池隔膜的理化性能，主要包括隔膜的潤(rùn)濕性和潤(rùn)濕速度，化學(xué)穩(wěn)定性，熱穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性。較好的潤(rùn)濕性有利于提高隔膜與電解液的親和性，擴(kuò)大隔膜與電解液的接觸面，從而增加離子導(dǎo)電性，提高電池的充放電性能和容量；隔膜在電解液中應(yīng)當(dāng)保持長(zhǎng)久的穩(wěn)定性，不與電解液和電極物質(zhì)反應(yīng)； 電池在充放電過(guò)程中會(huì)釋放熱量，尤其在短路或過(guò)充電的時(shí)候，會(huì)有大量熱量放出。因此，當(dāng)溫度升高的時(shí)候，隔膜應(yīng)當(dāng)保持原有的完整性和一定的力學(xué)性能，發(fā)揮隔離正、負(fù)極、防止短路的作用；隨著鋰電池應(yīng)用范圍的逐漸擴(kuò)大，尤其是動(dòng)力電池領(lǐng)域，鋰離子電池的安全性成為鋰電池廠家的最為重視的環(huán)節(jié)。作為鋰電池最為關(guān)鍵的核心材料，對(duì)隔膜也提出了更高的要求。目前鋰電池用隔膜一般都能夠提供一個(gè)附加的功能，就是熱關(guān)閉。這一特性可以為鋰離子電池提供一個(gè)額外的安全保護(hù)。該功能主要參數(shù)為閉孔溫度和破膜溫度。
了解隔膜的性能要求，對(duì)鋰離子電池的制作有幫助作用，有助于廠家生產(chǎn)高質(zhì)量的產(chǎn)品，科研工作者每一項(xiàng)發(fā)現(xiàn)都為我國(guó)行業(yè)的發(fā)展向前邁進(jìn)做出貢獻(xiàn)。鋰離子電池對(duì)安全和環(huán)保存在一定的隱患，現(xiàn)在鋰電電池行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈，誰(shuí)能擁有更好的、更安全的產(chǎn)品，誰(shuí)就能在這個(gè)行業(yè)脫穎而出。
