18650锂离子电池隔膜的性能特征

热性能

与大多数电池一样，在一定的温度以上电池内的组分将发生放热反应而导致“自热”。另外由于充电器失灵、安全电流失灵等将会导致过度充电发生，锂离子电池在过度充电时会产生热量，锂电池中隔膜的自关闭性质是锂离子电池限制温度升高及防止短路的有效方法之一。当温度接近聚合物熔点时，传导离子的多孔聚合物膜变成了无孔的绝缘层，微孔闭合而产生自关闭现象。这时，阻抗明显上升，通过电池的电流也受到限制，因而可防止由于过热而引起的爆炸等现象，这种功能称为隔膜的电流切断(shutdown)特性。

大多数聚烯烃隔膜由于其熔化温度低于200℃，如聚乙烯隔膜的自闭温度为130-140℃，而聚丙烯隔膜的自闭温度为170℃左右。但在某些情况下，即使已经 “自闭”，电池的温度仍然可能继续升高，为了提高电池隔膜在shutdown熔化温度的范围，保证隔膜能耐足够高的强度，近年来开发了PP与PE复合膜。由于PP/PE/PP复合隔膜提供了较低的自闭温度，同时又保持了其强度，复合隔膜具有二者的优势，其安全性要比只用单层膜要好。

图7-118为含聚烯烃隔膜的锂离子电池升温时阻抗与温度的关系。图中ａ为采用单层PP隔膜的锂离子电池，在温度为165℃时阻抗明显升高约2个数量级，但是其阻抗仍然不是很高，此情形下仍有可能继续充电而导致安全问题；b为PE隔膜，其自闭温度为135℃，此时阻抗约升高3个数量级，可以看出PE具有较低的自闭温度及高的阻抗；c为PP/PE/PP多层隔膜，其自闭温度宽且自闭时阻抗较高，在锂离子电池中使用较安全。因此多层复合隔膜既具有一定的强度又具有较低的自闭温度，较适合作为锂离子电池隔膜。值得指出的是，并不是所有隔膜都具有相同的关闭行为，其关闭能力与聚合物的分子量、结晶度、加工历史等有关。