全球?qū)稍偕茉葱枨笤鲩L,鋰離子電池作為關(guān)鍵能源存儲技術(shù),其性能和安全性至關(guān)重要。隔膜是鋰離子電池的核心,其質(zhì)量影響電池性能。在電池的生產(chǎn)、運輸和使用中,隔膜可能出現(xiàn)破膜、刮傷、漏涂、異物和孔洞等缺陷,可能引發(fā)電池?zé)崾Э?/strong>,甚至火災(zāi),威脅安全。因此,鋰離子電池隔膜的質(zhì)量控制和技術(shù)改進是電池制造領(lǐng)域的關(guān)鍵。美能光子灣3D共聚焦顯微鏡,可快速地非接觸測量各類材料表面形貌,包括光滑,粗糙,平坦,大傾角,或臺階表面,對亞微米級形貌和表面粗糙度也能進行精準測量,協(xié)助研究人員觀察隔膜的表面形貌,提升電池性能。
Part.01
鋰離子電池隔膜
在鋰離子電池中,隔膜是一種將電池的陰極和陽極材料分隔開的滲透膜。隔膜是一種多孔塑料薄膜,能夠保證鋰離子自由通過形成回路,同時阻止兩電極相互接觸起到電子絕緣作用。在溫度升高時,有的隔膜可通過隔膜閉孔功能來阻隔電流傳導(dǎo),防止電池過熱甚至爆炸。

鋰離子電池工作原理
隔膜的設(shè)計和制備技術(shù)多種多樣,它們的特性可以直接影響受溫度干擾的離子通過電解液的傳輸速率。因此不同的隔膜技術(shù)會影響鋰離子電池的熱穩(wěn)定性和使用壽命。
Part.02
隔膜制備工藝
市場化的鋰離子電池隔膜材料以聚乙烯(polyethylene,PE)、聚丙烯(polypropylene,PP)為主的聚烯烴(Polyolefin)類隔膜,其中聚乙烯PE產(chǎn)品重要由濕法工藝制得,聚丙烯PP產(chǎn)品重要由干法工藝制得。重要的鋰離子電池隔膜材料產(chǎn)品有單層PP、單層PE、PP+陶瓷涂覆、PE+陶瓷涂覆、雙層PP/PE、雙層PP/PP和三層PP/PE/PP等。

根據(jù)技術(shù)路線不同,鋰電池隔膜工藝可分為干法單向拉伸、干法雙向拉伸、濕法同步拉伸和異步拉伸工藝。不論其中哪一種工藝,工藝流程中都會涉及到拉伸和分切環(huán)節(jié)。
拉伸:將薄膜進行冷(或熱)單向或縱橫雙向拉伸。
分切:將制成的隔膜根據(jù)客戶的規(guī)格要求裁切為成品隔膜。
Part.03
隔膜缺陷測量
雖然隔膜不參與電池的電化學(xué)反應(yīng),隔膜在生產(chǎn)時不可避免地會有一些表面缺陷,比如破膜、刮傷、漏涂、異物、孔洞等問題。如果存在缺陷,會影響電池的熱穩(wěn)定性,導(dǎo)致例如熱失控產(chǎn)生的火災(zāi)或爆炸。尤其是對于動力鋰離子電池,隔膜對電池倍率性能和安全性能的影響更顯著。
通過美能光子灣3D共聚焦顯微鏡,不僅可以放大觀察表面缺陷,還可以精準生成隔膜表面的凹凸形貌。
ME-PT3000
美能光子灣3D共聚焦顯微鏡
美能光子灣3D共聚焦顯微鏡是一款用于對各種精密器件及材料表面,可應(yīng)對多樣化測量場景,能夠快速高效完成亞微米級形貌和表面粗糙度的精準測量任務(wù),提供值得信賴的高質(zhì)量數(shù)據(jù)。
超寬視野范圍,高精細彩色圖像觀察
提供粗糙度、幾何輪廓、結(jié)構(gòu)、頻率、功能等五大分析功能
采用針孔共聚焦光學(xué)系統(tǒng),高穩(wěn)定性結(jié)構(gòu)設(shè)計
- 提供調(diào)整位置、糾正、濾波、提取四大模塊的數(shù)據(jù)處理功能
隔膜是影響鋰離子電池性能的關(guān)鍵因素,包括滲透性、電導(dǎo)率、穩(wěn)定性和耐久性等。隔膜的性能取決于其組成,其中最重要的因素是隔膜材料的選擇,其次還需要考慮隔膜的結(jié)構(gòu)設(shè)計、制造工藝和表面處理等因素。美能光子灣3D共聚焦顯微鏡為研究人員提供先進的采樣和分析技術(shù),通過測得的高精度,高重復(fù)性、量化計量結(jié)果,實現(xiàn)對新材料、新表面和新工藝的科學(xué)探索。
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鋰離子電池
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