鋰離子電池作為“中國制造2025”的重點項目之一，提升其電池性能與安全性等是一個長久的研究熱點，而通過設計制備高性能隔膜材料提高電池性能是一個重要的方法。

從結構上看，鋰離子電池主要由正極材料、負極材料、電解液、隔膜以及電池外殼材料組成。隔膜是其中一個重要組成部分，在電池中隔離正負電極反應，讓電解液中的陰陽離子選擇性自由通過，進而組成完整的電池通路。隔膜的性能在保證鋰離子電池的安全性和提高鋰離子電池性能等方面有直接影響。因此設計與制備良好的隔膜材料對于提高鋰離子電池容量、安全性等性能具有非常重要的作用。

隔膜的性能要求

鋰離子電池隔膜作為鋰離子電池四大主要材料之一，一般是絕緣性較好的材料，提供鋰離子在電解液中的遷移通道。隔膜的性能參數(shù)對電池性能影響重大，例如在常用的商用隔膜材料中，材料的厚度直接影響電池內阻，孔隙大小和分布將會影響傳輸鋰離子性能等，因此制備高性能隔膜材料對于電池的性能發(fā)揮和實際應用至關重要。影響鋰離子電池隔膜性能的主要因素包括隔膜化學穩(wěn)定性、力學強度、孔隙率大小及潤濕性、安全保護的自關閉性能等幾個方面。

⑴力學強度

隔膜在電池結構及充放電反應過程中需要具有一定的機械強度。隔膜的一個重要作用是將正負極反應隔開，如果隔膜皺縮或破裂導致電解液滲透，就會發(fā)生電池短路，具有很大的安全隱患，因此隔膜需要有一定的力學強度和韌性。鋰離子電池在充電過程中鋰離子被還原生成金屬鋰枝晶，這就要求隔膜材料要有一定的抗穿刺強度。另外，隔膜材料也應該具有一定的拉伸強度，鋰離子電池在反應過程中會放出或吸收熱量，隔膜會發(fā)生相應的漲縮，如果隔膜的拉伸強度不夠，就會造成隔膜破損，也會導致短路發(fā)生。

⑵熱極定性

由于鋰離子電池中電解質溶液除了水溶劑，還會采用有機溶劑和非水電解液，因此隔膜應具有良好的化學穩(wěn)定性和耐腐蝕性能，能夠在電池多次充放電過程中實現(xiàn)結構的完整性與反應的穩(wěn)定性。此外，鋰離子電池在充放電反應中會放熱，電池在連續(xù)工作時溫度會升高，隔膜的熱穩(wěn)定性能夠保證在電池長時間工作時減少收縮形變量，避免電池皺縮導致的正負極接觸而導致電池短路。

⑶孔隙分布及孔隙率

隔膜為了保持鋰離子良好的透過能力，材料需要具備一定大小的孔隙，并保證低電阻和高離子傳導率?？紫洞笮⒂绊戨姵貎茸杓半姵氐陌踩??？紫短闺x子穿透率減低而增大電池內阻，孔隙過大則會導致電池正負極接觸概率增大易導致短路，起不到隔膜的效果。優(yōu)良的鋰離子電池隔膜應保證孔隙大小合適、分布均勻，不然會導致局部電流過大或過小，影響電池性能。

⑷其他性能

此外，隔膜的自關閉技能在電池安全性方面至關重要。自關閉機理要求隔膜在過載大量放熱，溫度升高過高，接近材料熔點時隔膜結構中孔隙閉合，成功隔絕離子穿梭，停止正負極反應形成斷路，以在過熱情況下防止電池爆炸。隔膜的浸潤性也是評價隔膜性能好壞的標準之一，為保證離子的順利傳輸，隔膜需要和電解液充分接觸，有良好的浸潤性、與電解液的滲透能力和離子穿透能力。