隔離膜
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隔離膜:是置於正負極板中,為一微孔性及多孔性之薄膜,材質以PP、PE為主,主要功能為隔絕正負極以防止電池自我放電及兩極短路等問題。
隔離膜在隔離正負極板,防止短路,可使離子通過,並具保持電解液的功能。所謂關閉或阻斷功能是電池出現異常溫度上升,阻塞或阻斷作為離子通道的細孔,使蓄電池停止充放電反應。隔板可以有效防止因外部短路等引起的過大電流而使電池產生異常發熱現象。由於隔離膜的安全性、滲透性、孔隙度及膜厚度將互相影響離子傳導度及機械強度,所以不同的產品必須應用不同的設計方式,如單層、雙層及三層的隔離膜。
隔離膜主要是由高分子薄膜或是不織布(Non-woven)纖維材料所構成之多孔結構。它必須對於電解液或是電極材料具有化學以及電化學穩定性;並且必須具有一定的機械強度,使其能忍受電池於組裝過程中的高張力強度。隔離膜又分為以下三類:
(1)不織布纖維墊(Nonwoven Fiber Mats):由天然或合成纖維製成,通常有60%~80%的孔隙度,20~50um的孔徑與100~200um的厚度,纖維的直徑決定了膜厚與表面的平整性,如果纖維直徑接近厚度,則只能有一層的纖維,當有兩條或多條這樣的纖維彼此相鄰,則結構上可能會出現區域性的開放空間,將無法有效防止正負極的短路,目前用在鎳鎘、鎳氫電池。
(2)多孔性高分子膜(Microporous polymeric Membranes):孔隙率約40%,膜厚約20um,當電池出現不正常高溫時,多孔性高分子膜由於其結晶態與無型態之間的密度差,在軟化點溫度開始收縮,一般用在商業鋰電池。
(3)無機混合物膜(Inorganic Composite Membranes):使用奈米顆粒無機金屬氧化物製成,利用Sol-Gel技術結合在不織布纖維墊材上,擁有極佳的熱安定性與尺寸穩定性,主要用於大型鋰電池,例如電動車與電動工具。
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